具有用于包络跟踪的电源负载变化降噪的通信设备及方法技术

文本公开了具有用于包络跟踪的电源负载变化降噪的通信设备及方法。一种切换装置包括在第一电压和第二电压操作以切换数字结构的切换负载单元的数个实例。这些实例由相应控制比特位开启。每个负载单元包括耦合到功率放大器的充电电容器。输出节点可以被耦合到负载电容。切换电路将充电电容器耦合到负载电容并且将电压调节器连接到输出节点，以将电压调节到第二电压。定时逻辑将充电电容器耦合到第一电压，在切换事件期间将充电电容器耦合到负载电容并且将第一电压从充电电容器断开，将充电电容器从负载电容断开，并且在切换事件之后将电压调节器连接到输出节点。该装置可以被体现在包络跟踪中。

【技术实现步骤摘要】

这里描述的实施例涉及用于包络跟踪中的负载变化的降噪。一些实施例涉及用于 通信设备中的无线电频率（RF)功率放大器的电源。一些实施例涉及蜂窝网络（包括第三 代合作伙伴计划长期演进（3GPP LTE)网络）中的用户设备（UE)。
技术介绍
随着诸如计算机、蜂窝电话、以及其他移动设备的电子设备发展到更快速的RF架 构，系统遇到了会限制RF性能的增大的电源敏感性问题。由于这种架构是基于大型数字结 构的切换的，所以电源应该应对导致电源的显著下降的高电流充电。另外，切换速度可以 是非常高频率的，这将不允许电压调节器在新切换误差出现之前对电压误差做出反应和校 正。所以，期望在基本不增大功率消耗并且基本不增大尺寸的条件下，提供用于具有最小噪 声的非常快速的切换的电源降噪。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，提供了一种用于切换数字结构的切换装置，该切换装置 包括：多个切换负载单元，被配置为在第一电压和第二电压进行操作来切换数字信号，多个 切换负载单元中的每个被配置为由数字控制信号的相应比特位开启，每个切换负载单元包 括：充电电容器，被配置为被耦合到功率放大器；输出节点，被配置为被耦合到负载电容； 切换电路，被配置为将充电电容器耦合到负载电容并且将电压调节器连接到输出节点，以 将输出节点处的电压调节到第二电压；以及控制信号源，被配置为提供数字控制信号。 根据本专利技术的另一方面，提供了一种包络跟踪装置，包括：功率放大器（PA)，被配 置为被耦合到数字信号源；多个切换负载单元，被配置为被切换以在第一电压和第二电压 进行操作从而切换数字信号，多个切换负载单元中的每个被配置为由数字控制信号的比特 位开启，每个切换负载单元包括：充电电容器，被配置为被耦合到PA，输出节点，被配置为 被耦合到负载电容，以及切换电路，被配置为将充电电容器耦合到负载电容并且将电压调 节器连接到输出节点，以将输出节点处的电压调节到第二电压；切换控制器，被耦合到PA 并且被配置为在切换事件期间在第一电压和第二电压之间切换PA，以跟踪包络；以及旁路 电容器，被耦合到多个切换负载单元，并且电容器的电容至少约为被开启的多个切换负载 单元的充电电容器的总和。 根据本专利技术的另一方面，提供了一种发送器，包括：生成供传输的至少一个多路复 用信号的电路；以及包络跟踪装置，被耦合到该电路并且包括：功率放大器（PA)，被配置为 被耦合到将被切换的数字信号源；多个切换负载单元，被配置为在第一电压和第二电压进 行操作以切换数字信号，多个切换负载单元中的每个被配置为在至少一些数字信号的切换 事件期间由数字控制信号的比特位开启，每个切换负载单元包括：充电电容器，被配置为被 耦合到PA ;输出节点，被配置为被耦合到负载电容；以及切换电路，被配置为将充电电容器 耦合到负载电容并且将电压调节器连接到输出节点，以将输出节点处的电压调节到第二电 压；切换控制器，被耦合到PA并且被配置为在每个切换事件期间在第一电压和第二电压之 间切换PA，以跟踪包络；以及旁路电容器，被耦合到多个切换负载单元，电容器的电容至少 约为被开启的多个切换负载单元的充电电容器的总和。 根据本专利技术的另一方面，提供了一种用于切换事件的包络跟踪中的降噪方法，该 方法包括：基于用于每个切换事件的数字控制信号的比特位数来配置切换负载单元的数 目；配置每个切换负载单元在第一电压和第二电压进行操作；将每个切换负载单元的充电 电容器耦合到每个切换负载单元的输出节点处的负载电容；以及将被配置为调节到第二电 压的电压调节器耦合到每个切换负载单元的输出节点。【附图说明】 图1是根据一些实施例的电源降噪负载单元切换的示例。 图2示出了根据一些实施例的具有电平转换器的包络跟踪系统。 图3是根据一些实施例的图3A和图1之间的关系的图示。 图3A是根据一些实施例的到用于包络跟踪操作的功率放大器（PA)的P型金属氧 化物半导体（PM0S)开关的电平转换器连接的示意性框图。 图3B示出了根据一些实施例的用于图3A的电平转换器的电平转换器示意性实施 方式。 图3C示出了根据一些实施例的用于对图3A的电平转换器进行定时的逻辑。 图4A是根据一些实施例的用于电平转换器的不同转变的电平转换器切换状态的 示意图。 图4B是根据一些实施例的电平转换器控制波形的时序图。 图5是用于切换事件的包络跟踪中的降噪过程的流程图。 图6是根据一些实施例的UE的框图。 图7是根据一些实施例的LTE网络的端到端网络架构的一部分的功能示意图。【具体实施方式】 随着电子设备向更快速的数字RF架构发展，系统遇到了限制RF性能的增大的电 源灵敏性问题。由于该架构是以大型数字结构的切换为基础的，所以电源需要应对导致电 源的显著下降的高电流充电。如这里所使用的，单个切换可以被称为"切换事件"。在当前 已知的解决方案中，如果电源上的波动被限制到例如10毫伏，则对于5pF的负载和1伏的 电压，可能需要500皮法（pF)量级的电容来降低压降。另外，用在实施例中的低压差（LD0) 稳压器将在下一切换事件出现之前对切换误差进行反应和校正。但是，切换速度是非常高 频率的，这不允许调节器在下一切换误差出现之前对电压误差进行反应和校正。在过去的 解决方案中，旁路电容器大大增加，并且通过添加更多电流来加速调节器响应，这是有问题 的。 所公开的主题通过考虑以下事实来解决这个问题：负载电流充电在很多情况下 被预先定义，并且因此每个切换事件所需的适当充电量可以被准备好，从而减少半导体芯 片中需要的旁路电容量和电源的波动。在一个实施例中，该技术可以作为包络跟踪系统被 实现在RF发送器中，其中该包络跟踪系统具有显著减小的旁路电容。在一些实施例中，数 百皮法（pF)的电容可以被减小到lOpF左右。这种实施方式会对在第三代合作伙伴计划 (3GPP)规范中进行操作的发送器的功率放大器产生影响。发送器可以利用非恒定包络调制 (例如，宽带码分多址（WCDMA)、或者正交频分复用（OFDM))进行操作。用于这种发送器的 RF PA的包络跟踪可能需要切换定义PA看到的实际电压的不同电阻性负载，通过切换不同 电阻性负载可以创建包络跟踪实施方案。 图1是根据实施例的电源降噪单元切换的示例。数字结构包括多个单元，其中每 个单元可以由用于切换的数字控制信号的相应比特位控制。示出了单元的三个实例（该数 目仅用于示例目的）。在实际的切换情形中，将存在远多于3个单元。每个单元都具有负 载电容（例如，对于一个实例（即，单元1)在60处示出的(^_)、和用于降噪的附加电容和 开关（例如，10处示出的C e_E1和开关50)。在这种情况下，电容器10 (C e_E)被耦合到PA 30，PA 30经由50处表示的开关被连接到两个电源电压中的较高的一个电源电压40VH。在 切换事件期间，PA 30的电容器10被从VH分离，并且经由切换组件（未示出）被连接到负 载电容60(Cload)。通过选择CeHAR(；jP Cload之间的适当比例，切换将创建希望的负载电压 值（VL)。对于一般系统，VH可以大约为1.8V，并且VL可以大约为IV。以下根据等式（1) 给出了比例1. 25。 这使得电容器CCHARffi具有仅6. 25pF的值本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于切换数字结构的切换装置，该切换装置包括：多个切换负载单元，被配置为在第一电压和第二电压进行操作来切换数字信号，所述多个切换负载单元中的每个被配置为由数字控制信号的相应比特位开启，每个切换负载单元包括：充电电容器，被配置为被耦合到功率放大器；输出节点，被配置为被耦合到负载电容；切换电路，被配置为将所述充电电容器耦合到所述负载电容并且将电压调节器连接到所述输出节点，以将所述输出节点处的电压调节到所述第二电压；以及控制信号源，被配置为提供所述数字控制信号。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：伊曼纽尔·科恩，
申请(专利权)人：英特尔IP公司，
类型：发明
国别省市：美国;US