本公开涉及使用自适应耦合装置将偏置电路耦合到放大器。示例性偏置网络包括：自适应偏置电路，被配置为生成用于放大器的偏置信号，并且进一步包括耦合电路，被配置为将自适应偏置电路耦合至放大器。耦合电路的适应性在于其阻抗取决于放大器要放大的输入信号的功率电平。通过将耦合电路配置为具有取决于输入信号的功率电平的可变阻抗，耦合电路可以适应输入功率电平，从而可以修改偏置信号以减少/优化自适应偏置电路可引入到偏置信号中的非线性中的至少一些。
【技术实现步骤摘要】
使用自适应耦合装置将偏置电路耦合到放大器
本公开总体上涉及射频(RF)系统，并且更具体地，涉及用于放大器的变换网络。
技术介绍
无线电系统是指以电磁波形式在大约3千赫兹(kHz)至300吉赫兹(GHz)的RF范围内发送和接收信号的系统。无线电系统通常用于无线通信，蜂窝/无线移动技术是一个突出的例子，但是也可以用于诸如有线电视之类的电缆通信。在这两种类型的系统中，放大器都起着至关重要的作用，例如用于放大RF信号的功率放大器。附图说明为了提供对本公开及其特征和优点的更完整的理解，结合附图参考以下描述，其中，相同的附图标记表示相同的部分，其中：图1提供了根据本公开的一些实施例的具有功率放大器的天线设备的示意图，该功率放大器可以由偏置电路和自适应耦合电路的偏置网络来偏置。图2A提供了具有偏置电路而没有耦合电路的功率放大器的示意图。图2B提供了根据本公开的一些实施例的具有偏置电路和固定耦合电路的功率放大器的示意图；图3提供了一个示意图，根据本公开的一些实施例，对于用于将偏置电路耦合到功率放大器的电阻器的不同电阻值，三阶交调点(OIP3)的输出如何取决于功率放大器生成的放大RF信号的输出功率；图4A提供了根据本公开的一些实施例的具有偏置网络的功率放大器的示意图，该偏置网络包括偏置电路和自适应耦合电路。图4B提供了根据本公开的一些实施例的自适应耦合电路的电阻如何取决于功率放大器的输入功率的示意图。图5提供了根据本公开的一些实施例的使用P型金属氧化物半导体(PMOS)晶体管实现的自适应耦合电路的示意图；图6提供了根据本公开的一些实施例的使用N型金属氧化物半导体(NMOS)晶体管实现的自适应耦合电路的示意图；图7提供了根据本公开的一些实施例的使用PMOS晶体管和NMOS晶体管实现的自适应耦合电路的示意图；图8提供了根据本公开的一些实施例的框图，该框图示出了使用功率放大器来放大输入信号的方法，该功率放大器使用自适应耦合电路耦合到偏置电路。图9提供了根据本公开的一些实施例的示例性数据处理系统的框图，该示例性数据处理系统可以被配置为实现或控制使用功率放大器来放大或放大至少一部分信号，该功率放大器使用自适应耦合电路耦合到偏置电路。具体实施方式综述本公开的系统、方法和设备每个都具有几个创新方面，没有任何一个单独地负责本文公开的所有期望属性。在以下描述和附图中阐述了本说明书中描述的主题的一种或多种实现方式的细节。为了说明本文提出的用于RF系统中的放大器的偏置网络，首先理解在这种系统中可能起作用的现象可能是有用的。可以将以下基础信息视为可以适当地解释本公开的基础。提供这些信息仅出于解释的目的，因此，不应以任何方式解释为限制本公开及其潜在应用的广泛范围。虽然可以针对作为功率放大器的放大器的示例提供以下描述，但是本公开的实施例同样适用于其他类型的放大器，例如低噪声放大器、线性放大器、可变增益放大器等。在无线无线电系统的上下文中，天线是一种设备，它充当在空间中无线传播的无线电波与在与发射器或接收器一起使用的金属导体中移动的电流之间的接口。在传输过程中，无线电发射机可以提供电信号，该信号会被功率放大器放大，然后将信号的放大版本提供给天线的端子。天线然后可以从功率放大器输出的信号作为无线电波辐射能量。类似地，在有线无线电系统中，在通过有线电缆连接传输之前，首先要通过功率放大器放大电信号。线性和高效功率放大器对于现代通信系统至关重要，对于诸如第五代蜂窝技术(5G)系统之类的无线系统以及电缆无线系统而言，都是如此。为功率放大器提供偏置信号的偏置电路有助于功率放大器的线性和效率。例如，已经开发了自适应偏置电路，以试图优化功率放大器的效率。这样的电路是“自适应的”，因为提供给功率放大器的偏置信号取决于将由功率放大器放大的信号，这在提高功率放大器的效率方面可能是有利的。但是，偏置电路本身可能会无意中将非线性添加到偏置信号，从而降低了功率放大器的线性度。换句话说，用于功率放大器的常规偏置电路，特别是自适应偏置电路的一个缺点是，由于偏置电路的非线性，功率放大器的线性可能降低。在试图保持功率放大器的线性度的同时向功率放大器提供自适应偏置的常见常规方法是实现一种偏置网络，该偏置网络使用固定的耦合组件(例如固定电阻器)将自适应偏置电路耦合到功率放大器。然而，本专利技术的专利技术人认识到，使用固定的耦合部件将自适应偏置电路耦合至功率放大器会降低功率放大器的功率和/或效率。本公开的各种实施例提供旨在改善上述一个或多个挑战的系统和方法，该挑战在提供用于RF系统(例如但不限于5G蜂窝技术或电缆通信系统的相控天线阵列)的线性和有效放大器中(例如但不限于功率放大器，线性放大器，低噪声放大器或可变增益放大器)。在本公开的一个方面中，用于放大器的示例性偏置网络包括自适应偏置电路/布置，其被配置为生成用于放大器的偏置信号，并且还包括耦合电路/布置，其被配置为将自适应偏置电路耦合至放大器，以向放大器提供偏置信号。特别是，所述耦合电路被配置为使得所述耦合电路的阻抗取决于将被所述放大器放大的输入信号的功率电平(即耦合电路是自适应耦合电路)。如上所述，自适应偏置电路的操作可以将一些非线性引入偏置信号，该非线性可以使要被放大器放大的输入信号失真。本文所述的自适应耦合电路被配置为在其输入处接收由自适应偏置电路生成的偏置信号。自适应耦合电路还被配置为修改接收到的偏置信号以生成修改后的偏置信号，其中然后将修改后的偏置信号提供给放大器。特别地，通过将耦合电路配置为具有取决于到放大器的输入信号的功率电平的可变阻抗，耦合电路可以适应于输入功率电平，并且可以以这种方式修改偏置信号以减少或优化由自适应偏置电路引入到偏置信号的非线性中的至少一些。自适应偏置电路和自适应耦合电路都可以看作是“修改”用于偏置放大器的偏置信号，但是这两个电路中的每一个所提供的修改都是不同的。特别地，尽管自适应偏置电路可以被配置为确保偏置信号基于放大器工作的功率水平，但是自适应耦合电路可以被配置为从偏置电路产生的偏置信号中减少或消除至少一些非线性分量，这些非线性分量可能会被偏置电路本身引入到偏置信号中，这可能会根据偏置信号来优化偏置信号，从而降低放大器的线性性能。本公开的实施例基于以下认识：自适应偏置信号的非线性可以根据输入功率电平(即，要由放大器放大的信号的功率电平)以及自适应偏置信号中的非线性程度可能取决于自适应偏置电路与放大器输入之间的阻抗。因此，提供用于放大器的偏置网络，其中可以将自适应耦合电路配置为根据输入功率水平来适配放大器输入与自适应偏置电路之间的阻抗，可以改善(例如，优化)放大器的整体线性度。如本领域的技术人员将认识到的，如本文所述，本公开的各方面，特别是使用自适应耦合电路向放大器提供经修改后的偏置信号的偏置网络的各方面，可以以各种方式来实现，例如作为方法、系统、计算机程序产品或计算机可读存储介质。因此，本公开的各方面可以采取完全硬件实施例、完全软件实施例(包括固件、常驻本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.用于放大器的偏置网络，该偏置网络包括：/n自适应偏置电路，被配置为产生用于所述放大器的偏置信号；和/n耦合电路，被配置为将所述自适应偏置电路耦合到所述放大器，以使得能够将所述偏置信号提供给所述放大器，/n其中所述耦合电路被配置为使得所述耦合电路的阻抗取决于将被所述放大器放大的输入信号的功率电平。/n
【技术特征摘要】
20190611 US 16/437,2041.用于放大器的偏置网络，该偏置网络包括：
自适应偏置电路，被配置为产生用于所述放大器的偏置信号；和
耦合电路，被配置为将所述自适应偏置电路耦合到所述放大器，以使得能够将所述偏置信号提供给所述放大器，
其中所述耦合电路被配置为使得所述耦合电路的阻抗取决于将被所述放大器放大的输入信号的功率电平。
2.根据权利要求1所述的偏置网络，其中所述耦合电路被配置为使得:
当所述输入信号的功率电平为第一功率电平时，所述耦合电路的阻抗为第一阻抗，
当所述输入信号的功率电平为高于第一功率电平的第二功率电平时，所述耦合电路的阻抗为低于所述第一阻抗的第二阻抗。
3.根据权利要求1所述的偏置网络，其中所述耦合电路包括:
输入，与所述自适应偏置电路的输出耦合，以及
输出，耦合到所述放大器的输入。
4.根据权利要求1所述的偏置网络，其中所述耦合电路被配置为展现可变电阻，该可变电阻取决于所述输入信号的功率电平。
5.根据权利要求1所述的偏置网络，其中所述耦合电路包括耦合在该晶体管的源极端子和漏极端子之间的晶体管和电阻器，并且其中一对源极端子和漏极端子中的第一源极或漏极(S/D)端子耦合至所述放大器的输入，而一对中的第二S/D端子耦合至偏置电路的输出。
6.根据权利要求5所述的偏置网络，其中所述晶体管的第一S/D端子还耦合到所述输入信号。
7.根据权利要求5所述的偏置网络，其中在操作期间，在所述晶体管的第一S/D端子和第二S/D端子之间流动的电流取决于所述输入信号的功率。
8.用于放大器的偏置网络，该偏置网络包括:
偏置电路，被配置为在所述偏置电路的输出端提供偏置信号；和
耦合电路，耦合在所述偏置电路的输出和所述放大器的输入之间，
其中:
所述耦合电路包括晶体管，
所述晶体管包括源极端子和漏极端子，
所述晶体管的源极端子或漏极端子中的第一个耦合到所述放大器的输入和要被所述放大器放大的输入信号，以及
所述晶体管的源极端子或漏极端子中的第二个耦合到所述偏置电路的输出。
9.根据权利要求8所述的偏置网络，其中:
所述晶体管是N型金属氧化物半导体(NMOS)晶体管，
所述耦合电路还包括功率检测器，被配置为确定将被所述放大器放大的输入信号的功率，以及
施加到NMOS晶体管的栅极端子的栅极电压基于所述功率。
10.根据权利要求9所述的偏置网络，其中:
所述功率检测器...
【专利技术属性】
技术研发人员：M·艾斯梅尔，
申请(专利权)人：亚德诺半导体国际无限责任公司，
类型：发明
国别省市：爱尔兰;IE
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