提供了用于在数字包络跟踪系统中为功率放大器生成供应电压的系统、方法和电路。在一个示例中，电压生成电路基于目标电压将源电压转换成供应电压。电压生成电路包括可调整升压电路，其倍增源电压以生成具有等于或大于源电压的电压的输入电压；以及步降调节器电路，其调节输入电压以生成具有小于或等于输入电压的电压的调节输出电压。电压分割器电路耦合到调节输出电压并且被配置为从调节输出电压生成至少一个衍生输出电压。供应调制器将至少一个衍生输出电压中的所选一个提供给功率放大器。器。器。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有可调整升压和步降调节功能的电压调节系统和方法
[0001]对相关申请的引用
[0002]本申请要求2019年3月29日递交的申请号为16/369,516的美国申请的优先权，该美国申请的内容被通过引用全部并入。
技术介绍
[0003]包络跟踪是一种技术，通过这种技术，发送链中的功率放大器(power amplifier，PA)的偏置或供应电压(例如，VCC)和电流被基于由功率放大器放大的发送信号的RF信号包络来加以控制。想法是在接近或者略微压缩的情况下操作功率放大器，并且在瞬时信号幅度较低时降低PA供应电压，从而提升功率放大器及其供应生成的效率。
附图说明
[0004]接下来将仅作为示例描述电路、装置和/或方法的一些示例。在此情境中，将参考附图。
[0005]图1图示了包括向功率放大器供应电压的供应电压电路的示范性发送器体系结构。
[0006]图1A图示了示范性射频(RF)发送信号、RF发送信号的包络以及从图1的供应电压电路提供给PA的PA供应电压。
[0007]图1B图示了包括降压
‑
升压转换器作为供应电压电路的一部分的示范性发送器体系结构。
[0008]图2根据描述的各种方面图示了在供应电压电路中包括可调整升压和步降调节器电路的示范性发送器。
[0009]图3根据描述的各种方面图示了示范性电压分割器电路。
[0010]图4根据描述的各种方面图示了概述用于为功率放大器生成供应电压的示范性方法的流程图。
[0011]图5根据描述的各种方面图示了示范性收发器系统。
具体实施方式
[0012]一些采用包络跟踪技术的发送器使用模拟控制环路为功率放大器生成供应电压。在该环路内，功率放大器供应电压被感测，被与跟踪被放大的信号的包络的目标电压相比较，并且差值被用来引导一连续执行器，例如放大器，以校正功率放大器供应电压。这种基于模拟的包络跟踪解决方案存在着几个问题。例如，模拟控制环路的实现对于在维持合理的系统效率的同时增大包络信号带宽，变得很困难。另外，用于生成和控制供应电压等于目标电压的交流(AC)信号路径和用于确定目标电压的直流(DC)信号路径通常被分离成两个供应链，这在印刷电路板(PCB)上产生了不吸引人的大解决方案面积。用于供应电压控制的模拟控制环路对于蜂窝情境中的2x或者可能3x的载波聚合是可行的。对于蜂窝应用中更高级别的载波聚合以及对于WLAN/WiFi应用，模拟控制环路解决方案不能扩展。
[0013]图1图示了包括发送器链110和示范性包络跟踪系统140的示范性发送器体系结构100。发送器链110处理数字基带发送信号以生成射频(RF)发送信号。RF发送信号被PA放大以生成被天线或线缆(未示出)发送的上行链路信号。示范性发送器链110包括发送数字处理电路120，该发送数字处理电路120对数字基带发送信号进行操作以将该信号转换成幅度和相位分量。幅度和相位分量被发送模拟处理电路130转换成模拟RF发送信号。
[0014]包络跟踪系统140包括包络电路150来生成目标电压信号，该目标电压信号用于控制供应电压电路160以向PA供应所选择的供应电压。包络电路150对基带发送信号进行采样以投射出RF发送信号的包络，该RF发送信号将被PA放大以生成上行链路信号。图1A图示了示范性的RF发送信号和限定RF发送信号的包络。包络电路150确定RF发送信号的包络并且生成目标电压信号，以控制供应电压电路160提供与包络紧密匹配的PA供应电压。
[0015]由包络电路生成的目标电压信号包括电压域信息，该信息可以是控制字或者电压，它将期望的供应电压或者从多个电压水平中的选择设置传达给供应电压电路160。此外，目标电压信号可包括时域信息，该信息传达了应当向PA提供期望供应电压的时间。例如，目标电压信号可指定电压域信息V
S2
和时域信息st
n
，以使得供应电压电路160在切换时间st
n
将PA供应电压从V
S1
改变为V
S2
，如图1A所示。时域信息还可包括直到传达下一个电压水平和切换时间为止的持续时间。
[0016]为了降低噪声，包络电路150可确定切换时间，该切换时间将与相对低的RF发送信号相一致(例如，当RF发送信号正穿过频率轴时，如图1A所示)。在一个示例中，“相对低”意味着RF发送信号低于或者等于预定的阈值。在替换实现方式中，包络电路150可选择瞬时包络信号较低时(即，瞬时信号功率较低时)的切换时间。在这种情况下，下一个选择的电压是直到达到另一个低相位为止发生的所有瞬时目标电压的上限。在下一个低相位，另一个电压被选择，等等依此类推。从而，可基于RF信号的过零或者包络信号的接近零条件来选择切换时间。
[0017]供应电压电路160包括电压生成电路170和供应调制器190。供应电压电路160的原理是去除先前包络跟踪系统的模拟控制环路，改为以前馈方式生成PA供应电压。电压生成电路170是模拟电路，它从电池电压VBAT生成经调节的输出电压。电压生成电路170包括电压分割器电路180，该电压分割器电路可以是开关电容网络或者电荷泵(见图3)，它生成具有与经调节的输出电压不同水平的多个输出电压。供应调制器190是切换电路，它将这些输出电压中的一个连接到供应电压电路160的输出。供应电压电路160的输出连接到PA的供应输入(未示出)。
[0018]在图1A中可以看出，由供应电压电路160提供的PA供应电压以步阶方式变化以逼近包络。虽然模拟包络跟踪PA电力供应解决方案也可能够紧密跟随包络，但回顾一下，模拟解决方案在高频应用中的适用性是有限的，并且存在上面论述的其他缺点。本文描述的前馈包络跟踪以对于更高频率可扩展的方式提供了有效的包络跟踪，并且呈现出小的封装尺寸。
[0019]电压供应电路160能够产生任何数目的电压水平。为了利用这个特征，供应电压电路160输入发送器操作参数，这些参数包括例如发送功率水平和操作模式。供应电压电路160可使用此信息来控制或缩放由供应电压电路160产生的电压水平。例如，如果发送功率水平相对较小，则电压的集合可跨越较小的范围，以便PA供应电压可更紧密地跟随包络，或
者电压的数目可被减少到较小的集合。相反，如果发送功率水平较大，则电压的集合可跨越较大的范围，以覆盖包络的变化。
[0020]在图1中可以看出，在PA供应电压的生成中没有控制环路。输出的PA供应电压是从纯电压源输送的，而不是由调节阶段输送的。从而，PA供应电压可能更准确，并且对负载的依赖性更小，尤其是在高频率下和快速切换期间。快速切换复用器或者其他开关可供用于供应调制器190。这是有利的，因为现代设备的更高信号带宽转化为对不同电压水平之间的快速切换的需要。由供应调制器190提供的快速切换从而很适合于现代的、数字主导的技术。图示的供应电压电路160将电压水平生成的模拟任务与电压选择的控制分开，后者是数字的。
[0021]图1B图示了图1的电压本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电压生成电路，被配置为基于目标电压将源电压转换成用于功率放大器的至少一个衍生输出电压，所述电压生成电路包括：可调整升压电路，被配置为倍增所述源电压以生成具有等于或大于所述源电压的电压的输入电压；步降调节器电路，被配置为调节所述输入电压以生成具有小于或等于所述输入电压的电压的调节输出电压；以及电压分割器电路，其耦合到所述调节输出电压并且被配置为从所述调节输出电压生成所述至少一个衍生输出电压。2.如权利要求1所述的电压生成电路，其中所述可调整升压电路包括基于电容器的可调整电荷泵，该电荷泵将所述源电压的电荷水平乘以提升因子以生成所述输入电压。3.如权利要求1所述的电压生成电路，其中所述可调整升压电路被配置为在所述目标电压小于或等于所述源电压时在旁路模式中操作，以使得所述源电压被作为所述输入电压输入到所述步降调节器电路。4.如权利要求1所述的电压生成电路，其中所述步降调节器电路包括基于电感器的直流/直流(DC/DC)降压转换器。5.如权利要求1所述的电压生成电路，其中所述电压分割器电路包括电荷泵，该电荷泵耦合到所述调节输出电压并且被配置为从所述调节输出电压生成所述至少一个衍生输出电压。6.如权利要求1
‑
5中的任一项所述的电压生成电路，其中所述电压生成电路还包括控制电路，该控制电路被配置为；确定所述目标电压；基于所述目标电压和所述源电压为所述可调整升压电路选择提升因子；并且基于电压反馈信号和所述目标电压之间的差异来为所述步降调节器电路生成控制信号。7.如权利要求6所述的电压生成电路，其中所述控制电路被配置为：基于所述目标电压来确定所述调节输出电压和所述至少一个衍生输出电压之间的比率；并且向所述电压分割器电路提供比率控制信号以控制所述电压分割器电路根据所述比率来生成所述衍生输出电压。8.如权利要求1
‑
5中的任一项所述的电压生成电路，还包括包络电路，该包络电路被配置为基于被所述功率放大器放大的射频(RF)信号的包络的未来值来确定所述目标电压。9.一种基于目标电压为功率放大器生成至少一个衍生输出电压的方法，该方法包括：按提升因子来倍增源电压以生成具有等于或大于所述源电压的电压的输入电压；调节所述输入电压以生成具有小于或等于所述输入电压的电压的调节输出电压；从所述调节输出电压生成至少一个衍生输出电压；并且将所述至少一个衍生输出电压中的所选一个提供给所述功率放大器。10.如权利要求9所述的方法，包括利用基于电容器的可调整电荷泵来倍增所述源电压，所述电荷泵将所述源电压的电荷水平乘以提升因子以生成所述输入电压。11.如权利要求10所述的方法，包括当所述目标电压小于或等于所述源电压时在旁路
模式中操...
【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：发明
国别省市：
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