放大器电路和包络跟踪电源调制器制造技术

本发明专利技术公开一种放大器电路，包括：电压到电流转换电路，用于根据输入电压信号产生电流信号，其中该电压到电流转换电路包括：运算跨导放大器，用于在该运算跨导放大器的输出埠输出该电流信号；以及电流到电压转换电路，用于根据该电流信号产生输出电压信号，其中该电流到电压转换电路包括：线性放大器，其中该线性放大器的输入端口耦接到该运算跨导放大器的该输出端口，且输出电压信号源自线性放大器的输出端口的输出信号。本发明专利技术提出了一种使用具有单位增益回馈的线性放大器的放大器电路以获得更好的功率效率。获得更好的功率效率。获得更好的功率效率。

【技术实现步骤摘要】
放大器电路和包络跟踪电源调制器


[0001]本专利技术涉及电路
，尤其涉及一种放大器电路和包络跟踪电源调制器。

技术介绍

[0002]功率放大器(power amplifier，PA)用于放大用于无线电传输的射频(radio
‑
frequency，RF)信号。PA常见于无线通信设备中，用于驱动发射器的天线。PA的功耗对于电池供电的无线通信设备至关重要。传统上，PA使用固定电源电压进行偏置(bias)。当输入到PA的RF输入信号处于最大电平时，通常会出现峰值(peak)RF输出功率情况。然而，当PA从峰值RF输出功率条件回退(backed
‑
off)时，多余的输入功率必须由PA耗散，因为它没有被转换为有用的RF输出功率。也就是说，传统的固定PA电源电压会导致大量的功率损失为热量。包络跟踪(envelope tracking)是一种技术，需要使用射频输入信号的包络动态调制PA的电源电压。这将使PA在任何时候都更接近峰值水平，并显著提高PA的效率。也就是说，包络跟踪技术调制PA电源电压以跟踪RF输入信号的包络，以减少作为热量耗散的功率量。
[0003]在无线通信中，带宽(bandwidth)是调制载波信号所占据的频率范围。随着无线通信技术的进步，一个调制载波信号使用的带宽越来越宽。例如，5G新空口(New Radio，NR)应用中的带宽需求迅速增加。因此，包络跟踪电源调制器需要宽带宽线性放大器，用于向具有高峰均功率比(peak to average power ratio，PAPR)输出信号的PA提供调制电源电压。然而，典型的线性放大器通常会消耗大量静态电流以实现较宽的包络跟踪带宽。因此，典型的宽带包络跟踪设计非常耗电。
[0004]因此，需要一种创新的放大器设计，其以减少的静态电流消耗实现宽带包络跟踪。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术提供一种放大器电路和包络跟踪电源调制器，以解决上述问题。
[0006]根据本专利技术的第一方面，公开一种放大器电路，包括：
[0007]电压到电流转换电路，用于根据输入电压信号产生电流信号，其中该电压到电流转换电路包括：运算跨导放大器，用于在该运算跨导放大器的输出埠输出该电流信号；以及
[0008]电流到电压转换电路，用于根据该电流信号产生输出电压信号，其中该电流到电压转换电路包括：线性放大器，其中该线性放大器的输入端口耦接到该运算跨导放大器的该输出端口，且输出电压信号源自线性放大器的输出端口的输出信号。
[0009]根据本专利技术的第二方面，公开一种包络跟踪电源调制器，包括：
[0010]放大器电路，用于接收包络输入，并根据该包络输入产生放大器输出，其中该放大器输出参与设置功率放大器的调制电源电压，该放大器电路包括：
[0011]电压到电流转换电路，用于根据该包络输入产生电流信号，其中该电压到电流转换电路包括：运算跨导放大器，用于在该运算跨导放大器的输出埠输出该电流信号；以及电流到电压转换电路，用于根据该电流信号产生该放大器输出，其中该电流到电压转换电路包括：线性放大器，其中该线性放大器的输入端口耦接到该运算跨导放大器的该输出端口，
线性放大器的输出端口耦接到该功率放大器，并且该放大器输出来自该线性放大器的输出端口的输出信号。
[0012]本专利技术的放大器电路由于包括：电压到电流转换电路，用于根据输入电压信号产生电流信号，其中该电压到电流转换电路包括：运算跨导放大器，用于在该运算跨导放大器的输出埠输出该电流信号；以及电流到电压转换电路，用于根据该电流信号产生输出电压信号，其中该电流到电压转换电路包括：线性放大器，其中该线性放大器的输入端口耦接到该运算跨导放大器的该输出端口，且输出电压信号源自线性放大器的输出端口的输出信号。本专利技术提出了一种使用具有单位增益回馈的线性放大器的放大器电路以获得更好的功率效率。本专利技术因为使用运算跨导放大器来实现可使回馈因子β为1，相较于一般设计的回馈因子β更大(一般设计会小于1，例如为0.5),所以电流到电压转换电路的静态电流可以降低。
附图说明
[0013]图1是说明根据本专利技术的实施例的包络跟踪电源调制器(envelope tracking supply modulator)的框图。
[0014]图2是图示根据本专利技术实施例的放大器电路的图。
[0015]图3是图示根据本专利技术实施例的源极退化放大器source(degenerated amplifier)的图。
[0016]图4是图示根据本专利技术的实施例的具有跨导升压(transconductance boosting)的源极退化放大器(source degenerated amplifier)。
[0017]图5是图示根据本专利技术实施例的具有至少一个补偿电容器(compensation capacitor)的两级(two
‑
stage)放大器的图。
具体实施方式
[0018]在下面对本专利技术的实施例的详细描述中，参考了附图，这些附图构成了本专利技术的一部分，并且在附图中通过图示的方式示出了可以实践本专利技术的特定的优选实施例。对这些实施例进行了足够详细的描述，以使本领域技术人员能够实践它们，并且应当理解，在不脱离本专利技术的精神和范围的情况下，可以利用其他实施例，并且可以进行机械，结构和程序上的改变。本专利技术。因此，以下详细描述不应被理解为限制性的，并且本专利技术的实施例的范围仅由所附权利要求限定。
[0019]将理解的是，尽管术语“第一”、“第二”、“第三”、“主要”、“次要”等在本文中可用于描述各种元件、组件、区域、层和/或部分，但是这些元件、组件、区域、这些层和/或部分不应受到这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个元素，组件，区域，层或部分与另一区域，层或部分。因此，在不脱离本专利技术构思的教导的情况下，下面讨论的第一或主要元件、组件、区域、层或部分可以称为第二或次要元件、组件、区域、层或部分。
[0020]此外，为了便于描述，本文中可以使用诸如“在...下方”、“在...之下”、“在...下”、“在...上方”、“在...之上”之类的空间相对术语，以便于描述一个元件或特征与之的关系。如图所示的另一元件或特征。除了在图中描述的方位之外，空间相对术语还意图涵盖设备在使用或操作中的不同方位。该装置可以以其他方式定向(旋转90度或以其他定向)，
factor)和输入共模抑制(input common
‑
mode rejection)。如图1所示，放大器电路106包括电压到电流转换电路(标记为“V/I Conv”)108和电流到电压转换电路(标记为“I/V Conv”)110。电压到电流转换电路108根据输入电压信号(例如，包络输入S
ENV
)产生电流信号I
ENV
。电流到电压转换电路110用以根据电流信号I
ENV
产生输出电压信号(例如放大器输出V
AC<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种放大器电路，其特征在于，包括：电压到电流转换电路，用于根据输入电压信号产生电流信号，其中该电压到电流转换电路包括：运算跨导放大器，用于在该运算跨导放大器的输出埠输出该电流信号；以及电流到电压转换电路，用于根据该电流信号产生输出电压信号，其中该电流到电压转换电路包括：线性放大器，其中该线性放大器的输入端口耦接到该运算跨导放大器的该输出端口，且输出电压信号源自线性放大器的输出端口的输出信号。2.如权利要求1所述的放大器电路，其特征在于，该线性放大器的输入端口与该运算跨导放大器的输出埠之间未连接有输入电阻。3.如权利要求1所述的放大器电路，其特征在于，该运算跨导放大器是源极退化放大器。4.如权利要求3所述的放大器电路，其特征在于，该源极退化放大器包括具有源极退化的差分对，并且还包括布置为提高该差分对的跨导的放大器。5.如权利要求4所述的放大器电路，其特征在于，每个该放大器是具有至少一个补偿电容器的两级放大器。6.如权利要求3所述的放大器电路，其特征在于，该电流到电压转换电路还包括：回馈电阻，耦接于该线性放大器的输入端口与输出埠之间；其中，该输出电压信号与该输入电压信号的比率由该回馈电阻的电阻与该源极退化的电阻的比率确定。7.如权利要求1所述的放大器电路，其特征在于，该电流到电压转换电路还包括：回馈网络，包括：至少一个电阻，耦接于该线性放...

【专利技术属性】
技术研发人员：简士雄，温松翰，陈冠达，
申请(专利权)人：联发科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：