一种系统和方法，包括接收具有包络的输入信号以及生成与包络对应的包络检测信号。基于包络检测信号调整提供给放大器电路(308)的偏置电流(IDD)，该放大器电路(308)包括放大器(M1,M2)和变压器(L1,L2)。变压器(L1,L2)被配置为建立从放大器(M1,M2)的输出端到放大器(M1,M2)的输入端的磁耦合反馈回路。由放大器电路(308)响应于输入信号而提供输出信号。(308)响应于输入信号而提供输出信号。(308)响应于输入信号而提供输出信号。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】基于输入信号包络跟踪调整放大器偏置电流的系统和方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2021年2月9日提交的标题为“SYSTEM AND METHOD FOR ADJUSTING AMPLIFIER BIAS CURRENT BASED ON INPUT SIGNAL ENVELOPE TRACKING”的美国临时专利申请No.63/147,668的优先权和权益，该专利申请的公开出于所有目的通过引用整体并入本文。本申请涉及于2021年9月27日提交的标题为“AMPLIFIER LINEARIZATION USING MAGNETICALLY COUPLED FEEDBACK”的美国专利申请序列No.17/486,297，涉及于2021年9月27日提交的标题为“METHOD OF IMPROVING LINEARITY OF AMPLIFIER CIRCUIT INCLUDING MAGNETICALLY COUPLED FEEDBACK LOOP BY INCREASING DC BIAS CURRENT WITHOUT IMPACTING AMPLIFIER GAIN”的美国专利申请序列No.17/486,417，涉及于2021年9月27日提交的标题为“AMPLIFIER LINEARIZATION USING MAGNETICALLY COUPLED FEEDBACK”的美国专利申请序列No.17/486,339，涉及于2021年9月27日提交的标题为“DIFFERENTIAL AMPLIFIER INCLUDING DUAL MAGNETICALLY COUPLED FEEDBACK LOOPS”的美国专利申请序列No.17/486,367，并且涉及于2021年9月27日提交的标题为“AMPLIFIER INCLUDING MAGNETICALLY COUPLED FEEDBACK LOOP AND STACKED INPUT AND OUTPUT STAGES ADAPTED FOR DC CURRENT REUSE”的美国专利申请序列No.17/486,386，这些专利申请的公开出于所有目的通过引用整体并入本文。
[0003]本公开一般而言涉及用于射频操作的功率放大器的设计和技术。
技术介绍
[0004]用于射频(RF)操作的功率放大器(PA)被设计为放大RF信号的低输入功率，以通过将来自DC电源的DC功率转换成RF能量来产生较高功率水平的RF输出。典型发送器系统中的PA以高DC电压偏置，从而散发在操作期间生成的热。因此，PA的设计考虑因素涉及实现足够效率水平的方案，以最小化DC功耗并减少散热。
[0005]在最先进的无线通信技术中，以高通信吞吐量为目标的各种无线标准通过操纵振幅和/或相位分量来利用复杂的调制方案以生成RF信号。此类调制方案的示例包括正交振幅调制(QAM)和正交相移键控(QPSK)。此类调制可能对系统中的PA提出严格的线性度要求。PA的线性度简单地以输出功率与输入功率的函数关系图的形式展示，线的斜率等于PA的增益。对于用QAM或QPSK传输大摆幅载波信号的系统来说，线性度尤其关键。例如，用于正交频分多址(OFDMA)或码分多址(CDMA)的QAM生成具有高峰均功率比(PAPR)的RF信号。在此类高PAPR场景下，传输链中的PA常常需要设置为输出低于其峰输出功率的功率，直到刚好满足线性度要求。这个操作被称为“功率回退”。如果没有功率回退，那么输出RF信号在高输出PAPR点处经历失真。信号波形可以通过降低峰输出功率水平的功率回退操作来恢复；结果，整体效率显著降低，尤其是当PA被设计为在其最大功率水平下实现其最大效率时。因此，难以同时实现线性度和良好的效率两者。
[0006]在RF PA技术中，功率附加效率(PAE)被定义为输出功率与输入功率之差与所消耗的总DC功率的比率，而效率被定义为输出功率与输入DC功率的比率。在常规的发送器系统中，供应恒定的DC功率以保持预定的功率水平，当信号摆动到较低的功率水平时浪费多余的能量。改善效率的众所周知的技术的示例是包络跟踪(ET)，其中通过跟踪输入信号的包络，连续调整施加到RF PA的电源电压，以递送每个时刻所需的DC功率。包络信息源自IQ调制解调器，并被传递到包络跟踪电源以提供所需的电压。
[0007]对于线性度考虑，已经设计了各种PA线性化技术，通常涉及将输出端处的RF信号包络的振幅和/或相位与输入端处的振幅和/或相位进行比较，以通过反馈回路进行适当的校正。PA体系架构中常规线性化技术的示例包括前馈纠错、数字预失真、包络消除和恢复等。PA体系架构中的这些线性化技术许多是众所周知的，并且细节可以在各种教科书中以及科学论文和白皮书中找到。
技术实现思路
[0008]本文公开了用于改善放大器效率的系统和方法，其使用基于电流的包络跟踪(ET)技术。在所公开的方法的一个方面中，通过跟踪施加到放大器的输入信号的包络，连续地调整供应给具有磁耦合反馈的放大器的偏置电流，以递送每个时刻所需的DC功率。
[0009]在一个方面中，所公开的方法包括接收具有包络的输入信号并生成与包络对应的包络检测信号。该方法还包括基于包络检测信号调整提供给放大器电路的偏置电流，该放大器电路包括放大器和变压器。变压器被配置为建立从放大器的输出端到放大器的输入端的磁耦合反馈回路。由放大器电路响应于输入信号而提供输出信号。
[0010]本公开还针对一种包括包络检测器的系统，该包络检测器被配置为生成与输入信号的包络对应的包络检测信号。放大器电路耦合到包络检测器并被配置为响应于输入信号而提供输出信号。放大器电路包括放大器和变压器。变压器被配置为建立从放大器的输出端到放大器的输入端的磁耦合反馈回路。在系统的操作期间，基于包络检测信号调整提供给放大器电路的偏置电流。
附图说明
[0011]当结合附图时，从下面阐述的详细描述中，本公开的特征、本质和优点将变得更加清楚，在附图中，相同的附图标记在全文中对应地标识，并且其中:
[0012]图1是本放大器系统的基于CMOS的实施方式的单端版本的电路级图示。
[0013]图2是图示根据实施例的电流模式包络跟踪放大器系统的功能框图。
[0014]图3是示出根据实施例的电流模式包络跟踪放大器系统的示例的电路级图示。
[0015]图4在右图中和左图中分别展示了具有和不具有包络跟踪的输出信号频谱dBm与频率的关系。
[0016]图5在顶部图中展示了输出电压与时间的关系，在底部图中展示了供电电流与时间的关系，其中启用了电流模式包络跟踪。
[0017]图6图示了描绘常规包络跟踪系统的第一示例的简化框图。
[0018]图7图示了描绘常规包络跟踪系统的第二示例的简化框图。
[0019]图8是示出包络检测器系统的基本配置的框图。
[0020]图9是常规二极管检测器的电路级图示。
[0021]图10是允许基于包络检测电路的输出直接控本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种方法，包括：接收具有包络的输入信号；生成与输入信号的包络对应的包络检测信号；基于包络检测信号调整提供给放大器电路的偏置电流，该放大器电路包括放大器和变压器，该变压器被配置为建立从放大器的输出端到放大器的输入端的磁耦合反馈回路；以及由放大器电路响应于输入信号而提供输出信号。2.根据权利要求1所述的方法，其中，生成包括：对输入信号进行整流以生成经整流的信号；以及对经整流的信号进行滤波。3.根据权利要求1所述的方法，其中，包络检测信号具有与输入信号的包络对应的时间变化。4.根据权利要求1所述的方法，其中，放大器包括具有栅极端子的晶体管，其中调整还包括：将携带包络检测信号的电压施加到栅极端子，以基于包络检测信号调整偏置电流。5.根据权利要求4所述的方法，其中，调整还包括：在施加之前对来自包络检测信号的高频内容进行滤波。6.根据权利要求1所述的方法，还通过选择变压器的耦合因子和匝数比来设置磁耦合反馈回路的回路增益。7.根据权利要求1所述的方法，其中，变压器具有与放大器的输出端串联的初级绕组和耦合到放大器的输入端的次级绕组，其中初级绕组和次级绕组被布置为使得由初级绕组生成的磁场的一部分耦合到次级绕组，以建立磁耦合反馈回路，该方法还包括：由次级绕组向包括平衡
‑
不平衡变换器的负载布置提供输出信号。8.根据权利要求7所述的方法，其中，磁耦合反馈回路的回路增益基本上独立于负载的阻抗并且至少部分地由变压器的耦合因子和匝数比定义。9.根据权利要求7所述的方法，其中，放大器电路被实现为集成电路，并且其中初级绕组和次级绕组被集成在集成电路的不同金属层中。10.根据权利要求7所述的方法，其中，结合放大器电路的输入端与地之间的寄生电容C
g
来选择次级绕组的电感L2，使得在等同于期望操作频率的谐振频率f0处发生谐振。11.根据权利要求10所述的方法，其中，f0被表示为：12.根据权利要求7所述的方法，其中，负载布置包括连接在初级绕组与负载之间的平衡
‑
不平衡变换器。13.根据权利要求12所述的方法，其中，初级绕组具有连接到放大器的输出端的第一端和连接到平衡
‑
不平衡变换器的第一端的第二端。14.根据权利要求7所述的方法，其中，放大器电路被实现为集成电路，并且其中初级绕组和次级绕组被集成在集成电路的单个金属层中。15.一种系统，包括：
包络检测器，被配置为生成与输入信号的包络对应的包络检测信...
【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：量子射频股份公司，
类型：发明
国别省市：
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