具有负载响应估计的射频放大器制造技术

本发明专利技术涉及“具有负载响应估计的射频放大器。”本发明专利技术公开了一种电子设备可包括无线电路，该无线电路具有生成基带信号的处理器、将基带信号上变频为射频信号的上变频电路、功率放大器、天线、以及耦接在功率放大器的输出端与天线之间的具有频率相关滤波器响应的发射滤波器。为了帮助减轻频率相关滤波器响应，无线电路还可包括预失真电路，该预失真电路具有实现滤波器响应的基带模型的放大器负载响应估计器、对放大器的非线性行为进行建模的放大器非线性估计器、以及用于基于放大器负载响应估计器和放大器非线性估计器的输出来调整功率放大器的控制信号发生器。率放大器的控制信号发生器。率放大器的控制信号发生器。

【技术实现步骤摘要】
具有负载响应估计的射频放大器
[0001]本申请要求2023年1月25日提交的美国专利申请号18/159,604以及2022年4月29日提交的美国临时专利申请号63/336,976的优先权，这些专利申请据此全文以引用方式并入本文。


[0002]本公开整体涉及电子设备，并且更具体地涉及具有无线通信电路的电子设备。

技术介绍

[0003]电子设备常具备无线通信能力。具备无线通信能力的电子设备具有无线通信电路，该无线通信电路具有一个或多个天线。无线通信电路中的无线收发器电路使用天线来发射和接收射频信号。
[0004]由天线发射的射频信号通常通过一个或多个功率放大器馈送，该一个或多个功率放大器被配置为将低功率模拟信号放大成更适合于通过空气长距离传输的高功率信号。为电子设备设计令人满意的功率放大器可能具有挑战性。

技术实现思路

[0005]电子设备可包括无线通信电路。该无线通信电路可以包括：一个或多个处理器或信号处理块，该一个或多个处理器或信号处理块用于生成基带信号；收发器，该收发器用于接收数字信号并且用于生成对应的射频信号；和一个或多个射频功率放大器，该一个或多个射频功率放大器被配置为放大该射频信号以通过该电子设备中的一个或多个天线来传输。功率放大器可具有耦合在其输出端处的频率相关负载。频率相关负载可以是高Q射频带通滤波器的输入阻抗。
[0006]为了确保功率放大器保持恒定压缩，预失真电路可用于使基带信号预失真且生成用于调整功率放大器的控制(补偿)信号。预失真电路可包括放大器负载响应估计器、非线性估计器和控制信号发生器。放大器负载响应估计器可实现频率相关负载的复基带模型以输出估计的负载响应。非线性估计器可以对与放大器相关联的非线性行为进行建模以输出估计的放大器非线性信息，并且可以对频率相关负载的非线性效应进行建模。控制信号发生器可以基于估计的负载响应和/或估计的放大器非线性信息来生成控制信号。以此方式配置和操作，放大器处的峰值电压摆动可保持恒定以维持压缩和等增益操作，同时提供改进的线性。恒定压缩和等增益操作的目标仅仅是例示性的。如果需要，还可使用使用预失真电路中的一个或多个路径生成的控制信号来实现其他增益线型。
[0007]本公开的一个方面提供了无线电路，该无线电路包括：上变频电路，其具有被配置为接收基带信号的输入端并具有在其上生成对应的射频信号的输出端；放大器，其具有被配置为从上变频电路的输出端接收射频信号的输入端、耦接到天线的输出端和控制输入端；负载响应估计器，其具有被配置为接收基于基带信号生成的信号的输入端并具有在其上生成估计的负载响应的输出端，该负载响应估计器实现从在放大器的输出端处看到的频
率相关负载阻抗导出的基带模型；和控制信号发生器，其具有被配置为从负载响应估计器的输出端接收估计的负载响应的输入端并具有耦接到放大器的控制输入端的输出端。该控制信号发生器可以包括：绝对值函数发生器，其具有被配置为从负载响应估计器的输出端接收估计的负载响应的输入端并具有输出端；和包络跟踪电源管理电路，其具有耦接到绝对值函数发生器的输出端的输入端并具有耦接到放大器的控制输入端的输出端。可使用包络跟踪电源管理电路将可调电源电压提供到放大器的控制输入端。该无线电路还可包括被配置为生成放大器非线性信息的放大器非线性估计器。放大器非线性估计器可以耦接到负载响应估计器的输入端或输出端。控制信号可用于调整耦接到在放大器的输出端处的耦合电路的阻抗，或者调整设置在放大器的输出端处的射频耦合器。负载响应估计器、控制信号发生器和/或非线性估计器可以在处理电路上运行、执行或使用处理电路实现。
[0008]本公开的一个方面提供了一种操作无线电路的方法，该方法包括：将基带信号上变频为射频信号；使用放大器来接收和放大射频信号，放大器具有耦接到频率相关负载的输出端；使用放大器负载响应估计器基于基带信号生成估计的放大器负载响应，放大器负载响应估计器实现基于频率相关负载导出的动态基带模型；以及使用控制信号发生器基于估计的放大器负载响应来生成用于放大器的控制信号。控制信号可以是可调电源电压、用于放大器的可调偏置电压、用于放大器的负载调制控制信号、或耦接到主功率放大器的辅助功率放大器的输入。该方法可包括使用放大器非线性估计器来生成放大器非线性信息，该放大器非线性信息被控制信号发生器用来生成控制信号。
[0009]本公开的一个方面提供了一种电子设备，其包括：一个或多个处理器，其被配置为生成基带信号；上变频器，其被配置为将基带信号上变频为射频信号；放大器，其具有被配置为从上变频器的输出端接收射频信号的输入端且具有输出端；带通滤波器，其耦接在放大器的输出端处，该带通滤波器具有频率相关输入阻抗；和预失真电路，其被配置为接收基带信号，以使用类似于或近似于带通滤波器的频率相关输入阻抗的基带模型来使基带信号预失真，并生成用于调整放大器的对应控制信号。预失真电路可以包括实现基带模型的负载响应估计器以及被配置为对与放大器相关联的非线性行为进行建模的放大器非线性估计器。控制信号可以是用于放大器的可调电源电压、用于放大器的可调偏置电压、到辅助放大器的输入信号以及用于放大器的负载调制控制信号。预失真电路可包括包络发生器，其被配置为生成用于调整放大器的控制信号。
附图说明
[0010]图1是根据一些实施方案的具有无线电路的例示性电子设备的图示。
[0011]图2是根据一些实施方案的具有放大器的例示性无线电路的图示。
[0012]图3是根据一些实施方案的具有被配置为生成用于放大器的可变电源电压的包络跟踪预失真电路的例示性无线电路的图示。
[0013]图4是示出了根据一些实施方案的包络跟踪预失真如何能够准确地预测在放大器的输出端处看到的实际射频包络以实现频率相关包络跟踪的曲线图。
[0014]图5A是根据一些实施方案的被配置为使射频信号通过的例示性带通滤波器的零极图。
[0015]图5B是根据一些实施方案的基于图5A中所示的带通滤波器响应生成的复基带滤
波器模型的零极图。
[0016]图6是根据一些实施方案的具有包络跟踪预失真电路的例示性无线电路的图示，该包络跟踪预失真电路具有被配置为生成用于放大器的可变电源电压的反馈。
[0017]图7和图8是根据一些实施方案的具有耦接到可调负载部件的放大器的例示性无线电路的图示。
具体实施方式
[0018]电子设备，诸如图1的设备10可具备无线电路。无线电路可以包括：用于生成基带信号的处理器、用于将基带信号上变频(混频)为射频信号的上变频电路、用于放大射频信号的放大器、用于辐射放大的射频信号的天线，以及耦接在放大器的输出端处的负载。
[0019]在某些应用中，负载可以在放大器的输出端处呈现频率相关输入阻抗。为了确保放大器可以在存在此类变化的负载阻抗的情况下在射频范围内适当地操作，无线电路可以设有预失真电路，该预失真电路对负载的频率相关输入阻抗进行建模并且使基带信号预失真。预失真电路可以包括：估计或建模与负载相关联的频率相关本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无线电路，包括：上变频电路，所述上变频电路具有被配置为接收基带信号的输入端并具有在其上生成对应的射频信号的输出端；放大器，所述放大器具有被配置为从所述上变频电路的所述输出端接收所述射频信号的输入端；负载响应估计器，所述负载响应估计器具有被配置为接收基于所述基带信号生成的信号的输入端并具有在其上生成估计的负载响应的输出端，所述负载响应估计器实现从在所述放大器的输出端处看到的频率相关负载阻抗导出的基带模型；和控制信号发生器，所述控制信号发生器具有被配置为从所述负载响应估计器的所述输出端接收所述估计的负载响应的输入端并具有耦接到放大器的控制输入端的输出端。2.根据权利要求1所述的无线电路，其中所述控制信号发生器包括：绝对值函数发生器，所述绝对值函数发生器具有被配置为从所述负载响应估计器的所述输出端接收所述估计的负载响应的输入端并具有输出端；和包络跟踪电源管理电路，所述包络跟踪电源管理电路具有耦接到所述绝对值函数发生器的所述输出端的输入端并具有耦接到所述放大器的所述控制输入端的输出端，使用所述包络跟踪电源管理电路将可调电源电压提供到所述放大器的所述控制输入端。3.根据权利要求1所述的无线电路，其中所述控制信号发生器包括绝对值函数发生器，所述绝对值函数发生器被配置为从所述负载响应估计器的所述输出端接收所述估计的负载响应，并且被用于生成到所述放大器的所述控制输入端的偏置信号。4.根据权利要求1所述的无线电路，其中所述控制信号发生器包括包络跟踪电源管理电路，所述包络跟踪电源管理电路被配置为生成到所述放大器的所述控制输入端的包络跟踪电源电压。5.根据权利要求1所述的无线电路，还包括：非线性估计器，所述非线性估计器具有被配置为接收所述基带信号的输入端并具有在其上生成非线性信息的输出端，所述非线性信息被馈送到所述负载响应估计器的所述输入端。6.根据权利要求5所述的无线电路，其中使用处理电路来实现所述负载响应估计器和所述非线性估计器。7.根据权利要求1所述的无线电路，还包括带通滤波器，所述带通滤波器具有等于在所述放大器的所述输出端处看到的所述频率相关负载阻抗的输入阻抗。8.根据权利要求1所述的无线电路，还包括：非线性估计器，所述非线性估计器耦接在所述负载响应估计器的所述输出端和所述控制信号发生器的所述输入端之间，所述非线性估计器被配置为估计与所述放大器相关联的非线性效应并且使用处理电路来实现。9.根据权利要求1所述的无线电路，其中所述放大器包括：主要放大器，所述主要放大器具有被配置为从所述上变频电路的所述输出端接收所述射频信号的输入端；和辅助放大器，所述辅助放大器具有被配置为从所述控制信号发生器接收所述控制信号的输入端。
10.根据权利要求9所述的无线电路，还包括：耦合电路，所述耦合电路耦接到所述主要放大器的所述输出端并耦接到由所述辅助放大器控制的可调阻抗。11.根据权利要求9所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：S，
申请(专利权)人：苹果公司，
类型：发明
国别省市：