响应于降低的电源电压的放大器增益调整制造技术

一种功率放大器增益控制系统，其监控电源电压，并且响应于电源电压的改变而改变所述放大器的增益。在受控于电源电压的改变的系统中，例如在电池供电系统中，所述电源电压可以随时间改变。电源电压的降低可以迫使所述放大器脱离线性操作。检测器电路关于一个或多个阈值比较所述电源电压以便确定所述电源电压是否小于最小标称电压。响应于所述电源电压下降到低于所述最小标称电压，降低放大器增益以便维持放大器线性度。当转变到所述最初的增益电平时，在与电源电压的比较中可以使用第二阈值以防止振荡。可以提供锁存以防止在有效传送时间段期间的增益改变。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种放大器，特别涉及一种用于响应于降低的电源电压(supplyvoltage)状况改善放大器效率和线性度的方法和装置。
技术介绍
在便携式通信设备内普遍使用功率放大器以便将发出(outgoing)信号从低功率电平放大为适合于在无线信道上传送信号的较高的功率电平。如通常理解的，在电池供电的设备中，直接从电池向功率放大器供电。随着时间的推移，因为电子设备从电池汲取(draw)电流，来自电池的电源电压将下降。这转而对被迫使用随时间改变的电源电压操作的电子系统提出挑战。在现有技术的GSM (全球移动通信系统)和GPRS (通用分组无线业务)功率放大器设计中，用于调制将被放大的RF信号的调制类型的类型(例如，高斯最小移位键控或GMSK)允许放大器在饱和(非线性)模式中操作并且选择向放大器呈现的负载阻抗以便提供在标称电源电压的目标输出功率。这样，虽然放大器在饱和模式中有效地工作，输出功率可能在较低的电源电压降低(degrade)，但所述降低通常不影响信号的质量，仅影响其功率。然而，因为由现有技术的EDGE (GSM增强数据速率演进)使用的调制类型(例如，相移键控)，所以EDGE功率放大器必须在线性模式中操作。这样，对放大器输出功率能力增加大约1.3dB的功率输出余量(margin)以便支持在最小电源电压的操作。因此，当电源电压减小时，使得最大输出功率同样地减小，所增加的余量允许放大器充分线性地操作并且防止输出信号不满足一定的信号质量要求。例如，相对于3.5伏的标称电池电压(1.3dB=20*log(3.5/3.0)),电池电压可能下降到3伏，因此需要1.3dB的功率输出余量来在低电池电压维持放大器线性。虽然增加的输出功率余量方式确实维持了线性，但是其经受几个缺点。一个这样的缺点是当对所有电源电压电平的输出功率能力增加1.3dB的余量时，当电源电压在标称电平时，放大器的功率效率降低。效率的降低导致电流消耗增加和电池寿命减少。另一提议的方式是实施具有RF信号检测器的反馈回路，使得所述检测器监控并且报告从放大器输出的RF信号的功率。然后,这种提议的方式基于电源电压修改检测器响应。在低电源电压状况下，检测器的输出电压被设置为指示大于实际功率电平IdB的电平，其转而使得控制回路降低向放大器的输入功率，从而将输出功率降低ldB。这种功率降低减少了削波(clipping)和非线性度。然而，虽然这种现有技术方式改善了线性度，但是其不希望的复杂并且其需要增加成本和解决方案的大小的检测器。作为结果，在本领域中需要用于被呈送低于标称电压或标称电压范围的电源电压的功率放大器的、改善功率效率和降低复杂性的具有成本效益的解决方案。
技术实现思路
为了克服现有技术的缺点，公开一种方法和装置用于监控电源电压并且响应于降低的电源电压而减小放大器的增益。在一个实施例中，一种方法包括监控向具有增益电平的放大器呈送的电源电压，将放大器的增益电平设置为第一增益电平，并且当所监控的电源电压小于第一阈电压时，将放大器的增益电平设置为第二增益电平。所述第一增益电平大于所述第二增益电平。一个示例使用环境是在通信系统中。所述通信系统包括:收发器，配置为生成RF信号；电池，配置为提供电源电压；放大器；以及检测器。放大器具有增益电平，所述增益电平设定放大器对RF信号的放大率，以便创建放大后的RF信号用于通过天线传送。检测器被适配为监控电源电压或来自电源电压的电压。当检测器确定电源电压小于第一阈电压时，放大器被适配为响应于检测器将放大器的增益电平从第一增益电平改变为第二增益电平，所述第二增益电平小于所述第一增益电平。在分析下列图和详细描述后，本专利技术的其他系统、方法、特征和优点对本领域技术人员将是显而易见的或将变得显而易见。意图所有这样的额外的系统、方法、特征和优点包括在该描述中、在本专利技术的范围内、并且由所附权利要求保护。附图说明图中的组件并非必须按比例，而是将重点放在说明本专利技术的原理上。在图中，贯穿不同的视图，相同的参考标号指定对应的部件。图1是根据本专利技术的一个实施例的移动手机等中的传送链的示例实施例的框图。图2是关于控制输入的放大器增益的示例图表。图3是具有滞后性的比较器的示例电路图。图4是根据本专利技术的一个实施例的具有增益控制输入的RF放大器的示例电路图。图5是本专利技术的示例实施例的操作的示例操作流程图。图6是图示包括便携式收发器的示例使用环境。具体实施例方式在为了克服现有技术的缺点并且提供附加的好处的尝试中，公开具有可调整的增益的功率放大器。在一个或多个实施例中，响应于至放大器的电源电压调整放大器的增益，由此当以降低的电源电压操作时，维持放大器的线性操作，同时还在标称电源电压的时间段期间维持高效率。在电池供电的应用中(例如在电池操作的移动电话手机中)这个解决方案是有用的，以便在电池电压改变的情况下改善功率放大器操作。这样的移动电话应用可以根据GSM和EDGE标准或任何其他标准操作。这个解决方案提高现有技术的线性功率放大器设计的效率，同时还维持符合一定的信号质量要求，例如在宽电源操作范围上的EDGE标准中的ACPR (相邻信道功率比)和EVM (误差矢量幅度)要求。与对所有电源电压增加显著的输出功率余量从而以降低的效率操作的现有技术放大器设计不同，这个公开的解决方案不显著地忍受这样的缺点。此外，利用这个方案可以避免由与反馈回路配对的检测器消耗的复杂度、成本和空间。图1是用于具有功率放大器的移动手机等的传送链200的示例实施例的框图，所述功率放大器具有取决于电源电压的可设置的增益。这仅是一个可能的示例实施例，并且像这样，本领域普通技术人员在阅读下面的公开之后可以发展关于这个设计的变化。这个实施例包括放大器模块202，所述放大器模块202包括被配置为放大RF信号用于最终传送的功率放大器220。例如可以从德国慕尼黑的Infineon Technologies AG获得的PMB6272CM0S收发器的传统收发器204向放大器模块202提供RF信号。所述收发器204可以包括控制系统，所述控制系统被配置为控制发出信号的传送；接收器系统，配置为接收和处理进入信号；以及控制电路，例如微处理器或数字信号处理器以及在非瞬时机器可读介质中存储的软件，以便控制移动手机的整体操作。如所示，电源电压源208向放大器模块202和收发器204提供电力。可以构想电源电压源208包括电池，但在其他实施例中，电源电压源可以包括燃料电池、太阳能电压源、电容器、或任何其他电压源。因为从源汲取电流，所以由电源电压源208提供的电压将随时间从当完全充电时的标称电压电平或范围变化为低于最小标称电压的电压电平。放大器模块202的输出馈送入传统匹配网络212，所述匹配网络212转而连接到混合电路(hybrid)(未示出)或直接连接到天线216。匹配网络212执行放大器模块202和天线216之间的阻抗匹配。放大器模块202包括被配置为放大来自收发器204的RF信号的一个或多个放大器220。放大器220还从锁存器件230接收控制信号。如下面将更详细地解释的，控制信号设置放大器级220的增益，并且在传送时间段期间锁存器件230保持控制信号不变。放大器模块202包括电源电压检测器238，响应于来自源208的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.08.25 US 12/807,0411.一种方法，包括: 监控向放大器呈送的电源电压，所述放大器具有增益电平； 将所述放大器的增益电平设置为第一增益电平；以及 当所监控的电源电压小于第一阈电压时，将所述放大器的增益电平设置为第二增益电平，所述第二增益电平小于所述第一增益电平。2.如权利要求1所述的方法，其中所述电源电压来源于电池。3.如权利要求1所述的方法，其中所述放大器的增益电平至少部分由耦接到所述放大器中的晶体管的负反馈电阻量控制。4.如权利要求1所述的方法，其中在被配置为执行存储器中存储的软件的处理器上执行所述方法。5.如权利要求1所述的方法，其中当所述电源电压小于所述第一阈电压时，所述放大器不能满足相邻信道功率比或误差矢量幅度信号质量要求。6.如权利要求1所述的方法，还包括当所监控的电源电压超过第二阈电压时，将所述放大器的增益电平设置为所述第一增益电平，所述第二阈电压大于所述第一阈电压。7.如权利要求6所述的方法，其中所述放大器是在被适配为以突发脉冲传送的传送器中实现的功率放大器，并且仅在突发脉冲之间改变所述放大器的增益电平。8.如权利要求7所述的方法，其中所述电源电压的监控仅在突发脉冲期间发生。9.如权利要求6所述的方法，其中所述放大器被适配为选择性地在饱和模式或线性模式的一个中操作。10.如权利要求9所述的方法，还包括当所述放大器在所述饱和模式中操作时，将所述放大器的增益电平设置为第三增益电平，所述第三增益电平大于所述第一增益电平。11.如权利要求9所述的方法，其中当在所述线性模式中操作时，所述放大器的增益电平从仅由所述第一增益电平和所述第二增益电平组成的组中选择。12.如权利要求9所述的方法，其中所述放大器是在被适配为以突发脉冲传送的传送器中实现的功率放大器，并且仅在突发脉冲之间改变所述放大器的模式。13.如权利要求1所述的方法，其中所述放大器在传送器中实现，并且仅当传送时，发生电源电压的监控。14.一种通信系统，包括: 收发器，配置为生成RF信号； 电池，配置为提供电源电压； 放大器，具有增益电平，该增益电平控制所述RF信号的放大以创建放大后的RF信号用于由天线传送； 检测器，配置为将所述电源电压与至少第一阈值相比较，并且响应于所述比较，生成将所述放大器的增益电平从第一增益电平改变为第二增益电平的一个或多个增益控制信号。15.如权利要求14所述的系统，还包括锁存器设备，布置在所述检测器和所述放大器之间，所述锁存器件被适配为仅在所述通信系统不传送时的时间段期间改变所述放...

【专利技术属性】
技术研发人员：DS里普利，P莱特拉，
申请(专利权)人：天工方案公司，
类型：
国别省市：