[發明專利]具有負載控制以產生幅度包絡的放大器系統

有效

• 申請號: 00121353.9
• 申請日: 2000-07-21
• 公開（公告）號: CN1282141A
• 公開（公告）日: 2001-01-31
• 發明（設計）人: 威廉P·小阿爾伯斯;阿明·克洛姆斯朵爾夫;盧克·溫克爾曼
• 申請（專利權）人: 摩托羅拉公司
• 主分類號: H03F1/32
• 分類號: H03F1/32;H04B1/40;H04B1/62
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 余朦,李輝

本申請與下述未獲授權的美國專利申請相關：申請號：___(CS10069)由Alberth等提交，名稱是“負載包絡跟隨放大器系統”，申請號：___(CS10069)由David?Schlueter提交，名稱是“具有供電調整以控制相鄰和相間信道功率的功率放大電路”，申請號：___(CS10022)由Klomsdorf等提交的，名稱是“基于存儲器的放大器負載調整系統”，申請號：___(CS90025)由Klomsdorf等提交，名稱是“具有負載調整以控制相鄰和相間信道功率的功率放大電路”。

本發明涉及一種高效率的功率放大器系統。特別是，本發明涉及一種帶有線性調制方案中的有效放大的負載控制的放大器系統。

蜂窩電話使用的迅速、巨大的增長導致處理所有的蜂窩用戶的頻譜的不足。這個不足已經激發了向一種頻譜效率更高的有更高的用戶容量的數字調制方案的遷移。這樣的調制方案包含臨時標準(IS)-136時分多址(TDMA)，個人數字蜂窩，基于碼分多址的IS-95，全球移動通信系統(GSM)和TDMA邊緣。另外，新的并且更高的數據速率容量系統被建議并發展成為第三代蜂窩系統。

該數字蜂窩系統通常需要線性調制，該線性調制確實促進了更高的系統容量，但是它也導致了較低效率的功率放大器。功率放大器持續地消耗著使用于蜂窩通信系統中的便攜式無線電話的整個耗用電流的相當大的百分比部分。該耗用電流越高，可用的通話時間和待機時間就越少，這是由于便攜式無線電話的電池組將被更快地消耗掉。因此，使用于便攜式無線電話中的功率放大器的效率是一種臨界的參數；效率越高，便攜式無線電話的功率放大器消耗的電流越少，可用的通話／待機時間就越多。已經有一些技術被用來改進功率放大器線性調制系統的效率了。

一種改進功率放大器的效率的技術是包絡消除與恢復(EER)。EER是Leonard?Kahn在1952年首先提出(July?Proceedings?of?the?I．R．E．第803頁-806頁)。一個功率放大器(PA)EER系統的框圖示例如圖1所示。該PA?EER系統100包括一個與功率放大器4耦合的限幅器2，同時功率放大器4與天線14耦合。該PA?EER系統100還包括通過一個濾波器8與功率放大器4耦合的供電電壓控制電路6。

在許多數字蜂窩系統中，載帶信息的射頻信號同時包含調幅(AM)與調相(PM)分量。一個出現在輸入端12處帶有AM與PM分量的RF信號由限幅器2進行處理。該限幅器2除去AM信息并且傳遞一個實質上恒定的包絡信號給功率放大器4。該限幅器可以是一個簡單的限幅射頻放大器。

另外，一個出現在輸入端16的包絡信號包含著關于一個出現在輸入端12的射頻信號的射頻信號包絡的信息。該包絡信號被加載到供電電壓控制電路6。最后，一個實質上恒定的供電電壓被加載到輸入端10的供電電壓控制電路6。濾波器8和供電電壓控制電路6包含一個開關電源，該開關電源響應于出現在輸入端16的供電電壓來調制出現在輸入端10的包絡信號。上述供電電壓控制電路6和濾波器8如此地在線路18上提供根據原始出現在輸入端12的射頻信號的AM包絡變化的變化電壓信號。通過調制功率放大器的供電電壓，該期望的AM包絡被外加在功率放大器的輸出信號上，而且帶有恢復的AM包絡的合成信號通過天線14傳輸。因為除去了出現在輸入端12的射頻輸入信號的AM部分，所以PA?EER系統100允許功率放大器4作為一種非常有效率的C類放大器來運轉。所有的AM信息都是通過變換出現在線路18上的功率放大器供電電壓來外加到功率放大器的輸出信號上的。