[發明專利]RMS和包絡檢測器

有效

• 申請號: 201110275214.6
• 申請日: 2011-09-16
• 公開（公告）號: CN102435835A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發明（設計）人: Y.A.埃肯;S.托克馬克;A.塞利克
• 申請（專利權）人: 希泰特微波公司
• 主分類號: G01R21/00
• 分類號: G01R21/00;G01R19/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 馬永利;王洪斌

相關申請的交叉引用

本申請要求于2010年9月17日提交的、名稱為RMS?AND?ENVELOPE?DETECTOR的美國臨時專利申請序列號No.?61/383,820的優先權，通過參考將其合并于此。

技術領域

本申請總體上涉及均方根（RMS）檢測器和包絡檢測器。

背景技術

存在許多其中期望測量射頻（RF）信號的平均功率電平的應用。例如，在現代無線通信系統（如蜂窩電話網絡）的傳送鏈和接收鏈二者中對RF信號的功率測量和控制可能是必要的。為了高效使用可用帶寬，使用復合調制方案（如碼分多址（CDMA）、寬帶碼分多址（WCDMA）或全球微波接入互操作性（WiMAX））來對在這些系統中傳送的信號進行調制。這些復合調制的信號具有隨時間變化的波峰因數，該波峰因數被定義為信號的峰值功率與平均功率比。如果使用二極管檢測或連續放大的傳統功率檢測器被用來測量信號功率，則可能造成不可容忍的誤差。

現代無線通信系統中的另一項挑戰是改進傳送鏈中所使用的功率放大器的功率效率。對功率放大器的高效使用在移動通信系統中是重要的。改進的功率效率可以提供顯著的優點，包括較低的總體操作成本。改進功率放大器的功率效率在傳送高波峰因數信號（具有比平均功率更多10+dB的峰值功率）時尤其困難，這是由于應當將發射機置于深回退模式（非常低的平均功率輸出）以便應對對峰值信號電平的線性需求。為了改進功率效率，已知將包絡跟蹤應用于功率放大器輸入信號并使用檢測到的包絡來改變放大器操作。為了將功率供給功率放大器，在包絡跟蹤系統中利用可變電源。使用包絡檢測器來監控輸入信號包絡功率電平，并且基于所監控的包絡電平來改變供給功率放大器的功率。具體地，改變供給功率放大器的供電電壓以便恰好足以在給定時刻再產生放大器所需的功率電平。相應地，在低包絡功率電平下，向放大器提供較低供電電壓，并且，僅當需要最大輸出包絡功率時（即，在輸出功率峰值下）才提供全部供電電壓。

RMS功率檢測器可以精確測量RF功率而不依賴于調制類型（信號形狀或波峰因數）。這些復合調制方案的準確RMS計算需要長的積分時間來將隨時間變化的包絡包括在測量中。因此，商業上可用的RMS功率檢測器一般不能提供經過調制的信號的包絡電平。

因此，對于發射機系統，期望具有提供平均功率信息和輸入電壓包絡信息二者的功率檢測器。

發明內容

根據一個或多個實施例的功率檢測器包括對數RMS檢測器、增益或衰減元件和線性包絡檢測器。對數RMS檢測器接收RF輸入信號并檢測RF輸入信號的平均功率電平。增益或衰減元件也接收所述RF輸入信號并產生RF輸入信號的放大或衰減型式。線性包絡檢測器接收RF輸入信號的放大或衰減型式并檢測RF輸入信號的電壓包絡，其中，增益或衰減元件可以產生RF輸入信號的所選放大或衰減型式，以將包絡檢測器的操作范圍移位至更高或更低功率電平。

根據一個或多個實施例的檢測RF輸入信號的功率的方法包括以下步驟：使用對數RMS檢測器來檢測RF輸入信號的平均功率電平；產生RF輸入信號的放大或衰減型式；以及使用RF輸入信號的放大或衰減型式來檢測RF輸入信號的電壓包絡，其中，RF輸入信號的放大或衰減型式被選擇性地產生以將包絡檢測器的操作范圍移位至更高或更低功率電平。

根據一個或多個實施例的功率檢測器包括對數RMS檢測器和線性包絡檢測器。對數RMS檢測器接收RF輸入信號并檢測RF輸入信號的平均功率電平。對數RMS檢測器包括漸進地放大或衰減RF輸入信號的一系列增益或衰減級。對數RMS檢測器還包括多個均方（mean?square）檢測器，所述均方檢測器中的至少一些是利用來自該系列增益或衰減級的RF輸入信號的放大或衰減型式來驅動的。線性包絡檢測器檢測RF輸入信號的電壓包絡。該包絡檢測器選擇性地耦合至RF輸入以接收RF輸入信號，或者耦合至RMS檢測器的該系列增益或衰減級的多個增益或衰減抽頭（tap）的其中之一以接收RF輸入信號的放大或衰減型式，以便對包絡檢測器的操作范圍進行移位。

根據一個或多個實施例的檢測功率的方法包括以下步驟：漸進地放大或衰減RF輸入信號以產生RF輸入信號的多個放大或衰減型式；使用包括多個均方檢測器的對數RMS檢測器來檢測RF輸入信號的平均功率電平，所述均方檢測器中的至少一些是利用RF輸入信號的多個放大或衰減型式來驅動的；以及使用線性包絡檢測器來檢測RF輸入信號的電壓包絡，所述線性包絡檢測器接收RF輸入信號或者接收RF輸入信號的多個放大或衰減型式中的被選擇用來移位包絡檢測器的操作范圍的一個放大或衰減型式。