[發(fā)明專(zhuān)利]數(shù)字時(shí)間交織RF-PWM發(fā)射機(jī)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210597951.2
• 申請(qǐng)日: 2012-12-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103166652A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-06-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: R·何扎;L·丁;J·胡爾;B·S·哈羅恩
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 德克薩斯儀器股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H04B1/02
• 分類(lèi)號(hào): H04B1/02;H04L1/00
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 趙蓉民

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明總體涉及射頻(RF)發(fā)射機(jī)，更特別地涉及RF脈沖寬度調(diào)制(PWM)發(fā)射機(jī)。

背景技術(shù)

在諸如無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)(WLAN)或長(zhǎng)期演進(jìn)(LTE)的許多常規(guī)應(yīng)用中，信號(hào)操作在低幅值下，其具有高峰均比(peak-to-average)并引起發(fā)射機(jī)性能受損。這部分是由于常規(guī)功率放大器(PA)在這些高峰均比下的性能引起的，在其中功率效率以指數(shù)降低。這示意在圖1中，其中比較了AB類(lèi)放大器、開(kāi)關(guān)PA和Doherty?PA的性能。如圖所示，Doterty?PA具有最佳的性能，但是這類(lèi)PA較龐大(使用不適于CMOS工藝的大功率組合器)，并且通常應(yīng)用于基站中。開(kāi)關(guān)PA(其可以使用具有非線(xiàn)性部件(LINC)架構(gòu)的極性或線(xiàn)性放大)具有比AB類(lèi)PA更好的性能，但是這些架構(gòu)也有一些問(wèn)題(例如，對(duì)于延遲失配較敏感，以及由于使用功率組合器引起效率限制)。如圖所示，這些PA中沒(méi)有一個(gè)符合目標(biāo)性能。

還有一連串與這些架構(gòu)有關(guān)的其他問(wèn)題，為了示出與這些常規(guī)架構(gòu)有關(guān)的一些問(wèn)題，可以參見(jiàn)圖2所示的全數(shù)字發(fā)射機(jī)100。在操作中，數(shù)字調(diào)制器102能夠生成用于調(diào)制器的同相(I)和正交(Q)信號(hào)。在該調(diào)制器中，本地振蕩器(LO)107生成LO信號(hào)，該信號(hào)被相移電路106(其典型地是混合電路)進(jìn)行相移，以便給混頻器104-1提供0度相移信號(hào)并且給混頻器104-2提供90度相移信號(hào)。然后，混頻器104-1和104-2能夠?qū)和Q信號(hào)與相移的LO信號(hào)混合，并且混頻器104-1和104-2的輸出被組合器108(其典型地是加法器)組合。然后，來(lái)自調(diào)制器的輸出被脈沖生成器110(其可以例如是1比特帶通sigma-delta調(diào)制器(SDM)或1比特載波脈沖調(diào)制器)濾波，從而為開(kāi)關(guān)PA112生成信號(hào)。該布置的一些問(wèn)題是：(1)當(dāng)SDM用作脈沖生成器110時(shí)，負(fù)載通常包括龐大且昂貴的模擬后濾波，以及(2)會(huì)嚴(yán)重限制在一個(gè)RF周期到另一個(gè)RF周期期間的脈沖持續(xù)時(shí)間的改變。

因此，有必要改進(jìn)RF發(fā)射機(jī)。

常規(guī)電路的一些例子是：美國(guó)專(zhuān)利US?7,729,445；歐洲專(zhuān)利EP1632073；Midya等人的“Quadrature?Integral?Noise?Shaping?for?Generation?of?Modulated?RF?Signals”，Proceedings?ofthe45^th?Midwest?Symposium?on?Circuits?and?Systems，Vo1.2，pp.537-540，2006；以及Wagh等人的“An?all-digital?universal?RF?transmitter”，Proc.IEEE?Custom?Integrated?Circuit?Conf.(CICC)，p.549，2004。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種裝置。該裝置包括：第一sigma-delta調(diào)制器(SDM)，其被配置為接收同相(I)信號(hào)；第二SDM，其被配置為接收正交(Q)信號(hào)；第一脈沖寬度調(diào)制器(PWM)，其耦合到第一SDM；第二PWM，其耦合到第二SDM；交織器，其耦合到第一和第二PWM，并且被配置為將來(lái)自第一和第二PWM的輸出組合；以及功率放大器(PA)，其耦合到交織器。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，交織器進(jìn)一步包括：第一混頻器，其被配置為接收第一交織信號(hào)并且耦合到第一PWM；第二混頻器，其被配置為接收第二交織信號(hào)并且耦合到第二PWM；以及組合器，其耦合到第一混頻器、第二混頻器以及PA。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，第一和第二交織信號(hào)相位差為90度。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該裝置進(jìn)一步包括：第一中繼器，其耦合在第一PWM和第一混頻器之間；以及第二中繼器，其耦合在第二PWM和第二混頻器之間。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，第一和第二SDM被配置為接收第一時(shí)鐘信號(hào)，并且其中第一和第二PWM被配置為接收第二時(shí)鐘信號(hào)，并且其中第一和第二中繼器被配置為接收第三時(shí)鐘信號(hào)。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，第一、第二和第三時(shí)鐘信號(hào)具有第一、第二和第三頻率，并且其中第二頻率是第一頻率的兩倍，其中第三頻率是第二頻率的兩倍。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該裝置進(jìn)一步包括數(shù)字調(diào)制器，其被配置為生成I和Q信號(hào)。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了一種方法。該方法包括：接收I和Q信號(hào)；使用sigma-delta調(diào)制來(lái)對(duì)I和Q信號(hào)進(jìn)行濾波；從濾波后的I和Q信號(hào)生成I和Q脈沖寬度調(diào)制信號(hào)；交織I和Q脈沖寬度調(diào)制信號(hào)，從而生成時(shí)間交織的信號(hào)；以及放大時(shí)間交織的信號(hào)。