[發(fā)明專利]功率放大器以及相關(guān)的功率放大方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310491481.6
• 申請日: 2013-10-18
• 公開（公告）號: CN103780210A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 路超;商升望
• 申請（專利權(quán)）人: 聯(lián)發(fā)科技（新加坡）私人有限公司
• 主分類號: H03F3/20
• 分類號: H03F3/20;H03F1/02;H03F1/32
• 代理公司: 北京萬慧達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11111
• 代理人: 楊穎;張金芝

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明關(guān)于一功率放大器以及一相關(guān)的功率放大方法，尤其涉及一數(shù)字功率放大器和一相關(guān)的功率放大方法。

背景技術(shù)

因為先進的互補（complementary）金屬氧化物半導(dǎo)體(metal-oxide-semiconductor,CMOS)技術(shù)為數(shù)字功率放大器（digital?power?amplifier,DPA）提供快速切換速度，所以在無線通信系統(tǒng)中的一些發(fā)射器（transmitter）中使用數(shù)字功率放大器是可取的。傳統(tǒng)的，一個數(shù)字功率放大器包括一坐標旋轉(zhuǎn)數(shù)字計算機（Coordinate?Rotation?Digital?Computer,CORDIC）以及一數(shù)字極坐標發(fā)射器（digital?polar?transmitter），其中，該坐標旋轉(zhuǎn)數(shù)字計算機用于將一數(shù)字同相信號I(digital?in-phase?signal)以及一數(shù)字正交信號Q（digital?quadrature?signal）轉(zhuǎn)換成一數(shù)字相位調(diào)制（phase?modulation,PM）信號以及一數(shù)字幅度調(diào)制（amplitude?modulation,AM）信號，并且數(shù)字極坐標發(fā)射器用于根據(jù)該數(shù)字相位調(diào)制信號以及該數(shù)字幅度調(diào)制信號輸出一放大的射頻（Radio?Frequency,RF）信號。該數(shù)字極坐標發(fā)射器包括一解碼器（decoder）以及多個功率單元（unit?power?cell），其中，該多個功率單元接收該數(shù)字相位調(diào)制信號，該解碼器對數(shù)字幅度調(diào)制信號進行解碼，以選擇性的打開一適當數(shù)量的功率單元。換句話說，該數(shù)字幅度調(diào)制（AM）信號作為一控制碼字（codeword），以控制該放大的RF信號的功率。在數(shù)字功率放大器的回退（back-off）操作（例如，被放大的RF信號的大部分或者全部功率）中，因為該數(shù)字極坐標發(fā)射器的代碼相關(guān)（code-dependent）的輸出電容量（output?capacitance），使得數(shù)字功率放大器的功率效率以及信號線性度被大大的降低。例如，當放大的RF信號的功率大時數(shù)字極坐標發(fā)射器的輸出電容量就變大，反之亦然。因此，需要一個創(chuàng)新的數(shù)字功率放大器設(shè)計來處理該數(shù)字極坐標發(fā)射器的代碼相關(guān)的輸出電容量，以提高功率效率以及信號線性度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一個目的是提供一具有優(yōu)異的功率效率以及信號線性度的功率放大器，以及一相關(guān)的功率放大方法。

根據(jù)一第一實施方式，揭露一功率放大器，該功率放大器包括：多個放大級，一匹配電路以及一電容電路。多個放大級，用于根據(jù)一相位調(diào)制信號以及多個幅度調(diào)制信號在一輸出端產(chǎn)生一輸出信號，其中，每一放大級用于接收該相位調(diào)制信號以及該多個幅度調(diào)制信號中的一個；一匹配電路，耦接在該輸出端以及一負載電路之間，用于在該輸出端以及該負載電路之間提供一匹配阻抗；以及一電容電路，與該輸出端耦接，用于根據(jù)一調(diào)整信號提供一可調(diào)電容量，以調(diào)整該輸出端的一負載電容量；其中，該調(diào)整信號表示該輸出信號的一功率。

根據(jù)一第二實施方式，揭露一功率放大方法，該功率放大方法包括：提供多個放大級，以根據(jù)一相位調(diào)制信號以及多個幅度調(diào)制信號在一輸出端產(chǎn)生一輸出信號，其中，每一放大級用于接收該相位調(diào)制信號以及該多個幅度調(diào)制信號中的一個；提供一匹配電路，用以在該輸出端以及一負載電路之間提供一匹配阻抗；以及提供一具有一可調(diào)電容量的電容電路，用以根據(jù)一調(diào)整信號調(diào)整在該輸出端上的一負載電容量；其中，該調(diào)整信號表示該輸出信號的一功率。

上述功率放大器以及功率放大方法通過采用具有可調(diào)電容量的電容電路，使得輸出端的負載電容量對輸出信號的功率的依賴性降低，進而提高了功率放大器的功率效率以及信號線性度。

附圖說明

圖1為一數(shù)字功率放大器的一理想漏極效率（drain?efficiency）的示意圖；

圖2為基于本發(fā)明一第一實施例的一數(shù)字功率放大器的示意圖；

圖3為基于本發(fā)明一實施例的多個放大級中一單個放大級的示意圖；

圖4為基于本發(fā)明一實施例的一放大級的半部電路（half-circuit）的示意圖；

圖5為基于本發(fā)明一實施例的半部電路（half-circuit）的一簡化電路示意圖；

圖6為在功率回退狀態(tài)，如果該數(shù)字功率放大器中沒有電容電路以及控制電路，在一輸出端上的一輸出電壓以及一輸出電流的一時間示意圖（timing?diagram）；

圖7為依據(jù)本發(fā)明一實施例，與多個幅度調(diào)制信號對應(yīng)的幅度調(diào)制（AM）控制字以及電容電路的電容量之間的關(guān)系的示意圖；