[發(fā)明專利]全數(shù)字零電壓切換

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410095300.2
• 申請(qǐng)日: 2014-03-14
• 公開（公告）號(hào): CN104052409B
• 公開（公告）日: 2018-01-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: B·謝佛;B·趙
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 美國(guó)亞德諾半導(dǎo)體公司
• 主分類號(hào): H03F1/02
• 分類號(hào): H03F1/02;H03F3/189;H03F3/20
• 代理公司: 中國(guó)國(guó)際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所11038
• 代理人: 陳華成

優(yōu)先權(quán)數(shù)據(jù)

本非臨時(shí)專利申請(qǐng)受益于或主張以下申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)：2013年3月15日提交的標(biāo)題為“DUTY CYCLE DETECTION CIRCUIT FOR DOUBLE DATA RATE CONVERTER”的第61/799,723號(hào)美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)（代理人案號(hào)為26256-0146-P/APD4710-1-US）；2013年3月15日提交的標(biāo)題為“DIGITAL SWITCHING”的第61/787,733號(hào)美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)（代理人案號(hào)為26256-0148-P/APD4674-1-US）；2013年3月15日提交的標(biāo)題為“RADIO FREQUENCY(RF)DOMAIN DIGITAL PREDISTORTION(DPD)”的第61/801,549號(hào)美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)（代理人案號(hào)為26256-0149-P/APD4673-1-US）；2013年8月19日提交的標(biāo)題為“HIGH OUTPUT POWER DIGITAL-TO-ANALOG CONVERTER SYSTEM”的第61/867,233號(hào)美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)（代理人案號(hào)為26256-0197-P/ACQ165-1-US）。這些所參考的專利申請(qǐng)?zhí)卮巳恳砸玫姆绞讲⑷氡疚闹小?/p>

技術(shù)領(lǐng)域

本公開屬于射頻（RF）功率放大器的技術(shù)領(lǐng)域。更明確地說，本公開屬于使用數(shù)/模轉(zhuǎn)換器（DAC）來控制功率放大器中的信號(hào)電流以優(yōu)化其功率效率的技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

功率放大器（PA）在如今的電子學(xué)中有許多重要應(yīng)用，其中之一是射頻發(fā)射器中的功率放大器的應(yīng)用，其中將低功率信號(hào)放大成具有相當(dāng)大功率的較大信號(hào)以用于驅(qū)動(dòng)發(fā)射器的天線。功率放大器是發(fā)射信號(hào)鏈中的最薄弱環(huán)節(jié)之一。在過去幾年里，已開發(fā)出或重新發(fā)現(xiàn)了許多新的PA架構(gòu)，以改進(jìn)線性、效率、帶寬和輸出功率。

功率放大器具有許多類別，例如A類、AB類、B類、C類、E類或F類放大器。A類功率放大器是最低效的。功率放大器使用AB類、B類或C類配置，其中與A類相比，功率驅(qū)動(dòng)晶體管接通持續(xù)完整循環(huán)的相應(yīng)較小分?jǐn)?shù)，以改進(jìn)效率。圖1展示A類、AB類、B類和C類放大器的說明性電流波形。這些放大器的效率極大地依賴于相對(duì)于電壓波形來控制電流波形，以便最小化功率耗散。然而，用于控制電流波形的解決方案已不足以實(shí)現(xiàn)最佳效率。

發(fā)明內(nèi)容

功率效率是功率放大器的重要設(shè)計(jì)要求。為了改進(jìn)功率效率，本公開中所提出的解決方案包括一種用于通過所要電流脈沖形狀來直接驅(qū)動(dòng)切換功率放大器的全數(shù)字零電壓切換設(shè)備。所述設(shè)備包括數(shù)字引擎和數(shù)/模轉(zhuǎn)換器（DAC）。所述數(shù)字引擎處理基帶數(shù)據(jù)且產(chǎn)生數(shù)字輸出。所述數(shù)字引擎的所述數(shù)字輸出驅(qū)動(dòng)所述DAC來產(chǎn)生具有所述所要電流脈沖形狀的數(shù)控電流輸出。使用所述數(shù)控電流輸出來直接驅(qū)動(dòng)所述切換功率放大器以改進(jìn)功率效率。包含以數(shù)字形式產(chǎn)生的電流脈沖的所述數(shù)控電流輸出由所述數(shù)字引擎和所述DAC準(zhǔn)確地控制，且因此允許所述切換功率放大器以比常規(guī)功率放大器高的功率效率來最佳地操作。

附圖說明

圖1展示A類、AB類、B類和C類放大器的說明性電流波形；

圖2展示根據(jù)本公開的一些實(shí)施方案的模型化為開關(guān)的說明性E類功率放大器；

圖3A展示根據(jù)本公開的一些實(shí)施方案的具有奇數(shù)諧波閉塞濾波器的說明性F類功率放大器；

圖3B展示根據(jù)本公開的一些實(shí)施方案的F類功率放大器的說明性電壓波形和示范性電流波形；

圖4展示用于驅(qū)動(dòng)功率放大器的系統(tǒng)；

圖5展示常規(guī)數(shù)/模轉(zhuǎn)換器可產(chǎn)生的說明性波形；

圖6展示根據(jù)本公開的一些實(shí)施方案的高能效功率放大器中所使用的說明性波形；

圖7展示根據(jù)本公開的一些實(shí)施方案的用于驅(qū)動(dòng)功率放大器的經(jīng)改進(jìn)系統(tǒng)；

圖8展示根據(jù)本公開的一些實(shí)施方案的說明性電壓波形、電流波形的說明性所要形狀以及說明性數(shù)控電流輸出；

圖9展示根據(jù)本公開的一些實(shí)施方案的用于驅(qū)動(dòng)功率放大器的經(jīng)改進(jìn)系統(tǒng)的示范性實(shí)現(xiàn)方式；

圖10展示根據(jù)本公開的一些實(shí)施方案的用于驅(qū)動(dòng)功率放大器的經(jīng)改進(jìn)系統(tǒng)的示范性實(shí)現(xiàn)方式；

圖11展示說明根據(jù)本公開的一些實(shí)施方案的用于使用一個(gè)或多個(gè)數(shù)/模轉(zhuǎn)換器（DAC）通過零電壓切換來優(yōu)化切換功率放大器的功率效率的方法的示范性流程圖；

圖12展示根據(jù)本公開的一些實(shí)施方案的具有用于驅(qū)動(dòng)功率放大器的經(jīng)改進(jìn)系統(tǒng)的示范性發(fā)射器系統(tǒng)；并且

圖13展示根據(jù)本公開的一些實(shí)施方案的具有用于驅(qū)動(dòng)功率放大器的經(jīng)改進(jìn)系統(tǒng)的示范性發(fā)射器系統(tǒng)。