[發(fā)明專利]多狀態(tài)、開關(guān)模式功率放大器系統(tǒng)及其操作方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410690959.2
• 申請日: 2014-11-26
• 公開（公告）號: CN104682878B
• 公開（公告）日: 2019-05-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: J-C·納楠;J-J·布尼;C·卡散;J·斯多丁格;H·博拉頓
• 申請（專利權(quán)）人: 恩智浦美國有限公司
• 主分類號: H03F1/02
• 分類號: H03F1/02;H03F3/20;H03F3/189
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會專利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 申發(fā)振

本發(fā)明涉及多狀態(tài)、開關(guān)模式功率放大器系統(tǒng)及其操作方法。放大器的實施例包括N(N>1)個開關(guān)模式功率放大器(SMPA)分支。每個SMPA分支包括兩個驅(qū)動信號輸入和一個SMPA分支輸出。耦合于所述放大器的模塊采樣了輸入RF信號，并基于采樣產(chǎn)生了驅(qū)動信號的組合。當(dāng)SMPA分支接收驅(qū)動信號的第一組合的時候，它產(chǎn)生了處于電壓電平的輸出信號。相反，當(dāng)所述SMPA分支接收驅(qū)動信號的不同所述SMPA分支的第二組合的時候，它產(chǎn)生了處于另一個電壓電平的輸出信號。最后，當(dāng)所述所述SMPA分支接收驅(qū)動信號的不同第三組合的時候，它產(chǎn)生了處于實質(zhì)上為零的電壓電平的輸出信號。組合器將源自所有所述SMPA分支的輸出信號進(jìn)行組合以產(chǎn)生可以在任何給定時間具有2*N+1個量化狀態(tài)之一的組合的輸出信號。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明通常涉及開關(guān)模式功率放大器系統(tǒng)及其操作方法。

背景技術(shù)

無線電頻率(RF)通信主要涉及將數(shù)字基帶信息轉(zhuǎn)換為適合于通過空中接口傳送和接收的高功率、調(diào)制的RF信號。在任何RF通信系統(tǒng)中，在給用于傳輸?shù)奶炀€提供信號之前，系統(tǒng)的功率放大器在放大要被傳輸?shù)男盘柗矫嫫鹆酥匾饔谩８鞣N常見類型的功率放大器被用于RF通信中，其中最常見的類型被歸類為具有模擬設(shè)計(例如，A、B、AB和C類)或開關(guān)設(shè)計(例如，D和E類)。

功率放大器常常消耗由傳輸系統(tǒng)所消耗的總功率的顯著部分。因此，功率放大器的效率(即，放大器輸出信號的功率除以放大器消耗的總功率)是設(shè)計人員一直力求提高的放大器質(zhì)量。然而，放大器性能也需要重要考慮，并且具有較高理論效率的很多放大器設(shè)計可以具有典型地低性能。例如，具有相對高理論效率的某些類放大器在線性度、失真、帶寬等等方面可以具有相對較差的性能。由于期望優(yōu)化RF功率放大器的效率和性能二者，RF功率放大器的設(shè)計人員不斷努力開發(fā)更高效和更高性能的放大器設(shè)計。

附圖說明

圖1根據(jù)示例實施例，是多狀態(tài)、開關(guān)模式功率放大器(SMPA)系統(tǒng)的簡化示意圖；

圖2是說明了放大器控制位代碼的第一例子的表，其中當(dāng)被提供給3分支SMPA系統(tǒng)的實施例的時候，會導(dǎo)致SMPA系統(tǒng)將其輸出信號幅值調(diào)節(jié)到7個輸出電壓電平之一；

圖3根據(jù)示例實施例，是說明了3分支SMPA系統(tǒng)的7個示例輸出電壓電平的表；

圖4是說明了放大器控制位代碼的例子的表，其中當(dāng)被提供給4分支SMPA系統(tǒng)的實施例的時候，會導(dǎo)致SMPA系統(tǒng)將其輸出信號幅值調(diào)節(jié)到9個輸出電壓電平之一；

圖5根據(jù)示例實施例，是說明了4分支SMPA系統(tǒng)的9個示例輸出電壓電平的表；以及

圖6根據(jù)示例實施例，是一種用于操作多狀態(tài)SMPA系統(tǒng)的方法的流程圖。

具體實施方式

本發(fā)明所描述的實施例包括開關(guān)模式功率放大器(SMPA)系統(tǒng)及其操作方法，該放大器被配置以放大隨時間變化的信號，例如無線電頻率(RF)信號。本質(zhì)上，本發(fā)明所描述的SMPA系統(tǒng)實施例實現(xiàn)了RF數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)功能。更具體地說，本發(fā)明所描述的SMPA系統(tǒng)實施例可以特別適合于在通信系統(tǒng)內(nèi)使用，其中在被編碼以驅(qū)動多個并聯(lián)SMPA分支之前，RF信號被過采樣和量化。基于被提供給SMPA分支的SMPA(例如，晶體管)的驅(qū)動信號，每個SMPA分支被配置以將直流(DC)輸入電壓轉(zhuǎn)換為放大的輸出信號。該SMPA系統(tǒng)將源自多個SMPA分支的輸出信號進(jìn)一步結(jié)合以產(chǎn)生具有可以在多個電壓電平或狀態(tài)之間調(diào)制的電壓電平的輸出RF信號。所得到的輸出RF信號可以被重建濾波器重建。