[發明專利]使用輸出網絡控制功率

在審

• 申請號: 201510872713.1
• 申請日: 2009-03-09
• 公開（公告）號: CN105515534A
• 公開（公告）日: 2016-04-20
• 發明（設計）人: D·E·博克爾曼;V·斯里尼瓦桑
• 申請（專利權）人: 安華高科技通用IP(新加坡)公司
• 主分類號: H03F1/02
• 分類號: H03F1/02;H03F3/195;H03F3/21;H03F3/45;H03F3/72
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司 11287
• 代理人: 林彥

分案申請的相關信息

本申請是國際申請號為PCT/US2009/036480，申請日為2009年3月9日，優 先權日為2008年5月5日，發明名稱為“使用輸出網絡控制功率”的PCT申請進 入中國國家階段后申請號為200980116171.8的中國發明專利申請的分案申請。

根據35U.S.C.§119主張優先權

本專利申請案主張2008年5月5日申請的題為“Controllingpowerwithan outputnetwork”的第12/151,199號申請案的優先權，所述美國申請案以引用的方 式并入本文。

技術領域

背景技術

在許多無線通信系統中，例如蜂窩電話、移動互聯網設備(MID)、個人數字助理 (PDA)、膝上型電腦、個人計算機等等移動無線設備以射頻(RF)進行無線通信。為 了在給定的無線通信系統中實現通信，要求這樣的設備輸出具有給定功率水平的RF 信號。不同的無線系統對于功率水平有不同的要求，而且在給定的通信系統中，功率 水平可以根據通信模式而變化。為了產生傳輸信息所需的輸出功率，典型的移動設備 包括功率放大器(PA)或者其他這樣的放大器，其接收來自例如基帶處理器和收發機 等之類的設備的處理電路的RF信號并且將該RF信號放大到所需的功率水平。

由于許多發射機系統中的功率控制要求，平均輸出功率可能在寬范圍(例如，數 十分貝(dB))上變化。這使得功率放大器的效率在功率范圍上顯著變化。大多數PA 在最大輸出功率處具有最大效率，并且當功率降低時效率迅速下降。

發明內容

根據一方面，本發明包括一種具有多個增益級和耦合到該增益級的輸出網絡的設 備。每個增益級能夠被獨立控制以將射頻(RF)信號放大到用于從諸如蜂窩手持送受 話器等移動無線設備傳輸的輸出功率水平。當被控制為不活動(inactive)時，增益級 中的至少一個能夠被置于低阻抗狀態。每個增益級在它們活動(active)時可以具有基 本上不同的驅動點阻抗，以適應不同的輸出功率水平。在一個實施方式中，輸出網絡 可以包括變壓器。

本發明的另一方面針對功率放大器，該功率放大器具有多個級(每個級包括放大 器對)和耦合到每個級輸出的變壓器，其中變壓器具有不同的匝比。這些級可以被控 制為使得當給定級不活動時，該級能夠被置于低阻抗狀態，并且凈電感(netinductance) 被開關成與反相變壓器(oppositetransformer)的輸出線圈并聯耦合。

本發明的又一個方面針對集成電路，該集成電路包括至少三個增益級和至少三個 變壓器，每個變壓器耦合到對應的一個增益級。所述變壓器中的至少兩個可以具有基 本上相等的匝比，所述匝比又大于另一個變壓器的匝比。該增益級能夠被單獨地使能， 并且增益級中的至少兩個可以對應于高功率增益通道，而另一個增益級對應于低功率 增益通道。

本發明的更進一步方面針對具有多個差分互補放大器級和輸出變壓器的功率放大 器。該輸出變壓器可以被耦合以接收來自任何放大器級(取決于哪個被使能)的放大 的輸出信號。輸出變壓器的匝比也可以取決于哪個放大器級被使能。在一些實施方式 中，非使能的(一個或多個)放大器級能夠被置于高阻抗狀態。

更進一步，本發明的一個方面針對集成電路，該集成電路除了多個增益級之外還 包括多個變壓器。每個變壓器可以具有基本上相等的匝比并且包括電感器形成的線圈， 該電感器與增益級一起集成在公共的互補型金屬氧化物半導體(CMOS)管芯上。更 具體地，電感器能夠被定尺寸以管理CMOS工藝的電感變化，并且該變壓器可使得增 益級能夠看到遠遠小于該電路耦合到的負載的負載阻抗的驅動點阻抗。

附圖說明

圖1是依照本發明的功率放大器輸出級和輸出網絡的概念示意圖。

圖2是依照本發明的一個實施例的輸出網絡的概念示意圖。

圖3A是依照本發明的一個實施例的多抽頭變壓器實施方式的概念示意圖。

圖3B是依照本發明的實施例的另一多抽頭變壓器實施方式的概念示意圖。

圖3C是圖3B所示電路在高功率操作模式下的等效示意圖。

圖3D是圖3B所示電路在低功率操作模式下的等效示意圖。