[發明專利]一種改善動態誤差矢量幅度的裝置及方法

在審

• 申請號: 201611168469.1
• 申請日: 2016-12-16
• 公開（公告）號: CN106788282A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 柯慶福;劉政清;林甲富
• 申請（專利權）人: 銳迪科微電子（上海）有限公司
• 主分類號: H03F1/30
• 分類號: H03F1/30;H03F1/32;H03F3/19;H03F3/21;H03F3/24
• 代理公司: 北京酷愛智慧知識產權代理有限公司11514
• 代理人: 殷曉雪

技術領域

本申請涉及一種能夠改善動態誤差矢量幅度的功率放大裝置。

背景技術

時分雙工(TDD)是很多通訊裝置采用的工作方式，涉及無線局域網(WLAN)的通訊裝置大多采用時分雙工模式。最通用的無線局域網標準是IEEE定義的802.11系列標準，符合該系列標準的無線局域網技術稱為WiFi。

無線通訊裝置的發射通道以及接收通道中，射頻功率放大器是最重要的器件之一，它主要用于將收發信機(transceiver)輸出的已調制信號進行功率放大以得到滿足要求的功率大小。為了省電，時分雙工系統中的射頻功率放大器在需要發送信號時才開啟，在無需發送信號時就關閉，因此該射頻功率放大器處在動態開關過程中。

隨著無線局域網技術的進步，無線傳輸速率越來越高。WiFi采用正交頻分復用(OFDM)技術，IEEE 802.11ac協議規定最高采用256階正交幅度調制(QAM)，傳輸速率可達1Gbps以上。高階調制模式對射頻功率放大器的線性度要求也更高。當采用較低階調制時，射頻功率放大器的時變非線性導致的信號失真還可以接受。當調制階數提高后，對信號失真的要求大大提高，就必須采取方法減小射頻功率放大器動態開關過程中的非線性。

誤差矢量幅度(error vector magni tude，EVM)是衡量功率放大器線性度重要指標。誤差矢量幅度分為兩種——靜態誤差矢量幅度(Stat ic EVM，SEVM)和動態誤差矢量幅度(Dynamic EVM，DEVM)。靜態誤差矢量幅度是指功率放大器一直開啟并處于穩定狀態下測試得到的誤差矢量幅度。動態誤差矢量幅度是指功率放大器在動態開啟和關閉過程中測試得到的誤差矢量幅度。理論上動態誤差矢量幅度和靜態誤差矢量幅度應該一樣的，而實際上動態誤差矢量幅度往往比靜態誤差矢量幅度要差。實際的時分雙工系統中的射頻功率放大器大部分時間是處于不斷的開啟和關斷，因此采用動態誤差矢量幅度作為衡量線性度的指標更為準確。

功率放大器具有使能信號PA_EN，使能信號PA_EN例如作為功率放大器的偏置電路的輸入。當使能信號PA_EN為激活狀態(例如高電平)時，偏置電路為功率放大器提供偏置信號，功率放大器工作。當使能信號PA_EN為去激活狀態(例如低電平)時，偏置電路停止提供偏置信號，功率放大器停止工作。在使能信號PA_EN的控制下，功率放大器或者為工作狀態或者為停止狀態，功率放大器的工作狀態占總時間的比值稱為功率放大器的占空比。功率放大器的占空比對動態誤差矢量幅度的測量有影響，占空比越小則動態誤差矢量幅度越差，反之亦然。例如，功率放大器為95％占空比時，功率晶體管大部分時間都是開啟的，功率晶體管基本上是處于熱穩定狀態。而若功率放大器為5％占空比時，功率晶體管大部分時間是關閉的，在下次開啟前功率晶體管基本上已經處于冷卻狀態，開啟時需要一段時間才能使功率晶體管進入熱穩定狀態，這段時間內功率放大器的增益會發生變化。實際的時分雙工系統中，功率放大器的使能信號PA_EN由去激活狀態變為激活狀態后，經過一小段時間Δt的滯后才有射頻信號RFin開始輸入進來，這一小段時間Δt通常為0.2～1μs，如圖1所示。若能在這段時間內使得功率晶體管進入熱穩定狀態，就能改善功率放大器的動態誤差矢量幅度，提高功率放大器的線性度。

申請公布號為CN104467745A、申請公布日為2015年3月25日的中國發明專利申請《動態誤差向量幅度占空比校正》中，公開了一種放大器、低通濾波器和偏置電路。低通濾波器根據放大器的占空比產生校正信號。偏置電路至少部分基于校正信號產生偏置信號提供給放大器。整個裝置最終用來使放大器的增益保持基本恒定，或者使放大器的輸出相位保持基本恒定。該方案無法探測功率晶體管正常工作時的溫度情況，校正信號只取決于使能信號的占空比，也無法判斷系統工作時使能信號的周期不同而帶來的溫度差異。

申請公布號為CN104753472A、申請公布日為2015年7月1日的中國發明專利申請《關于用于動態誤差向量幅度校正的嵌入傳感器的裝置方法》中，公開了一種放大級、傳感器和偏置電路。傳感器用來感測放大晶體管的操作狀態例如溫度。偏置電路用來向放大晶體管提供偏置信號，該偏置信號基于傳感器的感測結果對動態誤差向量幅度進行了補償。該方案的探測電路部分包含帶隙基準器件或與絕對溫度成比例的器件，電路結構復雜，不方便實現。

發明內容

本申請所要解決的技術問題是提供一種能夠改善動態誤差矢量幅度的、處于動態開關過程的功率放大裝置。為此，本申請還要提供相應的改善動態誤差矢量幅度的方法。