可变增益功率放大器制造技术

本发明专利技术涉及可变增益功率放大器。在描述的示例中，可变增益功率放大技术包括：利用被包括在振荡器中的一个或多个电抗组件的网络来产生第一振荡信号(400)；和经由被包括在电抗组件的网络中的一个或多个抽头来输出第二振荡信号(402)。第二振荡信号具有与第一振荡信号成比例并小于第一振荡信号的幅度。功率放大技术进一步包括选择第一振荡信号和第二振荡信号中的一个以用于产生功率放大的输出信号(404)，和放大第一振荡信号和第二振荡信号中的所选择的一个以产生功率放大的输出信号(406)。(406)。(406)。

【技术实现步骤摘要】
可变增益功率放大器
[0001]本申请是2016年6月30日提交的题为“可变增益功率放大器”的中国专利申请201680038816.0的分案申请。


[0002]本专利技术总体涉及电路，并且更具体地涉及功率放大器。

技术介绍

[0003]收发器用于各种各样的应用，例如像移动电话、无线电设备和无线通信。收发器可以使用功率放大器来增加驱动天线的信号的功率，使得信号的功率是足够强的以达到相对远的距离。许多类型的收发器应用可以是功率有限的和/或面积有限的。例如，移动电话无线电设备可以使用具有有限功率量的电池，并且可以具有用于收发器组件的有限空间量。设计用于低功率、低面积收发器的功率放大器可能呈现重大挑战。

技术实现思路

[0004]在所描述的示例中，集成电路包括振荡器和功率放大器。振荡器包括第一节点、第二节点和耦连在第一节点与第二节点之间的一个或多个电抗组件的网络。电抗组件的网络具有在第一节点与第二节点之间的至少一个抽头。振荡器进一步包括经由第二节点耦连到电抗组件的网络的第一输出端，和经由抽头耦连到电抗组件的网络的第二输出端。功率放大器包括耦连到振荡器的第一输出端的第一输入端，耦连到振荡器的第二输出端的第二输入端，以及输出端。
[0005]根据进一步的示例，集成电路包括具有一个或多个电抗组件的压控振荡器(VCO)。集成电路进一步包括耦连到VCO的可编程无源衰减电路。可编程无源衰减电路包括被包括在VCO中的一个或多个电抗组件的至少一部分。集成电路进一步包括耦连到可编程无源衰减电路的功率放大器。r/>[0006]根据附加的示例，一种方法包括利用被包括在压控振荡器(VCO)中的一个或多个电抗组件的网络来产生第一振荡信号。方法进一步包括经由被包括在电抗组件网络中的一个或多个抽头来输出第二振荡信号。第二振荡信号具有与第一振荡信号成比例并小于第一振荡信号的幅度(magnitude)。方法进一步包括基于增益控制选择第一振荡信号和第二振荡信号中的一个以用于产生功率放大的输出信号。方法进一步包括基于第一振荡信号和第二振荡信号中的所选择的一个来产生功率放大的输出信号。
附图说明
[0007]图1是示出根据本公开的示例性发射器的框图。
[0008]图2和图3是根据本公开的图1的示例性发射器的框图，其中更详细地示出示例振荡器。
[0009]图4和图5是根据本公开的图1的示例性发射器的框图，其中更详细地示出示例功
率放大器。
[0010]图6是示出可以在本公开的示例振荡器中使用的示例电抗组件网络的示意图。
[0011]图7是示出根据本公开的合并图6的示例电抗组件网络的示例振荡器的示意图。
[0012]图8是示出可以在本公开的示例振荡器中使用的另一个示例电抗组件网络的示意图。
[0013]图9是可以在本公开的示例发射器中使用的示例性电抗组件和切换电路的示意图。
[0014]图10是示出可以在本公开的示例振荡器中使用的另一个示例电抗组件网络的示意图。
[0015]图11是示出根据本公开的合并图10的示例电抗组件网络的示例振荡器的示意图。
[0016]图12是示出可以在本公开的示例振荡器中使用的另一个示例电抗组件网络的示意图。
[0017]图13
‑
图15是示出可以在本公开的功率放大器中使用的示例性放大器级的示意图。
[0018]图16
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图20是示出根据本公开的附加示例发射器的框图。
[0019]图21是示出根据本公开的用于放大信号功率的示例技术的流程图。
[0020]图22和图23是示出可以在本公开的示例振荡器中使用的附加示例电抗组件网络的示意图。
具体实施方式
[0021]本公开描述可以用于放大发射器和/或收发器中的信号的可变增益功率放大器。在一些示例中，功率放大器可以包括振荡器，所述振荡器包括一个或多个电抗组件的网络。电抗组件网络可以包括一个或多个抽头(tap)，所述抽头允许振荡器输出跨越(across)电抗组件网络的不同部分出现的不同电压。功率放大器可以接收不同电压，并且选择性地放大一个或多个不同电压以获得功率放大的输出信号。
[0022]选择性地放大跨越振荡器中的电抗组件网络的不同部分出现的不同电压可以允许功率放大器的增益被调整，这进而可以允许基于发射器的动态功率要求调整放大器的输出功率。允许基于发射器的动态功率要求调整放大器的输出功率可以允许减小发射器或收发器的总体功耗。通过使用被包括在振荡器中的电抗组件网络的一个或多个抽头来获得选择性放大的不同电压，可以减小获得不同电压所需的组件量。以此方式，可以通过相对小数目的组件来获得可变增益的相对低功率的放大器。
[0023]在一些示例中，一个或多个电抗组件的网络可以包括串联耦连的一个或多个电感器。在此类示例中，可以跨越电感器的第一部分获得第一电压，并且可以跨越电感器的第二部分获得第二电压。第二部分可以是第一部分的子集。在进一步的示例中，电抗组件网络可以包括串联耦连的一个或多个电容器。其他示例也是可能的并且在本公开的范围内。
[0024]在一些示例中，为了选择性地放大多个电压，功率放大器可以基于增益控制来选择电压中的一个，并且使用多个放大器级来放大所选择的电压。在进一步的示例中，为了选择性地放大多个电压，功率放大器可以在单独放大器信号链中放大每个电压，并且然后基于增益控制来选择放大的电压中的一个。
[0025]在一些示例中，功率放大器可以包括多个增益控制。例如，功率放大器可以包括：粗略增益控制，其控制选择哪个振荡器电压以用于产生功率放大的输出信号；以及精细增益控制，其控制在放大所选择的振荡器电压的多级放大器中的一个或两个放大器级的增益。在一些示例中，精细增益控制可以提供连续的增益控制函数，但是其中增益控制函数为线性的增益值范围可能相对较小。同时，粗略增益控制函数在相对大的增益值范围内可以是线性的，但是可能是具有离散增益步长的离散函数。
[0026]提供粗略增益控制和精细增益控制两者可以允许在宽增益值范围内精细调谐(tuned)功率放大器的增益。以此方式，可以实现在相对大的输出功率设置范围内具有相对高精度的增益控制的功率放大器。
[0027]在一些示例中，功率放大器中的一个或多个放大器级可以包括差分自偏置放大器。差分自偏置放大器可以包括：第一可变电阻，其耦连在电源与一个或多个上拉(pull
‑
up)晶体管的源极端子之间；以及第二可变电阻，其耦连在接地轨与一个或多个下拉(pull
‑
down)晶体管的源极端子之间。
[0028]增加可变电阻可以增加放大器级的偶次谐波抑制，但是减小放大器级的增益。减少可变电阻可以具有相反的效果。因此，通过将可变电阻定位在差分自偏置放大器中的上述位置处，可以在功率放大器中动态地调整和平衡偶次谐波抑制与放大器增益之间的折衷。
[0029]在进一步的示例中，功率放大器中的一个或多个放大器级可以被配置为以自偏本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种集成电路，其包括：粗略增益控制电路，该粗略增益控制电路包括：第一输入端，其被配置为耦连到振荡器以接收第一振荡信号；第二输入端，其被配置为耦连到所述振荡器以接收第二振荡信号，所述第二振荡信号是所述第一振荡信号的衰减版本；控制输入端，其被配置为接收第一增益控制信号；以及输出端，其中所述粗略增益控制电路被配置为：基于所述第一增益控制信号在所述第一振荡信号和所述第二振荡信号之间选择振荡信号；以及基于所述第一增益控制信号衰减所述振荡信号以在所述粗略增益控制电路的所述第一输入端提供第一输出信号；以及放大器级，其包括：耦连到所述粗略增益控制电路以接收所述第一输出信号的输入端；和输出端，其中所述放大器级被配置为基于第二增益控制信号放大所述第一输出信号以在所述放大器级的输出端提供第二输出信号；其中所述粗略增益控制电路包括一组无源器件，其被配置我选择所述振荡信号并且衰减所述振荡信号以提供所述第一输出信号。2.根据权利要求1所述的集成电路，包括可调整电源，其中：所述可调整电源包括被配置为接收所述第二增益控制信号的输入端和输出端；所述可调整电源被配置为基于所述第二增益控制信号在所述输出端提供可调整电源信号；所述放大器级包括电源输入端，其耦连到所述可调整电源的输出端以接收所述可调整电源信号；以及所述放大器级被配置为基于所述可调整电源信号放大所述第一输出信号。3.根据权利要求1所述的集成电路，其中：所述放大器级是第一放大器级；所述集成电路包括第二放大器级，所述第二放大器级包括耦连到所述第一放大器级的输出端以接收所述第二输出信号的输入端和被配置为耦连到发射器的匹配网络的输出端；以及所述第二放大器级被配置为基于第三增益控制信号放大所述第二输出信号以在所述第二放大器级的输出端提供第三输出信号。4.根据权利要求1所述的集成电路，其中：所述放大器级的输入端是一对差分输入端；所述放大器级的输出端是一对差分输出端；和所述放大器级包括：耦连在电源节点和该对差分输出端的第一输出端之间的第一晶体管，其包括耦连到该对差分输入端的第一输入端的栅极；耦连在该对差分输出端的第一输出端和接地节点之间的第二晶体管，其包括耦连到该对差分输入端的第一输入端的栅极；
耦连在所述电源节点和该对差分输出端的第二输出端之间的第三晶体管，其包括耦连到该对差分输入端的第二输入端的栅极；和耦连在该对差分输出端的第二输出端和接地节点之间的第四晶体管，其包括耦连到该对差分输入端的第二输入端的栅极。5.根据权利要求4所述的集成电路，其中：所述第一晶体管通过第一可调电阻与第一电阻耦接到所述电源节点；所述第三晶体管通过所述第一可调电阻与第二电阻耦接到所述电源节点；所述第二晶体管通过第二可调电阻与第三电阻耦接到所述接地节点；以及所述第三晶体管通过所述第二可调电阻与第四电阻耦接到所述接地节点。6.一种集成电路，其包括：振荡器，该振荡器包括：包括第一输出节点和第二输出节点的第一差分输出对，耦连在所述第一输出节点和所述第二输出节点之间的电抗组件网络，和第二差分输出对，其包括第三输出节点和第四输出节点，其中所述第二差分输出对耦连到所述电抗组件网络；以及功率放大器，其包括：放大器级，和选择电路，其包括：耦连到所述振荡器的所述第一差分输出对的第一输入端，耦连到所述振荡器的所述第二差分输出对的第二输入端，以及耦连到所述放大器级的输出端。7.根据权利要求6所述的集成电路，其中：所述电抗组件网络包括串联耦连在所述振荡器的所述第一输出节点和所述第二输出节点之间的电感器；所述电感器的子集串联耦连在所述振荡器的所述第三输出节点和所述第四输出节点之间；以及所述振荡器的所述第一差分输出对的所述第一和第二输出节点之间的电感大于所述振荡器的所述第二差分输出对的所述第三和第四输出节点之间的电感。8.根据权利要求6所述的集成电路，其中：所述电抗组件网络包括串联耦连在所述振荡器的所述第一输出节点和所述第二输出节点之间的电容器；所述电容器的子集串联耦连在所述振荡器的所述第三输出节点和所述第四输出节点之间；以及所述振荡器的所述第一差分输出对的所述第一和第二输出节点之间的电容大于所述振荡器的所述第二差分输出对的所述第三和第四输出节点之间的电容。9.根据权利要求6所述的集成电路，其中：所述电抗组件网络包括串联耦连在所述振荡器的所述第一输出节点和所述第二输出节点之间的电感器；所述电感器中的第一电感器将所述第一输出节点直接耦连至所述第三输出节点；以及
所述电感器中的第二电感器将所述第二输出节点直接耦连到所述第四输出节点。10.一种发射器电路，包括：振荡器，所述振荡器包括：提供第一振荡信号的第一组输出端；和提供第二振荡信号的第二组输出端；粗增益控制电路，其包括：耦连到所述振荡器的第一组输出端的第一组输入端；耦连到所述振荡器的第二组输出端的第二组输入端；接收第一增益控制信号的增益控制输入端；和提供第一输出信号的输出端，其中所述粗增益控制电路被配置为：从所述第一振荡信号和所述第二振荡信号中选择一个信号；和根据所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：S，
申请(专利权)人：德克萨斯仪器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：