具有减少功率消耗的无线电话发送功率放大的方法和设备技术

一种用于无线电话中发送信号的ＲＦ放大的方法和设备。放大器链由前置激励放大器（２０２）、可旁路激励放大器（２２０）和功率放大器（２４０）组成。为优化对给定输出功率要求的功率损耗，放大器链的配置进行实时调节。在低输出功率电平，绕过了激励放大器（２２０）并给功率放大器（２４０）提供低偏流。在中输出功率电平，绕过激励放大器（２２０）并给功率放大器（２４０）提供中偏流。当需要高输出功率，就使用激励放大器（２２０）并给功率放大器（２４０）提供高偏流。当处于旁路状态时，就关闭激励放大器（２２０）。实现这种放大器配置的成果是发送放大器效率的提升。放大器效率的提升导致为无线电话供电的电池通话时间增加。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及RF放大器。更具体说，本专利技术涉及一种用于无线电话发送信号的RF放大的新颖且改善的方法和设备。
技术介绍
一种移动单元或无线电话集成了许多复杂的电路。RF收发机用于提供与基站的无线通信链接。RF收发机由接收器和发送器组成。与移动单元对接的天线从基站接收RF发送并将信号输出给接收器。接收器将所接收的信号放大、滤波并下变频到基带。随后，基带信号发送给基带处理电路。基带处理电路对信号进行解调并使其能通过扬声器传播给用户。通过键盘按键或麦克风的语音输入的用户输入在基带处理电路中进行调节。对该信号进行调制并发送给发送器。发送器获得移动单元中所生成的基带信号，并对该信号进行上变频、滤波和放大。经上变频和放大的RF信号通过与用于接收器的同一天线发送给基站。维持高质量语音和数据传输的设计要求必须与电池供电、小尺寸、低成本和高可靠性的设计要求进行权衡考虑。移动单元在电池电源下工作的要求出现了各种必须处理的问题。电池仅能提供有限的能量。将功率消耗最小化是延长电池寿命的唯一办法。日益增长的减小便携式电话尺寸和重量的需求给硬件设计师施加了更多的压力，促使他们减小电池可用的尺寸和重量。电池技术的发展允许挽回一些由于尺寸减小所带来的可用能量存储损失。然而，总体的趋势是趋向将降低电话功率消耗作为一种延长电话通话和待机时间而同时又能减小电话形状因素的方法。发送RF放大器链是移动电话中最大的功率消耗源之一。在码分多址(CDMA)移动电话中的发送RF放大器链设计进一步受限于施加在输出功率范围和输出发射上的技术标准。限制移动电话设计的技术标准包括电信工业协会(TIA)/电子工业协会(EIA)的IS-95B MOBILE STATION-BASE STATION COMPATIBILITY STANDARDFOR DUAL-MODE SPREAD SPECTRUM SYSTEMS和TIA/EIA IS-98-B RECOMMENDED MINIMUMPERFORMANCE STANDARDS FOR DUAL-MODE SPREAD SPECTRUM CELLULAR MOBILESTATIONS。而在不同于蜂窝频带的频带中工作的移动电话以及使用替代调制方案例如时分多址(TDMA)或模拟频率调制(FM)的移动电话也存在类似的技术标准。覆盖个人通信系统(PCS)频带中的CDMA系统工作的技术标准是美国国家标准协会(ANSI)的J-STD-008 PERSONAL STATION-BASE STATION COMPATIBILITYREQUIREMENTS FOR 1.8 TO 2.0 GHZ CODE DIVISION MULTIPLE ACCESS(CDMA)PERSONALCOMMUNICATION SYSTEMS。同样，电话或个人站也在ANSI J-STD-018 RECOMMENDEDMINIMUM PERFORMANCE REQUIREMENTS FOR 1.8 TO 2.0 GHZ CODE DIVISION MULTIPLEACCESS(CDMA)PERSONAL STATION中有说明。一种成功的放大器设计必须满足所有要求的技术标准而又使功率消耗最小化。一种使RF功率放大器中功率消耗最小的方法是利用有效的放大器集成电路布局技术。A类功率放大器提供最佳线性但也具有最差的效能。AB类功率放大器以输出失真增加为代价提供了超过A类放大器的改善效能。AB类功率放大器的非线性特性使得它仅适用于作为发送RF放大器链的末级高功率放大器。因为其他的放大器集成电路布局技术不符合线性要求，所以，它们不适合在TIA/EIA IS-95-B技术标准中工作的CDMA移动电话。然而，一个单独的放大器不能提供发送路径中所需的增益、输出功率和线性。因而，必须串联几个放大器来满足发送路径的要求。人们所需要的是能维持CDMA通信所需的线性，同时为增加电池寿命而使功率消耗最小化的级联RF放大器配置。
技术实现思路
本专利技术是一种用于无线电话发送信号RF放大的新颖和改进的方法和设备。放大器链使用3个独立的放大器级前置激励放大器、激励放大器和高功率放大器。对该放大器链进行配置，因此可以绕过(bypass)激励放大器。当绕过激励放大器时，信号仅通过前置激励放大器和高功率放大器。依据所需的输出功率，将高功率放大器上的偏置电流控制在3个值之一。两个数据位用于控制绕过激励放大器以及高功率放大器上设定的偏流的切换。当需要放大器第一输出功率时，设定数据位以便绕过激励放大器，并将第一偏流提供给高功率放大器。第二输出功率定义为大于第一输出功率。当需要放大器的第二输出功率时，设定数据位以便绕过激励放大器并将第二偏流提供给高功率放大器。第二偏流大于第一偏流。第三输出功率定义为大于第一或第二输出功率电平。当需要放大器的第三输出功率时，设定数据位以便将信号通过激励放大器进行发送，并将第三偏流提供给高功率放大器。第三偏流大于第一或第二偏流。在处于绕过状态时，没有偏流提供给激励放大器。因而，对应于相对低、中和高放大器输出功率定义了第一、第二和第三三种相对的功率电平。三种功率电平中的每种电平使用用于高功率放大器的相应偏流。第一、第二和第三偏流对应于用于高功率放大器的相对低、中和高偏流。RF校准表用于控制放大器的输出功率并向信号处理器提供输出功率指示。随后，信号处理器将输出功率与经校准的阈值进行比较来设定数据位控制如上所述设置的放大器。当RF功率响应内部电话命令或空中功率控制信息而上下波动时，数据位也会进行动态更新。为了防止当功率电平接近阈值时，放大器设定的功率频繁切换，就在阈值中引入滞后。因而，用窗口代表阈值，并且放大器控制改变所在的实际值将依据RF功率是否增加或减少。附图说明本专利技术的特征、目标和优点通过结合附图进行的详细说明可以变得更加显著，相同的参考号在全部附图中提供相同识别。图1是无线电话发送器信号路径的框图；和图2a-b是RF放大器实现的框图。具体实施例方式一种无线电话使用RF发送器进行从电话到基站的通信。在无线电话例如根据TIA/EIA IS-95-B工作的那些电话中，对实际RF输出功率进行紧密控制，使通信链路质量最大化，而同时使干扰最小化。电话通过开环和闭环控制调整RF输出功率。当电话没有与基站建立通信链路时，电话就使用开环模式。作为实例，当电话为了建立话务呼叫而试图与基站连接时，电话使用输出功率的开环估值来将电话设定在访问基站所需的最小电平。另外，当电话与基站已经建立通信链路时，在这种情况的话务呼叫中，电话使用开环功率控制来补偿电话移动所引起的信号衰减和空白。开环处理使用所接收的信号强度作为用于估计从电话到基站损耗的基础。因为所接收的信号处于与所发送信号不同的频率上，因而，在两者之间不存在良好的路径损耗相关。因而，放慢开环响应时间来使超出补偿外的情况最少。车辆中的无线电话的移动情况引起许多信号衰减和空白，这些衰减和空白发生得太快以至于使用开环功率控制不能满意得处理这些问题。路径损耗中的迅速变化是使用闭环功率控制进行补偿。在闭环功率控制中，电话从基站接收周期消息，该消息指示电话提升或降低发送功率。功率步距是预定的常数，因此，基站仅发送指示电话提升或降低输出功率的信息。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于无线电话的ＲＦ放大器，其特征在于，包括：前置激励放大器；激励放大器；带通滤波器，具有与所述激励放大器输出相连的输入；高功率放大器；第一ＲＦ开关，具有与所述前置激励放大器输出相连的输入和与所述激励放大器输入相连的第 一开关输出；第二ＲＦ开关，具有与所述高功率放大器输入相连的输出，第一输入与所述带通滤波器的输出相连，并且第二输入与所述第一ＲＦ开关的第二输出相连，以便可以可切换地绕过所述激励放大器和带通滤波器。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：张扬，彭永生，
申请(专利权)人：高通股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]