【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开内容一般而言涉及用于射频操作的功率放大器的设计和技术。
技术介绍
1、用于射频(rf)操作的功率放大器(pa)被设计为放大rf信号的低输入功率，以通过将来自dc电源的dc功率转换成rf能量来产生处于更高功率水平的rf输出。典型发送器系统中的pa用高dc电压偏置，从而散发在操作期间生成的热量。因此，pa的设计考虑涉及一种方案，以实现足够的效率水平，以最小化dc功耗并减少热量散发。
2、在最先进的无线通信技术中，通过操纵振幅和/或相位分量以生成rf信号，针对高通信吞吐量的各种无线标准利用复杂的调制方案。此类调制方案的示例包括正交振幅调制(qam)和正交相移键控(qpsk)。此类调制可以对系统中的pa施加严格的线性度要求。pa中的线性度简单地表现在输出功率与输入功率的关系图中，其中线的斜率等于pa的增益。对于用qam或qpsk传输大摆幅载波信号的系统，线性度尤其关键。例如，用于正交频分多址(ofdma)或码分多址(cdma)的qam生成具有高峰均功率比(papr)的rf信号。在这种高papr场景中，发射链中的pa常常需要被设置为输出低于其峰输出功率的功率，直到线性度要求刚好得到满足。这个操作被称为“功率回退”。如果没有功率回退，那么输出rf信号在高输出papr点处经历失真。可以通过降低峰输出功率水平的功率回退操作来恢复信号波形；因此，整体效率显著降低，尤其是当pa被设计为在其最大功率水平下实现其最大效率时。因此，难以同时实现线性度和良好的效率。
3、在rf pa技术中，功率附加效率(pae)被定义为输出功
4、至于线性度考虑，已经设计出各种pa线性化技术，通常涉及将输出端处的rf信号包络的振幅和/或相位与输入端的振幅和/或相位进行比较，以通过反馈回路进行适当的校正。pa体系架构中常规线性化技术的示例包括前馈误差校正、数字预失真、包络消除和恢复等。pa体系架构中的这些线性化技术中许多都是公知的，并且可以在各种教科书以及科学报告和白皮书中找到细节。
技术实现思路
1、本文公开了一种用于使用包络跟踪(et)技术来提高放大器效率的系统和方法。在所公开方法的一个方面，通过跟踪施加到放大器的输入信号的包络，持续地调整供给具有磁耦合反馈的放大器的偏置电流，以在每个时刻递送所需的dc功率。
2、在一个方面，所公开的方法包括接收具有包络的输入信号并生成与包络对应的包络检测信号。该方法还包括基于包络检测信号调整提供给放大器电路的偏置电流，放大器电路包括放大器和变压器。变压器被配置为从放大器的输出端到放大器的输入端建立磁耦合反馈回路。输出信号由放大器电路响应于输入信号而提供。
3、本公开还针对一种系统，该系统包括被配置为生成与输入信号的包络对应的包络检测信号的包络检测器。放大器电路耦合到包络检测器并被配置为响应于输入信号而提供输出信号。放大器电路包括放大器和变压器。变压器被配置为从放大器的输出端到放大器的输入端建立磁耦合反馈回路。在系统的操作期间，基于包络检测信号调整提供给放大器电路的偏置电流。
4、本文还公开了一种方法，该方法包括接收输入信号，并且由放大器电路响应于输入信号而提供输出信号。输出信号具有包络并且放大器电路包括放大器和变压器。变压器被配置为从放大器的输出端到放大器的输入端建立磁耦合反馈回路。该方法还包括生成与输出信号的包络对应的包络检测信号。基于包络检测信号调整提供给放大器电路的偏置电流。
5、在另一方面，本公开涉及一种系统，该系统包括被配置为响应于输入信号而提供具有包络的输出信号的放大器电路。放大器电路包括放大器和变压器，变压器被配置为从放大器的输出端到放大器的输入端建立磁耦合反馈回路。包络检测器被配置为生成与输出信号的包络对应的包络检测信号，使得基于包络检测信号调整提供给放大器电路的偏置电流。
6、本公开还涉及一种方法，该方法包括接收具有包络的输入信号并生成与该包络对应的包络检测信号。提供给放大器电路的偏置电流基于包络检测信号进行调整，其中放大器电路包括放大器和变压器。变压器被配置为从放大器的输出端到放大器的输入端建立磁耦合反馈回路。放大器包括栅极端子并且变压器包括耦合到放大器的输出端的初级绕组和耦合到栅极端子的次级绕组。偏置电流的调整还包括向次级绕组提供与包络检测信号对应的控制电压，以设置栅极端子处的输入电压。由放大器电路响应于输入信号而提供输出信号。
7、在另一方面，本公开针对一种系统，该系统包括被配置为生成与输入信号的包络对应的包络检测信号的包络检测器。放大器电路耦合到包络检测器并且被配置为响应于输入信号而提供输出信号，放大器电路包括放大器和变压器，变压器被配置为从放大器的输出端到放大器的输入端建立磁耦合反馈回路。放大器还包括栅极端子并且变压器包括耦合到放大器的输出端的初级绕组和耦合到栅极端子的次级绕组。包络检测器生成与包络检测信号对应的控制电压。控制电压施加到次级绕组，使得基于包络检测信号调整提供给放大器电路的偏置电流。
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1.一种方法，包括：
2.如权利要求1所述的方法，其中生成包括：
3.如权利要求1所述的方法，其中包络检测信号具有与输出信号的包络对应的时间变化。
4.如权利要求1所述的方法，其中放大器包括具有栅极端子的晶体管并且其中变压器包括耦合到放大器的输出端的初级绕组和耦合到栅极端子的次级绕组，调整还包括将携带包络检测信号的电压施加到次级绕组以便基于包络检测信号调整偏置电流。
5.如权利要求1所述的方法，还通过选择变压器的耦合因子和匝数比来设置磁耦合反馈回路的回路增益。
6.如权利要求1所述的方法，其中变压器具有与放大器的输出端串联的初级绕组和耦合到放大器的输入端的次级绕组，其中初级绕组和次级绕组被布置为使得由初级绕组生成的磁场的一部分耦合到次级绕组以建立磁耦合反馈回路，该方法还包括：
7.如权利要求6所述的方法，其中磁耦合反馈回路的回路增益基本上独立于负载布置的阻抗并且至少部分地由变压器的耦合因子和匝数比定义。
8.一种系统，包括：
9.如权利要求8所述的系统，其中包络检测信号具有与输出信号的
10.如权利要求8所述的系统，其中放大器包括具有栅极端子的晶体管并且其中变压器包括耦合到放大器的输出端的初级绕组和耦合到栅极端子的次级绕组，次级绕组从包络检测器接收与包络检测信号对应的电压，以便设置栅极端子处的电压并由此基于包络检测信号改变偏置电流。
11.如权利要求8所述的系统，其中包络检测器包括：
12.如权利要求8所述的系统，其中变压器配置有所选择的耦合因子和匝数比，其中磁耦合反馈回路的回路增益由所选择的耦合因子和匝数比设置。
13.如权利要求8所述的系统，其中变压器具有与放大器的输出端串联的初级绕组和耦合到放大器的输入端的次级绕组，其中初级绕组和次级绕组被布置为使得由初级绕组生成的磁场的一部分耦合到次级绕组以建立磁耦合反馈回路，该系统还包括耦合到初级绕组的负载布置。
14.如权利要求13所述的系统，其中磁耦合反馈回路的回路增益基本上独立于负载布置内包括的负载的阻抗并且至少部分地由变压器的耦合因子和匝数比定义。
15.如权利要求13所述的系统，其中放大器电路被实现为集成电路并且其中初级绕组和次级绕组集成在集成电路的不同金属层中。
16.如权利要求13所述的系统，其中次级绕组的电感(L2)与放大器的输入端与地之间的寄生电容(Cg)一起被选择，使得谐振以等同于期望操作频率的谐振频率(fo)发生。
17.如权利要求16所述的系统，其中fo被表示为：
18.如权利要求13所述的系统，其中负载布置包括连接在初级绕组与负载之间的平衡器。
19.如权利要求18所述的系统，其中初级绕组具有连接到放大器的输出端的第一端和连接到平衡器的第一端的第二端。
20.一种方法，包括：
21.一种系统，包括：
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种方法，包括：
2.如权利要求1所述的方法，其中生成包括：
3.如权利要求1所述的方法，其中包络检测信号具有与输出信号的包络对应的时间变化。
4.如权利要求1所述的方法，其中放大器包括具有栅极端子的晶体管并且其中变压器包括耦合到放大器的输出端的初级绕组和耦合到栅极端子的次级绕组，调整还包括将携带包络检测信号的电压施加到次级绕组以便基于包络检测信号调整偏置电流。
5.如权利要求1所述的方法，还通过选择变压器的耦合因子和匝数比来设置磁耦合反馈回路的回路增益。
6.如权利要求1所述的方法，其中变压器具有与放大器的输出端串联的初级绕组和耦合到放大器的输入端的次级绕组，其中初级绕组和次级绕组被布置为使得由初级绕组生成的磁场的一部分耦合到次级绕组以建立磁耦合反馈回路，该方法还包括：
7.如权利要求6所述的方法，其中磁耦合反馈回路的回路增益基本上独立于负载布置的阻抗并且至少部分地由变压器的耦合因子和匝数比定义。
8.一种系统，包括：
9.如权利要求8所述的系统，其中包络检测信号具有与输出信号的包络对应的时间变化。
10.如权利要求8所述的系统，其中放大器包括具有栅极端子的晶体管并且其中变压器包括耦合到放大器的输出端的初级绕组和耦合到栅极端子的次级绕组，次级绕组从包络检测器接收与包络检测信号对应的电压，以便设置栅极端子处的电压并由此基于包络检测信号改变偏置电流。
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