專利名稱：用于調(diào)節(jié)功率放大器的輸出阻抗的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于通信設(shè)備的發(fā)射機(jī)。本發(fā)明特別地涉及具有其 輸出阻抗是可調(diào)的功率放大器的發(fā)射機(jī)。
背景技術(shù)：
在電氣系統(tǒng)中，當(dāng)負(fù)載和源的阻抗相對于彼此匹配時(shí)，將獲得 負(fù)載和源之間的最大功率傳輸，這最小化了負(fù)載和源之間的反射損 失。在許多電氣設(shè)備中，源是功率放大器而負(fù)載可以例如是天線或 線路變壓器。例如，在移動(dòng)通信設(shè)備中，天線阻抗隨頻率和外部環(huán) 境顯著地變化，造成天線和饋送天線的功率放大器之間阻抗失配。 具有對天線阻抗影響的外部環(huán)境的例子是鄰近于天線的用戶的手指 的位置，即，"手指效應(yīng)，，。在移動(dòng)通信設(shè)備中，天線阻抗可在大的范圍上變化，其特征在于電壓駐波比(VSWR)達(dá)到10:1。對于 發(fā)射機(jī)的功率放大器，阻抗失配對功率損失、最大可實(shí)現(xiàn)輸出功率 和線性度具有不利的影響。阻抗失配也可改變雙工濾波器的頻率響 應(yīng)，因?yàn)楦咂焚|(zhì)值(高Q)濾波器對其負(fù)載和電源阻抗的改變很敏 感。由于上述原因，需要源和負(fù)載之間的阻抗匹配。圖1表示出在示例性的應(yīng)用環(huán)境中根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的阻抗匹配系 統(tǒng)。在圖1中示出的設(shè)置具有發(fā)射機(jī)/接收機(jī)前端111、可調(diào)阻抗匹 配系統(tǒng)110和天線101。發(fā)射機(jī)/接收機(jī)前端111具有發(fā)射機(jī)(TX) 功率放大器102、接收機(jī)(RX)放大器103和雙工濾波器104?？?調(diào)阻抗匹配系統(tǒng)具有測量電3各105、可調(diào)阻抗匹配電^各106和控制器 107。測量電^各105測量天線阻抗，即，在節(jié)點(diǎn)108和針對天線101 的信號地線之間，見察到的阻抗。在測量期間，阻抗匹配電路106不 得不被旁路或當(dāng)使用測量的阻抗值時(shí)必須由后處理補(bǔ)償其對測量的阻抗值的影響?；跍y量的阻抗值，控制器107將可調(diào)阻抗匹配電路106的可調(diào)電路組件配置到這樣的位置，使得在節(jié)點(diǎn)109和針對 可調(diào)阻抗匹配系統(tǒng)110的信號地線之間觀察到期望的阻抗水平。在圖1中示出的系統(tǒng)的阻抗匹配的要求是使得在匹配頻率處， 針對阻抗匹配系統(tǒng)110,在節(jié)點(diǎn)109處觀察到的阻抗是針對發(fā)射才幾/ 接收機(jī)前端111在節(jié)點(diǎn)109處觀察到的阻抗的復(fù)共軛。更為概括地 說，兩個(gè)互連電氣系統(tǒng)之間的阻抗匹配可由如下要求表示，針對第 一電氣系統(tǒng)的阻抗必須是針對第二電氣系統(tǒng)的阻抗的復(fù)共軛。在實(shí) 際的系統(tǒng)中，阻抗不需要是，并且在一般情況下，它們也不可能是 相對于4皮此的精確復(fù)共軛，而是電氣系統(tǒng)之間的阻抗失配低于可4妄 受的限度就足夠了。在該文檔的剩余部分，基本上彼此共軛阻抗的 要求被稱為"阻抗匹配條件"?？烧{(diào)阻抗匹配電路106的示例電路拓樸是在圖2中示出的級聯(lián)L 拓樸。另外，在圖2中表示出不屬于可調(diào)阻抗匹配電路210的源220 (例如移動(dòng)通信設(shè)備的發(fā)射才幾/接收機(jī)前端)以及負(fù)載221 (例如移 動(dòng)通信設(shè)備的天線)。阻抗Zs201代表源220的阻抗，阻抗ZL207 代表負(fù)載221的阻抗，并且理想的電壓源e一s202代表由源220所生 成的電壓。可調(diào)阻抗匹配電路210包括固定值電感器205、 206和可 變值電容器203、 204?？勺冎惦娙萜骺梢杂砷_關(guān)組件來實(shí)現(xiàn)，從而 固定值電容器的電連接可在一個(gè)或多個(gè)開關(guān)的幫助下改變，該一個(gè) 或多個(gè)開關(guān)可以例如是FET-開關(guān)(場效應(yīng)晶體管)，或可變電容器 可以是微電子機(jī)械(MEMS)電容器，如在US 6,670,864中所述， 將其作為參考并入在此?？勺冎惦娙萜饕部梢允浅掷m(xù)地可變(變?nèi)荻壒?。如從圖2中可見，可調(diào)阻抗匹配電路210的拓樸是相當(dāng)?shù)膹?fù)雜。 原因在于事實(shí)上可調(diào)阻抗匹配電3各210必須能夠匹配在兩個(gè)互連的 電氣系統(tǒng)邊界上的阻抗的實(shí)部和虛部兩者。換句話說，可調(diào)阻抗匹 配電路210必須提供足夠的自由度。在圖2中，阻抗匹配意味著針 對可調(diào)阻抗匹配電路210從節(jié)點(diǎn)209看到的阻抗Zl 212是源阻抗Zs201的復(fù)共扼，即，Zl=Zs*。通過要求阻抗Zl和Zs的實(shí)部相等而 虛部相對于彼此是相反的，我們得到兩個(gè)獨(dú)立的等式，其中可調(diào)電 容器203、 204的電容值Cl和C2是獨(dú)立的變量。所述電容值Cl和 C2可以從所述等式解得。然而，解出Cl和C2的值所需的數(shù)學(xué)操作 是相當(dāng)?shù)膹?fù)雜。所需的數(shù)學(xué)操作的復(fù)雜度由下面對應(yīng)于其中假設(shè)源 阻抗Zs201是實(shí)數(shù)值的簡化情況的等式來示出。用于Cl和C2的等 式是仏[D1 + D2圳并且<formula>formula see original document page 8</formula>
其中①是271 x執(zhí)行阻抗匹配時(shí)的頻率，并且RL和XL是在該頻率 處的負(fù)載阻抗ZL 207的實(shí)部和虛部。當(dāng)從等式(1 )和(2)獲得的 值Cl和C2被賦予電容器203和204時(shí)，在節(jié)點(diǎn)209和針對阻抗匹 配電路210的信號地線之間觀察到的阻抗212具有與阻抗201相同 的值，即，Z"Zs (假設(shè)Zs是實(shí)數(shù)，即，Zs=Zs*)。自適應(yīng)阻抗匹配電路的復(fù)雜拓樸意味著相對高數(shù)量的組件，例 如電感器和電容器。每個(gè)組件意味著成本、空間需求和功率損耗。8常常，至少電感器必須被實(shí)現(xiàn)為離散組件意味著在生產(chǎn)線中將組裝 的組件數(shù)目的增加。與阻抗匹配關(guān)聯(lián)的數(shù)學(xué)#:作的復(fù)雜度是棘手的 問題，尤其當(dāng)旨在具有短的中間時(shí)段的連續(xù)的時(shí)刻來執(zhí)行阻抗匹配, 從而能夠跟隨變化的情況時(shí)，變化的情況例如移動(dòng)通信設(shè)備的天線 的阻抗的瞬時(shí)變化。數(shù)學(xué)所需的處理能力意味著成本、對空間的需 要和對功率的需要。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種具有其輸出阻抗可與負(fù)載阻抗匹 配的功率放大器的發(fā)射機(jī)，從而消除或減小與現(xiàn)有技術(shù)關(guān)聯(lián)的限制 和缺陷。另外，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種具有其輸出阻抗可與 負(fù)載阻抗匹配的功率放大器的移動(dòng)通信設(shè)備，從而消除或減小與現(xiàn) 有技術(shù)關(guān)聯(lián)的限制和缺陷。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供可用于例如 移動(dòng)通信設(shè)備中的一組集成電路(芯片組)，從而消除或減小與現(xiàn) 有技術(shù)關(guān)聯(lián)的限制和缺陷。另外，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種用 于將功率放大器的輸出阻抗與負(fù)載阻抗匹配的方法，從而消除或減小與現(xiàn)有技術(shù)關(guān)聯(lián)的限制和缺陷。以一種解決方案來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，在該解決方案中，通過 調(diào)節(jié)功率放大器的輸出級晶體管的工作點(diǎn)，或在例如推挽功率放大器的雙側(cè)功率放大器的情況下的輸出級晶體管，來將功率放大器的輸出阻抗的實(shí)部與負(fù)載阻抗的實(shí)部匹配。相比較于現(xiàn)有技術(shù)的解決方案，本發(fā)明產(chǎn)生了適當(dāng)?shù)膬?yōu)勢-不需要應(yīng)用中的單獨(dú)的阻抗匹配電路，其中通過僅將功率放大器的 輸出阻抗的實(shí)部與負(fù)載阻抗的實(shí)部進(jìn)4亍匹配可獲得阻抗匹配的足夠品質(zhì)。-相比較于能夠匹配實(shí)部和虛部兩者的阻抗匹配電路，用于^f又將功率 放大器的輸出阻抗的虛部與負(fù)載阻抗的虛部進(jìn)行匹配的阻抗匹配電 路明顯更簡單。-減小與阻抗匹配關(guān)聯(lián)的數(shù)學(xué)操作的復(fù)雜度。-由于上述的優(yōu)勢，包括其輸出阻抗與負(fù)載阻抗匹配的功率放大器的 系統(tǒng)的功率損失、所需空間和成本被減小。根據(jù)本發(fā)明， 一種用于通信設(shè)備的發(fā)射機(jī)，其特征在于所述發(fā)射才幾包括-功率放大器，其具有耦合在功率放大器的信號輸入接口和功率放大 器的信號輸出接口之間的至少 一 個(gè)輸出級晶體管， -控制裝置，被設(shè)置成調(diào)節(jié)輸出級晶體管的工作點(diǎn)，以優(yōu)化在功率放 大器的輸出阻抗和負(fù)載所述功率放大器的信號輸出接口的阻抗之間的阻:抗匹配，以及-可控增益單元，其設(shè)置成基本上補(bǔ)償由于輸出級晶體管的工作點(diǎn)的 改變造成的輸出級晶體管的增益的變化。根據(jù)本發(fā)明的一種移動(dòng)通信設(shè)備，其特征在于其包括 -功率放大器，其具有耦合在功率放大器的信號輸入接口和功率放大 器的信號輸出接口之間的至少 一個(gè)輸出級晶體管， -控制裝置，被設(shè)置成調(diào)節(jié)輸出級晶體管的工作,泉以優(yōu)化在功率放大 器的輸出阻抗和負(fù)載所述功率放大器的信號輸出接口的阻抗之間的 阻#元匹配，以及-可控增益單元，其設(shè)置成基本上補(bǔ)償由于輸出級晶體管的工作點(diǎn)的 改變造成的輸出級晶體管的增益的變化。-根據(jù)本發(fā)明， 一組用于構(gòu)建發(fā)射機(jī)的集成電路，其特征在于該組集成電^各在一個(gè)或多個(gè)集成電^^中包括下面的元件-功率放大器，其具有耦合在功率放大器的信號輸入接口和功率放大器的信號輸出接口之間的至少 一 個(gè)輸出級晶體管，-控制裝置，被設(shè)置成調(diào)節(jié)輸出級晶體管的工作點(diǎn)，以優(yōu)化在功率放大器的輸出阻抗和負(fù)載所述功率放大器的信號輸出接口的阻抗之間的阻抗匹配，以及-可控增益單元，其設(shè)置成基本上補(bǔ)償由于輸出級晶體管的工作點(diǎn)的 改變造成的輸出級晶體管的增益的變化。根據(jù)本發(fā)明， 一種用于將功率放大器的輸出阻抗與負(fù)載所述功率放大器的信號輸出接口的阻抗進(jìn)行匹配的方法，其特征在于其包括-調(diào)節(jié)功率放大器的輸出級晶體管的工作點(diǎn)，以優(yōu)化在功率放大器的 輸出阻抗和負(fù)載所述功率放大器的信號輸出接口的阻抗之間的阻抗匹酉己，以及-通過調(diào)節(jié)功率放大器的輸入信號的功率來至少部分地補(bǔ)償由于輸出 級晶體管的工作點(diǎn)的改變造成的輸出級晶體管的增益的變化。 下面描述本發(fā)明的各種有利實(shí)施方式的特征。附權(quán)利要求的實(shí)用性進(jìn)行限制。在本文檔中使用的動(dòng)詞"包括"作 為開放式的限定，其不排除未提及的特征的存在。在從屬權(quán)利要求 中記載的特征可4皮此自由地組合，除非明確地指出。


下面將參考例子示出的優(yōu)選實(shí)施方式和參考附圖來更為詳細(xì)地 解釋本發(fā)明及其其他優(yōu)勢，附圖中圖1示出在示例性應(yīng)用環(huán)境中才艮據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的阻抗匹配系統(tǒng)； 樸；5 、' … - 、圖3a、 3b、 3c和3d示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的發(fā)射才幾；圖4a和4b示出根據(jù)本發(fā)明的用于功率放大器的雙極輸出級晶體管和用于功率放大器的F E T型輸出級晶體管的線性化模型；圖5示出根據(jù)本發(fā)明的功率放大器的輸出級晶體管的原理性特性曲線；圖6示出根據(jù)本發(fā)明的 一 個(gè)實(shí)施方式的具有推挽型功率放大器 的發(fā)射機(jī)；射機(jī)；圖8a和8b示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的可用于發(fā)射機(jī)中的可調(diào)電抗元件的例子；圖9示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的移動(dòng)通信設(shè)備；圖10示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的一組集成電路的例子；以及圖11示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的用于將功率放大器的輸 出阻抗與負(fù)載的阻抗進(jìn)行匹配的方法的流程圖。
具體實(shí)施方式
已經(jīng)在現(xiàn)有技術(shù)的描述中解釋了圖1和圖2。圖3a示出才艮據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的發(fā)射才幾。在該實(shí)施方式 中，發(fā)射機(jī)的功率放大器300具有單端輸出級，該單端輸出級具有 一個(gè)雙極輸出級晶體管301。塊350代表負(fù)載功率放大器300的發(fā)射 機(jī)的部件。塊350可包括例如雙工器、天線前端和天線。塊350耦 合到功率放大器300的信號輸出接口 311。功率放大器在信號輸入接 口 310處接收輸入信號。信號輸入接口 310經(jīng)由dc-去耦電容器304 耦合到輸出級晶體管301的基極320?；鶚O也饋入有部分地確定輸出 級晶體管301的工作點(diǎn)的dc-電流ibO。輸出級晶體管的工作點(diǎn)也通 過經(jīng)由ac-去耦電感器302耦合到輸出級晶體管的集電極321的電源 dc-電壓Vdd來確定。輸出級晶體管的發(fā)射極322連接到信號地線。 在本文檔的延續(xù)部分，dc-電流ibO稱為工作點(diǎn)基極電流，并且基本 上等于電源dc-電壓Vdd的集電極-發(fā)射極電壓Uce的dc-分量^^皮稱為 工作點(diǎn)集電極-發(fā)射極電壓UceO。如果在信號輸入接口 310沒有4妄收 到輸入信號，則基極電流ib等于工作點(diǎn)基極電流ibO,并且集電極-發(fā)射極電壓Uce等于工作點(diǎn)集電極-發(fā)射極電壓UceO。當(dāng)接收到輸入 信號時(shí)，根據(jù)RF輸入信號的值，輸出級晶體管301的工作狀態(tài)偏離 于工作點(diǎn)。輸出級晶體管的集電極321經(jīng)由dc-去耦電容器305和經(jīng)由傳感 器裝置306耦合到信號輸出接口 311。傳感器裝置被設(shè)置成檢測功率 放大器的輸出阻抗Zout和耦合到信號輸出接口 311的塊350的輸入阻抗ZL之間的阻抗失配。傳感器裝置306可以是能夠檢測阻抗失配 的任意設(shè)置，例如，定向開關(guān)，其能夠?qū)⑨槍K350流動(dòng)的信號與 由于輸出阻抗Zout和輸入阻抗ZL之間的失配造成的在信號輸出接 口 311處反射回的信號分離。指示可能的阻抗失配的結(jié)果334被饋 入控制裝置307,該控制裝置307被設(shè)置成通過調(diào)節(jié)輸出級晶體管 301的工作點(diǎn)來優(yōu)化在功率放大器的輸出阻抗Zout和輸入阻抗ZL 之間的阻抗匹配。在本實(shí)施方式中，由傳感器裝置306遞送的結(jié)果 334構(gòu)成控制裝置307優(yōu)化阻抗匹配所根據(jù)的信息?？刂蒲b置307 包4舌控制單元308和可控電壓源303?？涉针妷涸?03生成電源dc-電壓Vdd,即，工作點(diǎn)集電極-發(fā)射極電壓UceO。通過調(diào)整電源dc-電壓Vdd的值，輸出級晶體管的工作點(diǎn)被調(diào)節(jié)，從而輸出阻抗Zout 和輸入阻抗ZL之間的阻抗匹配被優(yōu)化。對應(yīng)于最優(yōu)阻抗匹配的工作 點(diǎn)是其中在信號輸出接口 311處反射回并且以例如定向開關(guān)檢測到 的信號的功率具有與流向塊350的信號成比例的最小值的工作點(diǎn)。 可控電壓源303可以實(shí)現(xiàn)為例如開關(guān)才莫式電源單元。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式，通過調(diào)節(jié)功率放大器300的電源 電流i—s的dc-分量，即，集電極電流ic的dc-分量，輸出級晶體管 301的工作點(diǎn)被調(diào)節(jié)。然而，事實(shí)上，通過調(diào)節(jié)電源電流的dc-分量 來調(diào)節(jié)工作點(diǎn)比通過調(diào)節(jié)電源dc-電壓Vdd來調(diào)節(jié)工作點(diǎn)更為復(fù)雜， 因?yàn)榧姌O電流ic的dc-分量的相對小的改變將造成工作點(diǎn)集電極-發(fā)射極電壓的相對大的改變?？衫缋孟旅婊谧枘岫ㄏ虿檎曳椒ǖ乃惴▉聿檎以撟顑?yōu)工 作點(diǎn)-算法的開始當(dāng)電源dc-電壓具有其起始值Vdd時(shí)，測量阻抗 失配，—階段1:當(dāng)電源dc-電壓二Vdd+AU時(shí)以及當(dāng)電源dc-電壓二Vdd- AU時(shí)，測量阻抗失配，-階段2:將電源dc-電壓設(shè)置成從來自給出最佳阻抗匹配的組 {ydd, Vdd +AU, Vdd — AU:}的 <直，-階段3:如下確定定向查找步長S:—如果新的Vdd-前一 Vdd+AU，則令S-AU'-如果新的Vdd二前一 Vdd-AU,則令S--AU,-如果Vdd沒有改變并且AU大于預(yù)定的限度(AU>s:)，則進(jìn)入到 階段l,其中新的AU此前一使用的AU:更小(阻尼)。-如果Vdd沒有改變，但AU不大于預(yù)定的限度，則最優(yōu)電源dc-電壓是通行的Vdd并且查找已經(jīng)完成，即，算法結(jié)束。-階段4:以S更新電源dc-電壓(新的Vdd二前一 Vdd+S )并且 只要阻抗匹配變得更好，則重復(fù)地測量阻抗失配，-階段5:如果AU大于預(yù)定的限度(AU^),則進(jìn)入到階段l,其'中新的AU小于前一使用的AU，但如果AU不大于預(yù)定的限度，則最優(yōu) 電源dc-電壓是通行的Vdd并且查找已經(jīng)完成，即，算法結(jié)束。當(dāng)輸出級晶體管301的工作點(diǎn)被改變時(shí)，輸出級晶體管301的 增益也被改變，導(dǎo)致功率放大器的輸出功率的改變。在許多情況下， 根據(jù)本發(fā)明，輸出功率的改變是阻抗匹配的有害副作用。因此，由 于阻抗匹配，輸出級晶體管301的增益的改變將必須被補(bǔ)償。利用 可控增益單元313來執(zhí)行補(bǔ)償。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，補(bǔ)償 可以在發(fā)射機(jī)的各種位置中執(zhí)行。例如，在移動(dòng)通信設(shè)備中使用的 發(fā)射機(jī)中，可能以補(bǔ)償增益來放大或衰減基帶信號，即，在上調(diào)制 之前。在該情形下，補(bǔ)償不必能夠處理高頻RF信號。在根據(jù)本發(fā)明 的一個(gè)實(shí)施方式的某些移動(dòng)通信設(shè)備中，基帶信號在數(shù)字形式中也 可用。在這種情形下，可以通過數(shù)字信號處理裝置來執(zhí)行補(bǔ)償。以 這樣的方式來控制可控增益單元，當(dāng)輸出級晶體管301的工作點(diǎn)被 改變時(shí)，由功率放大器300饋入塊350的輸出功率被基本被保持在 其參考值P—ref。在本文檔中，輸出功率的參考值P—ref被假設(shè)為發(fā) 射機(jī)的外部給定控制參數(shù)。可例如通過使用定向開關(guān)來測量輸出功 率。在許多情形中，用于檢測阻抗失配的傳感器裝置306也可用于 為可控增益單元313提供控制信息?？煽卦鲆鎲卧?13可以是例如 可變增益放大器(VGA)?？刂瓶煽卦鲆鎲卧?13的設(shè)備可以被集成進(jìn)控制單元308。可控增益單元313可以例如通過下面的算法來控 制-開始算法如果輸出級晶體管的工作點(diǎn)已經(jīng)被改變，則進(jìn)入到 步驟1，-步驟l:測量輸出RF-功率二P-巾eas， -步驟2:計(jì)算差值A(chǔ):P—meas-P一ref'-步驟3:如果A《-s,則增加可控增益單元的增益并且進(jìn)入到步 驟l，如果A〉s,則減小可控增益單元的增益并且進(jìn)入到步驟1，如 果-s<A<s,則結(jié)束算法，其中&>0)是預(yù)定的限度。在工作點(diǎn)的每次改變后，優(yōu)選地但并非必需的執(zhí)行用于控制可 控增益單元313的算法。如上所述，可控增益單元313可以位于發(fā)射機(jī)的不同位置。塊 312代表在可控增益單元313之前執(zhí)行信號處理的發(fā)射機(jī)的部件并 且塊314代表在可控增益單元313和功率放大器的信號輸入接口 310 之間執(zhí)行信號處理的發(fā)射機(jī)的部件。信號315代表將要被發(fā)送的信 息。例如，如果針對模擬基帶信號執(zhí)行補(bǔ)償，則塊314可包括上調(diào) 制器。如果輸入信號315是數(shù)字形式，則塊312包括數(shù)模轉(zhuǎn)換器。 作為另一例子，補(bǔ)償可以在功率放大器的信號輸入接口 310處執(zhí)行。 在該種情形下，可控增益單元313的輸出信號316被直接耦合到功 率放大器的信號輸入接口 310?？刂茊卧?08可以通過可編程處理器加上軟件產(chǎn)品來實(shí)現(xiàn)，其 中軟件產(chǎn)品存儲在可讀介質(zhì)上以便由處理器來執(zhí)行，軟件產(chǎn)品包括 用于執(zhí)行上述數(shù)學(xué)操作的軟件裝置。作為另一種選擇，可以通過一 個(gè)或多個(gè)專用電^各來實(shí)現(xiàn)控制單元，該專用電鴻4皮i殳計(jì)成^l行上述 的操作。在該情形下，邏輯端口和電路的其他元件之間的電連接形 成控制操作的智能。專用電路例如可以是專用集成電路(ASIC)。 控制單元也可以通過一個(gè)或多個(gè)現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)組件來 實(shí)現(xiàn)。在FPGA組件操作前利用配置軟件配置FPGA組件以仿真專 用電路。另外，控制單元可以是混合結(jié)構(gòu)，其包括來自下面列表的至少兩個(gè)可編程處理器加相應(yīng)的軟件產(chǎn)品、專用電路、現(xiàn)場可編 程門陣列組件加合適的配置軟件。圖3b示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的發(fā)射機(jī)。在本發(fā)明的該 實(shí)施方式中，生成用于功率放大器360的電源dc-電壓Vdd的可控電 壓源是開關(guān)模式電源單元362。開關(guān)模式電源單元362包括控制元件 363、開關(guān)元件364、 dc-電壓源365、濾波器電感器366、濾波器電 容器367和續(xù)流二極管368?？刂圃?63接收來自控制單元369 的集電極-發(fā)射極工作點(diǎn)電壓UceOref的期望值，該控制單元369對應(yīng)于圖3a中示出的實(shí)施方式中的控制單元308?？刂圃?63控制開 關(guān)元件364，從而開關(guān)模式電源單元362的輸出電壓Vdd等于期望 的集電極-發(fā)射極工作點(diǎn)電壓UceOref.。圖3c示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的發(fā)射機(jī)?？刂蒲b置384 被設(shè)置成通過調(diào)節(jié)輸出級晶體管381的工作點(diǎn)來優(yōu)化在功率放大器 380的輸出阻抗Zout和負(fù)載功率放大器380的發(fā)射機(jī)的部件387的輸 入阻抗ZL之間的阻抗匹配。控制裝置包括可控電壓源386,其生成 電源dc-電壓Vdd;和功能元件385,通過其獲得工作點(diǎn)集電極-發(fā)射 極電壓UceOref的期望值。用于功能元件385的輸入由一個(gè)或多個(gè)量值 F—rfin構(gòu)成，F(xiàn)—rfin包含關(guān)于由在功率放大器的信號輸入接口處接收 到的輸入信號所占用的頻帶的信息。在后續(xù)中，關(guān)于頻帶的信息 F一rfin稱為頻帶信息。例如，F(xiàn)—rfin可以是頻帶的中心頻率的值。在 本發(fā)明的該實(shí)施方式中，頻帶信息F一rfm構(gòu)成控制裝置384優(yōu)化阻 抗匹配所根據(jù)的信息。頻帶信息F—rfin在控制輸入接口 383處被接 收。控制裝置384的操作是基于事實(shí)頻帶信息在許多應(yīng)用中令人 滿意地表征了輸入阻抗ZL,例如以中心頻率的值來具有某種準(zhǔn)確度 的表征移動(dòng)通信設(shè)備的天線阻抗。因此，可以構(gòu)建這樣的函數(shù)，其 針對例如中心頻率的給定值來返回合適的工作點(diǎn)集電極-發(fā)射極電壓 值。也可以構(gòu)建具有多于一個(gè)自變量(例如中心頻率和頻帶的寬度) 的函數(shù)。該函數(shù)的直接實(shí)現(xiàn)是查找表和具有可調(diào)參數(shù)的數(shù)學(xué)等式。 這種控制裝置的固有限制是事實(shí)阻抗匹配不能跟隨由外部影響(例如，結(jié)合移動(dòng)電話的"手指效應(yīng)")所造成的輸入阻抗ZL的此類改變。圖3d示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的發(fā)射機(jī)?？刂蒲b置392 優(yōu)化阻抗匹配所根據(jù)的信息通過由傳感器裝置395從功率放大器 3 90的輸出信號所測量的頻帶信息F—rfin和得到的P—RF兩者來表示。這 種設(shè)置實(shí)現(xiàn)了粗略/精確阻抗匹配。粗略匹配基于頻帶信息F-rfin并且 精確匹配基于得到的P-RF。得到的P一RF代表經(jīng)由功率放大器的信號輸出接口 396遞送的功率放大器390的輸出功率。控制單元393測 量由可控電壓源394所提供的電源Ps。電源是Ps-VdcT i—s,其中vdd 是電源dc-電壓，即操作點(diǎn)集電極-發(fā)射極電壓，并且Ls是由可控電 壓源394所提供的電流。當(dāng)功率放大器390的輸出阻抗Zout與負(fù)載功率放大器390的部件397的輸入阻抗ZL匹配時(shí)，輸出功率與電源的 比值(P-RF/Ps)被最大化。因此，比值P—RF/Ps可以被用作一種準(zhǔn)則，沖艮據(jù)該準(zhǔn)則，可針對輸出級晶體管391來查找最優(yōu)工作點(diǎn)?？衫缡?用結(jié)合圖3a中示出的本發(fā)明的實(shí)施方式所述的阻尼定向查找方法來 查找最優(yōu)工作點(diǎn)。例如可以通過結(jié)合在此作為參考的US 6,289,205 中所述的 一 種設(shè)置來測量輸出功率P-RF 。測量的輸出功率P一RF也可以用作用于可控增益單元398的控制信息。以這樣一種方式來控制 可控增益單元398,使得當(dāng)輸出級晶體管391的操作點(diǎn)被改變時(shí)，所 測量的輸出功率P-RF被基本保持在其參考值P一ref'。下面借助于圖4a、 4b和5來圖示出根據(jù)本發(fā)明的用于通過調(diào)節(jié) 輸出級晶體管的工作點(diǎn)來調(diào)節(jié)功率放大器的輸出阻抗的實(shí)部的原 理。圖4a表示用于雙極性輸出級晶體管的線性化模型。在該模型中， 基極420和發(fā)射極421之間的電壓Ube表述為Ube = Ube0 + Rb * (ib - ib0)，其中UbeO是工作點(diǎn)中的基才及和發(fā)射極之間的電壓404 (工作點(diǎn) 基極-發(fā)射極電壓)，ib是基極電流(圖3a中的ib) , ib0是工作點(diǎn) 基極電流411 (圖3a中的ib0),并且Rb是在工作點(diǎn)中所估計(jì)的動(dòng) 態(tài)電阻403,即，工作點(diǎn)中 —5ib ，即，ib=ib0。流入輸出級晶體管的集電極422的集電極電流ic(圖3a中的ic) 可以表達(dá)成ic - ic0 +々* (ib - ib0) + (Uce - UceO) / Rc，其中ic0是工作點(diǎn)中的集電極電流407,電流源408的系數(shù)A是 在工作點(diǎn)中估計(jì)的輸出級晶體管的電流放大系數(shù)，即， B-生工作點(diǎn)中 3ib, 即，Jb-ibO,Uce是集電極-發(fā)射極電壓，UceO是工作點(diǎn)集電極-發(fā)射極電壓 409，并且Rc是在工作點(diǎn)中所估計(jì)的動(dòng)態(tài)電阻410,即，工作點(diǎn)中 3ic / 3Uce ， 即，Uce = UceO 。從圖4a，我們可以看出圖3a和3b中輸出級晶體管的輸出阻抗 的實(shí)部是Rc。圖4b表示出用于FET型輸出級晶體管的相應(yīng)模型。在功率放大 器中，輸入信號遞送到柵極450 (對應(yīng)于基極)、源極451 (對應(yīng)于 發(fā)射極)被連接到信號地線，并且輸出信號取自于漏極452 (對應(yīng)于 集電極)。從圖4a我們可以看出FET型輸出級晶體管的輸出阻抗的 實(shí)部是Rd，其是在工作點(diǎn)中估計(jì)的動(dòng)態(tài)電阻438,即， R" 1在工作點(diǎn)中 aid'aUds , 即Uds = Uds0，其中id是漏極電流，Uds是漏-源電壓，并且UdsO是工作點(diǎn)漏一 源電壓439。在圖4b中，電源idO是工作點(diǎn)中的漏才及電流440并且a 是工作點(diǎn)中電壓對電流[A/V]放大系數(shù)(跨導(dǎo)441)。在圖4a和4b中示出的模型在某種程度上被簡化，即，所有的能 量存儲元件已纟皮省略，像結(jié)電容和分布電容和分布電感。圖5表示功率放大器的輸出級晶體管的原理特性曲線。在雙極 性晶體管的情形下，該圖表示出作為基極電流ib和集電極-發(fā)射極電 壓Uce的函數(shù)的集電極電流ic。分別以對應(yīng)于基才及電流的三個(gè)不同 值(ib-ib1'ib-ib2, ib-ib3)的三條曲線501、502和503來圖示出該函數(shù)。在FET型晶體管的情形下，該圖示出作為柵-源電壓Ugs和漏-源電壓Uds的函凄t的漏電流id。三個(gè)曲線501、 502和503分別對應(yīng)于4冊 -源電壓的三個(gè)不同值(Ugs-Ugs1， Ugs = Ugs2, Ugs-Ugs3)'在圖5的括號中示出對應(yīng)于FET型晶體管的量值。從圖5中我們可以看出當(dāng)集電極-發(fā)射極(漏-源)電壓被增加時(shí)， 曲線501、 502和503的斜率Aic,AUce(Aid叢Ugs)減小。例如，在點(diǎn)507 處對應(yīng)于工作點(diǎn)集電極-發(fā)射極電壓UceOb (漏-源電壓UdsOb)的斜 率值小于在點(diǎn)506處對應(yīng)于工作點(diǎn)集電極-發(fā)射極電壓UceOa (漏-源 電壓UdsOa)的斜率值。這意味著當(dāng)工作點(diǎn)集電極-發(fā)射極電壓(漏國 源電壓)增加時(shí)，輸出阻抗的實(shí)部，即，斜率AUce/Aic (AUgs/Aid)的倒數(shù)增加。在適于移動(dòng)通信設(shè)備的功率放大器的晶體管中，輸出阻抗的實(shí)部R近似于直接與工作點(diǎn)集電極-發(fā)射極電壓(漏-源電壓)的平方 成比例，即，R Uce02 (R ~ Uds02),。用于輸出阻抗的實(shí)部R的最佳值 Ropt是R叩t - UCe02/2PO (R叩t - UdS02/2PO),其中Po是功率放大器的輸出功率。圖6表示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的發(fā)射機(jī)，該發(fā)射機(jī)包 括具有推挽型輸出級的功率放大器600。在該實(shí)施方式中，在信號輸 出接口，端子610和611處針對功率放大器看到的功率放大器的輸 出阻抗Zout是輸出級晶體管601和602的輸出阻抗的串聯(lián)連接。發(fā) 射機(jī)包括傳感器裝置603,其可以例如是定向開關(guān)或結(jié)合在圖3d中 示出的本發(fā)明的實(shí)施方式所描述的一種設(shè)置。測量結(jié)果621 :帔饋入 控制裝置604，該控制裝置604被設(shè)置成通過調(diào)節(jié)輸出級晶體管601 和602的工作點(diǎn)來優(yōu)化在功率放大器的輸出阻抗Zout和連接到功率 放大器的信號輸出接口的部件660的輸入阻抗ZL之間的阻抗匹配。 在本實(shí)施方式中，測量結(jié)果621或頻帶信息F-""^或二者構(gòu)成控制裝 置604優(yōu)化阻抗匹配所根據(jù)的信息。控制裝置604包括控制單元605 和可控電壓源606?？煽仉妷涸?06生成電源dc-電壓Vdd,即，確 定工作點(diǎn)集電極-發(fā)射極電壓。可控電壓源606可以是例如開關(guān)才莫式 電源單元。電源dc-電壓Vdd經(jīng)由ac-去耦電感器607和608耦合到輸出級晶體管601和603的集電^f及。通過調(diào)節(jié)電源dc-電壓Vdd的值來調(diào)節(jié)輸出級晶體管的工作點(diǎn)， 從而輸出阻抗Zout和輸入阻抗ZL之間的阻抗匹配被優(yōu)化。對應(yīng)于 最佳阻抗匹配的工作點(diǎn)是這樣的工作點(diǎn)，其中在信號輸出接口反射 回和例如以定向開關(guān)檢測到的信號的功率具有其最小值，該最小值 與流向部件660的信號成比例?？衫缡褂媒Y(jié)合圖3a中示出的本發(fā) 明的實(shí)施方式所述的阻尼定向查找方法來查找最優(yōu)工作點(diǎn)?？煽卦?益單元612補(bǔ)償由輸出級晶體管的工作點(diǎn)的改變造成的輸出級晶體 管601和602的增益的改變。圖7a示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的發(fā)射機(jī)。在本發(fā)明的該 實(shí)施方式中，功率放大器700的輸出級晶體管701是FET型晶體管。 工作點(diǎn)柵-源電壓Ugs0經(jīng)由ac-去耦電感器704耦合到輸出級晶體管 701的柵極。功率放大器700在信號輸入接口 705接收輸入信號。發(fā) 射機(jī)包括傳感器裝置706，該傳感器裝置706可以是例如定向開關(guān)或 結(jié)合圖3d中所示的本發(fā)明的實(shí)施方式所述的一種設(shè)置。在本發(fā)明的 該實(shí)施方式中，功率放大器的輸出阻抗Zout和負(fù)載功率放大器的部 件741的輸入阻抗ZL之間的阻抗匹配通過調(diào)節(jié)電源dc-電壓Vdd， 即工作點(diǎn)漏-源電壓，以及通過調(diào)節(jié)耦合在輸出級晶體管701的信號 輸出端和信號地線之間的可調(diào)電抗元件702的值來優(yōu)化。控制裝置 707包括可控電壓源710,其產(chǎn)生電源dc-電壓Vdd;以及控制單元 709,其被設(shè)置用于發(fā)現(xiàn)電源dc-電壓Vdd的最優(yōu)值和可調(diào)電抗元件 702的最優(yōu)值。執(zhí)行優(yōu)化所根據(jù)的信息可以是由傳感器裝置706從功 率放大器的輸出信號所測量的結(jié)果703或頻帶信息F一rfin或二者。 可控增益單元708補(bǔ)償由于輸出級晶體管的工作點(diǎn)的改變所造成的 輸出級晶體管701的增益的改變。優(yōu)化例如可以通過下面的兩步驟的過程來實(shí)施。在第 一 步驟中， 可調(diào)電抗元件的值被保持固定并且通過使用例如結(jié)合圖3a中所示的 實(shí)施方式所描述的阻尼定向查找方法來優(yōu)化電源dc-電壓Vdd,并且 在第二步驟中，電源dc-電壓Vdd被保持在第一步驟中所發(fā)現(xiàn)的值并且針對可調(diào)電抗元件來查找最優(yōu)值。此類的過程基于假設(shè)最優(yōu)電源dc-電壓Vdd和用于可調(diào)電抗元件的最優(yōu)值是彼此獨(dú)立的。如果該假設(shè)不具有充分的正確性，則上述的兩步驟過程可以纟皮重復(fù)期望的次 數(shù)，因此導(dǎo)致迭代處理。圖7b示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的發(fā)射機(jī)。本發(fā)明的該實(shí) 施方式類似于在圖7a中所示出的實(shí)施方式，但可調(diào)電抗元件752是 從輸出級晶體管751到信號輸出接口 753的信號路徑中的串聯(lián)電路 組件，并且輸出級晶體管751是雙極性晶體管。圖8a和圖8b示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的可在功率放大器 中使用的可調(diào)電抗元件的例子。圖8a表示出具有電感器803和三個(gè) 電容器804、 805和806的可調(diào)電抗元件。在端子801和802之間看 見的電抗可以由開關(guān)807-811來調(diào)節(jié)。端子801和802之間的電抗最 大值是①L,其中ro是hx頻率并且L是電感器803的電感值。電抗的 最小值是一"(①(d+C2 + C3))'其中Cl、 C2和C3分別是電容器804、 805和806的電容值。開關(guān)例如可以是FET型晶體管。電容器開關(guān) 組合也可以實(shí)現(xiàn)為微電子機(jī)械(MEMS)電容器。圖8b示出其中端 子821和822之間的電抗可以連續(xù)的方式來進(jìn)行調(diào)節(jié)的可調(diào)電抗元 件。該可調(diào)電抗元件包括電容器二極管823。電容器二極管的電容值 由經(jīng)由ac-去耦電感器824和825耦合到電容器二極管的端子的偏置 dc-電壓836來確定。正電抗值可以電感器827來實(shí)現(xiàn)。圖9示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的移動(dòng)通信設(shè)備。移動(dòng)通 信設(shè)備900的發(fā)射機(jī)950包括功率放大器、控制裝置和根據(jù)上述的 任意實(shí)施方式以及借助于圖3-8所述的傳感器裝置901。利用結(jié)合圖 3c中所示出的實(shí)施方式所述的控制裝置，不需要傳感器裝置來檢測 阻抗失配。功率放大器的信號輸出接口 911經(jīng)由雙工器和天線前端 元件卯2耦合到天線903。因此，雙工器的信號輸入4妄口 913和天線 前端元件902構(gòu)成功率放大器的負(fù)載。塊904代表向功率放大器的 信號輸入接口 912提供RF輸入信號的移動(dòng)通信設(shè)備的所有部件，例 如麥克風(fēng)、模數(shù)轉(zhuǎn)化器、編解碼器、上調(diào)制器等。另外，移動(dòng)通信設(shè)備900包括可控增益單元，其結(jié)合根據(jù)本發(fā)明優(yōu)化在信號輸出接口 911和信號輸入接口 913之間的阻抗匹配來補(bǔ)償由功率放大器的輸出級晶體管的工作點(diǎn)的改變造成的功率放大器的增益的改變。增益補(bǔ)償器可以位于塊904中或其可與功率放大器集成。塊905表示 處理經(jīng)由雙工器和天線前端元件902從天線903接收到的信號的移 動(dòng)通信設(shè)備的所有部件，例如調(diào)制器、解調(diào)器、均衡器、濾波系統(tǒng)， 控制器、揚(yáng)聲器等。移動(dòng)通信設(shè)備900可以例如是移動(dòng)電話。根據(jù)本發(fā)明的一組集成電路包括一個(gè)或多個(gè)集成電路(IC)， 其包括功率放大器，該功率放大器在功率放大器的信號輸入接口和 功率放大器的信號輸出接口之間具有至少一個(gè)輸出級晶體管；控制 裝置，其被設(shè)置成通過調(diào)節(jié)輸出級晶體管的工作點(diǎn)來優(yōu)化在功率放 大器的輸出阻抗和耦合到功率放大器的信號輸出接口的負(fù)載的輸入 阻抗之間的阻抗匹配；以及可控增益單元，其被設(shè)置成基本上補(bǔ)償 由于輸出級晶體管的工作點(diǎn)的改變造成的輸出級晶體管的增益的改 變。在圖10中示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的一組集成電路的例 子。該示例性芯片組包括三個(gè)集成電^各1001、 1002和1003。集成電 路1001包括根據(jù)上述的任意實(shí)施方式和借助于圖3-8所述的功率放 大器1011,集成電路1002包括可控增益單元1012和上調(diào)制器1013, 并且集成電路1003包括根據(jù)上述的任意實(shí)施方式和借助于圖3-8所 述的控制裝置1014。根據(jù)控制裝置的類型，集成電路1001也可包括 傳感器裝置1015。集成電路IOOI、 1002和1003邊界上的信號接口 由黑色圓形表示出并且控制接口由白色方形表示出。根據(jù)該實(shí)施方 式的芯片組的輸入信號是模擬基帶信號1020。利用可控增益單元 1012來調(diào)節(jié)輸入信號1020的功率。利用上調(diào)制器1013,可控增益 單元的輸出信號可以被調(diào)制到更高的頻帶。上調(diào)制器的輸出信號被 饋入功率放大器1011的信號輸入接口。芯片組的輸出信號是功率放 大器的輸出信號?？刂蒲b置1014通過根據(jù)頻帶信息1030或根據(jù)由 傳感器裝置從功率放大器的輸出信號所測量的結(jié)果1031或根據(jù)1030和1031它們二者來調(diào)節(jié)輸出級晶體管的工作點(diǎn)來優(yōu)化在功率 放大器的輸出阻抗和負(fù)載功率放大器的信號輸出接口的阻抗之間的阻抗匹配。控制裝置1014經(jīng)由控制接口 1040來調(diào)節(jié)可控增益單元1012的增益。增益調(diào)節(jié)基于外部給定的功率參考1033以及由傳感器裝置所給出的結(jié)果1031。增益調(diào)節(jié)也可以基于關(guān)于通行的輸出功率的外部給定信息1032和基于外部給定的功率參考1033?？刂蒲b置經(jīng)由控制接口 1041調(diào)節(jié)輸出級晶體管的工作點(diǎn)。應(yīng)該注意到在圖10中示出的示例性集成電路組僅代表將不同的功能元件分配到不同的集成電路的一個(gè)例子。圖11示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的方法的流程圖，該方法 用于將功率放大器的輸出阻抗與負(fù)載功率放大器的信號輸出接口的阻抗進(jìn)行匹配。在階段1101,通過調(diào)節(jié)功率放大器的輸出級晶體管 的工作點(diǎn)來優(yōu)化在功率放大器的輸出阻抗和負(fù)載功率放大器的信號輸出接口的阻抗之間的阻抗匹配?？刹鹏迵?jù)從功率i文大器的輸出RF信 號測量的結(jié)果或根據(jù)頻帶信息或根據(jù)它們二者來執(zhí)行優(yōu)化。測量例 如可以在定向開關(guān)的幫助下執(zhí)行。測量也可以利用結(jié)合圖3d中所示 的本發(fā)明的實(shí)施方式所述的設(shè)置來執(zhí)行。在階段1102,由于輸出級 晶體管的工作點(diǎn)的改變造成的輸出級晶體管的增益的改變通過調(diào)節(jié) 功率放大器的輸入信號的功率而被至少部分地補(bǔ)償。執(zhí)行補(bǔ)償，從 而當(dāng)輸出級晶體管的工作點(diǎn)被改變時(shí)，功率放大器的輸出RP功率可 以被基本上保持在其參考值。例如通過結(jié)合圖3a中示出的本發(fā)明的實(shí)施方式所述的阻尼定向 查找方法可以查找最優(yōu)工作點(diǎn)。方法的階段1101可另外包括優(yōu)化可 調(diào)電抗元件的值，從而提高功率放大器的輸出阻抗和負(fù)載功率放大 器的阻抗之間的阻抗匹配。該處理可以以期望的步幅(pace)周期性 地重復(fù)1105從而跟隨改變的阻抗條件，或處理可以;故終止1103、 1104。本領(lǐng)域技術(shù)人員將清楚意識到本發(fā)明及其實(shí)施方式不限于上述 的例子，而可在獨(dú)立權(quán)利要求的范圍內(nèi)變化。
權(quán)利要求
1.一種用于通信設(shè)備的發(fā)射機(jī)，包括功率放大器，其具有耦合在所述功率放大器的信號輸入接口和所述功率放大器的信號輸出接口之間的至少一個(gè)輸出級晶體管，控制裝置，被設(shè)置成調(diào)節(jié)所述輸出級晶體管的工作點(diǎn)以優(yōu)化在所述功率放大器的輸出阻抗和負(fù)載所述功率放大器的信號輸出接口的阻抗之間的阻抗匹配，以及可控增益單元，其設(shè)置成基本上補(bǔ)償由于所述輸出級晶體管的工作點(diǎn)的改變造成的所述輸出級晶體管的增益的變化。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)射機(jī)，其中所述控制裝置被設(shè)置成 通過調(diào)節(jié)所述功率放大器的電源dc-電壓來調(diào)節(jié)所述輸出級晶體管 的工作點(diǎn)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)射機(jī)，其中所述控制裝置被設(shè)置成 通過調(diào)節(jié)所述功率放大器的電源電流的dc-分量來調(diào)節(jié)所述輸出級 晶體管的所述工作點(diǎn)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)射機(jī)，其中所述發(fā)射機(jī)包括傳感器 裝置并且其中所述控制裝置被設(shè)置成至少部分地根據(jù)由所述傳感器 裝置從所述功率放大器的輸出信號所測量的結(jié)果來調(diào)節(jié)所述輸出級 晶體管的工作點(diǎn)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)射機(jī)，其中所述傳感器裝置包括定 向開關(guān)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)射機(jī)，其中所述控制裝置被設(shè)置成 至少部分地根據(jù)頻帶信息來調(diào)節(jié)所述輸出級晶體管的所述工作點(diǎn)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的發(fā)射機(jī)，其中所述控制裝置包括功能 元件，其被設(shè)置成對其中在所述功率放大器的信號輸入接口處所接 收到的RF信號的中心頻率的值被作為到所述功能元件的輸入值的 情況做出響應(yīng)，返回所述功率放大器的電源dc-電壓的值。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)射機(jī)，包括可調(diào)電抗元件，其耦合 在所述輸出級晶體管的信號輸出端和信號地線之間。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)射機(jī)，包括在從輸出級晶體管到功 率放大器的信號輸出接口的信號路徑中的串聯(lián)可調(diào)電抗元件。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)射機(jī)，其中所述控制裝置包括開關(guān) 模式電源單元。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)射機(jī)，其中所述功率放大器包括單 端輸出級。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)射機(jī)，其中所述功率放大器包括推 挽型輸出級。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)射機(jī)，其中所述輸出級晶體管是雙 極性晶體管。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)射機(jī)，其中所述輸出級晶體管是場 效應(yīng)晶體管(FET)。
15. —種移動(dòng)通信設(shè)備，包括功率放大器，其具有耦合在功率放大器的信號輸入接口和功率 放大器的信號輸出接口之間的至少 一 個(gè)輸出級晶體管，控制裝置，被設(shè)置成調(diào)節(jié)輸出級晶體管的工作點(diǎn)以優(yōu)化在所述 功率放大器的輸出阻抗和負(fù)載所述功率放大器的信號輸出接口的阻 扭j之間的阻^充匹配，以及可控增益單元，其設(shè)置成基本上補(bǔ)償由于輸出級晶體管的工作 點(diǎn)的改變造成的所述輸出級晶體管的增益的變化。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的移動(dòng)通信設(shè)備，其中所述移動(dòng)通信 設(shè)備是移動(dòng)電話。
17. —種集成電路組，其包括實(shí)現(xiàn)在一個(gè)或多個(gè)集成電路中的下 列元件功率放大器，其具有在所述功率放大器的信號輸入接口和所述 功率放大器的信號輸出接口之間的至少一個(gè)輸出級晶體管，控制裝置，被設(shè)置成調(diào)節(jié)輸出級晶體管的工作點(diǎn)以優(yōu)化在所述功率放大器的輸出阻抗和負(fù)載所述功率放大器的信號輸出接口的阻 抗之間的阻抗匹配，以及可控增益單元，其設(shè)置成基本上補(bǔ)償由于輸出級晶體管的工作 點(diǎn)的改變造成的所述輸出級晶體管的增益的變化。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的集成電路組，包括可調(diào)電抗元件， 其被設(shè)置成提高所述功率放大器的輸出阻抗和負(fù)載所述功率放大器 的信號輸出接口的阻抗之間的阻抗匹配。
19. 一種用于將功率放大器的輸出阻抗與負(fù)載所述功率放大器 的信號輸出接口的阻抗進(jìn)行匹配的方法，包括調(diào)節(jié)所述功率放大器的輸出級晶體管的工作,泉以優(yōu)化在所述功 率放大器的輸出阻抗和負(fù)載所述功率放大器的信號輸出接口的阻抗 之間的阻:阮匹配，以及通過調(diào)節(jié)功率放大器的輸入信號的功率來至少部分地補(bǔ)償由于 輸出級晶體管的工作點(diǎn)的改變造成的輸出級晶體管的增益的變化。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中通過調(diào)節(jié)功率放大器的 電源dc-電壓來調(diào)節(jié)所述功率放大器的輸出級晶體管的工作點(diǎn)。
21. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中通過調(diào)節(jié)所述功率放大 器的電源電流的dc-分量來執(zhí)行調(diào)節(jié)所述功率放大器的輸出級晶體 管的所述工作點(diǎn)。
22. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中至少部分地根據(jù)從所述 功率放大器的輸出信號所測量的結(jié)果來執(zhí)行調(diào)節(jié)所述功率放大器的 輸出級晶體管的工作點(diǎn)。
23. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中通過使用阻尼定向查找 方法來找到優(yōu)化所述阻抗匹配的工作點(diǎn)，以實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)所述功率放大 器的輸出級晶體管的工作點(diǎn)。
24. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中至少部分地根據(jù)頻帶信 息來執(zhí)行調(diào)節(jié)所述功率放大器的輸出級晶體管的所述工作點(diǎn)。
25. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，包括優(yōu)化可調(diào)電抗元件的值， 從而提高所述功率放大器的輸出阻抗和負(fù)載所述功率放大器的阻抗之間的阻:沆匹配。
26.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中所述方法以期望的步幅周期性地被重復(fù)。
全文摘要
本發(fā)明涉及具有可調(diào)輸出阻抗的功率放大器。根據(jù)本發(fā)明的功率放大器可用于例如將射頻傳輸信號饋入到移動(dòng)通信設(shè)備的天線。通過調(diào)節(jié)功率放大器的輸出級晶體管301的工作點(diǎn)來將根據(jù)本發(fā)明的功率放大器的輸出阻抗的實(shí)部與負(fù)載功率放大器的阻抗的實(shí)部進(jìn)行匹配。
文檔編號H03H11/30GK101263652SQ200680033277
公開日2008年9月10日 申請日期2006年9月11日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月12日
發(fā)明者M·奧特蒂 申請人:諾基亞公司