專(zhuān)利名稱(chēng)：具有可選負(fù)載阻抗的功率放大器和放大信號(hào)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于放大信號(hào)的方法和裝置。
背景技術(shù)：
由于諸如蜂窩電話(huà)之類(lèi)的便攜電子設(shè)備的大小是重要的設(shè)計(jì)因素，安裝于其中以對(duì)設(shè)備供電的電池的容量或大小也是重要的設(shè)計(jì)因素。因此，合并在便攜電子設(shè)備中的元件的功耗變得受限于功率效率設(shè)計(jì)要求。這種需要高功率效率的要求常常在諸如智能電話(huà)之類(lèi)的復(fù)雜便攜電子設(shè)備的情形中變得更加嚴(yán)格，該智能電話(huà)利用大量的元件來(lái)提供更多種的特性和功能。具體地，在便攜電子設(shè)備中的所有大量消耗功率的元件中，控制功率放大器的功率效率是重要的，因?yàn)楫?dāng)便攜電子設(shè)備被上電并且其通信能力被使能時(shí)，功率放大器一直在操作。在設(shè)計(jì)功率放大器的過(guò)程中，其線(xiàn)性是出了功率效率之外的另一個(gè)重要的因素。舉例來(lái)說(shuō)，對(duì)于功率放大器而言的通常的一個(gè)重要的參數(shù)是由功率放大器生成的諧波失真(harmonic distortion)水平。利用諸如HSDPA(高速下行鏈路分組接入)、HSUPA(高速上行鏈路分組接入)、LTE (長(zhǎng)期演進(jìn))等之類(lèi)的復(fù)雜機(jī)制的通信系統(tǒng)需要高線(xiàn)性，并且，常常利用大的補(bǔ)償(back-off)來(lái)實(shí)現(xiàn)，以便滿(mǎn)足嚴(yán)格的線(xiàn)性要求。但是，設(shè)計(jì)功率放大器以滿(mǎn)足高線(xiàn)性要求和功率效率要求二者已成為主要的挑戰(zhàn)。即，如果功率放大器被設(shè)計(jì)為具有高線(xiàn)性，則其功率效率趨于被降低，反之亦然。舉例來(lái)說(shuō)，A類(lèi)功率放大器具有相對(duì)好的線(xiàn)性，但是，具有相對(duì)差的功率效率。相反地，類(lèi)B功率放大器具有相對(duì)好的功率效率，但是，具有非常差的線(xiàn)性。因此，工程師不得不應(yīng)對(duì)妥協(xié)，以設(shè)計(jì)具有能夠獲得某些各自級(jí)別的線(xiàn)性和功率效率的功率放大器。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供用于放大信號(hào)的滿(mǎn)足線(xiàn)性要求和功率效率要求二者的方法和裝置。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種設(shè)備，包括功率放大器，該功率放大器包括供電電壓端子、輸入端口和輸出端口，并且，功率放大器被配置為在供電電壓端子處接收供電電壓，從輸入端口接收輸入信號(hào)，放大所接收的輸入信號(hào)，并且，通過(guò)輸出端口來(lái)輸出經(jīng)放大的輸出信號(hào)；可變阻抗匹配電路，該可變阻抗匹配電路具有連接到功率放大器的輸出端口的輸入端子和用于連接到負(fù)載的輸出端子；以及控制器，該控制器包括電壓測(cè)量單元，該電壓測(cè)量單元被配置為測(cè)量供電電壓，比較測(cè)得的供電電壓和閾值電壓，以及基于比較結(jié)果來(lái)控制可變阻抗匹配電路，從而調(diào)整從功率放大器在其輸出端口處所見(jiàn)的負(fù)載阻抗。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種放大信號(hào)的方法。該方法包括向功率放大器的輸入端口提供信號(hào)；向功率放大器提供供電電壓；用功率放大器放大所述信號(hào)，并且，在功率放大器的輸出端口輸出經(jīng)放大的輸出信號(hào)；測(cè)量供電電壓；比較測(cè)得的供電電壓和閾值電壓；以及基于比較的結(jié)果，調(diào)整從功率放大器在其輸出端口處所見(jiàn)的負(fù)載阻抗。
根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種設(shè)備，包括功率放大器，該功率放大器包括供電電壓端子、輸入端口和輸出端口，并且，所述功率放大器被配置為在所述供電電壓端子處接收供電電壓，從所述輸入端口接收輸入信號(hào)，放大所接收的輸入信號(hào)，并且，通過(guò)所述輸出端口來(lái)輸出經(jīng)放大的輸出信號(hào)；電路，該電路被配置為調(diào)整由功率放大器在其輸出端口處所見(jiàn)的負(fù)載阻抗，其中，當(dāng)供電電壓具有第一電壓值時(shí)，電路調(diào)整負(fù)載阻抗使其具有第一阻抗值，并且，當(dāng)供電電壓具有小于第一電壓值的第二電壓值時(shí)，電路調(diào)整負(fù)載阻抗，使其具有小于述第一阻抗值的第二阻抗值。


以上以及本發(fā)明的其他對(duì)象和特性將從以下與附圖一同給出的對(duì)實(shí)施例的描述中變得更加明顯，其中圖1示出了從電池提供給功率放大器的輸出電壓隨時(shí)間變化的幅度。圖2是示出了信號(hào)放大器的一個(gè)實(shí)施例的示意構(gòu)造的框圖。圖3在電流-電壓平面上示出了通用功率放大器和示例性負(fù)載線(xiàn)的變化的示例性特征曲線(xiàn)。圖4A提供了可變阻抗匹配電路的第一實(shí)施例。圖4B在史密斯圖上展示了依賴(lài)于開(kāi)關(guān)控制的負(fù)載阻抗的大小的變化，該負(fù)載阻抗由圖4A的可變阻抗匹配電路呈現(xiàn)給功率放大器。圖5A呈現(xiàn)了可變阻抗匹配電路的第二實(shí)施例。圖5B在史密斯圖上顯示了依賴(lài)于開(kāi)關(guān)控制的負(fù)載阻抗的大小的變化，該負(fù)載阻抗由圖5A的可變阻抗匹配電路呈現(xiàn)給功率放大器。圖6A呈現(xiàn)了可變阻抗匹配電路的第三個(gè)實(shí)施例。圖6B在史密斯圖上描繪了依賴(lài)于變?nèi)荻O管控制的負(fù)載阻抗的大小的變化，該負(fù)載阻抗由圖6A的可變阻抗匹配電路呈現(xiàn)給功率放大器。圖7是示出了信號(hào)放大器的另一實(shí)施例的示意構(gòu)造的框圖。圖8顯示了功率放大器的溫度和功率放大器的用于控制可變阻抗匹配電路的閾值電壓之間的示例性關(guān)系。
具體實(shí)施例方式在以下詳細(xì)的描述中，出于說(shuō)明而非限制的目的，給出了公開(kāi)了具體細(xì)節(jié)的示例實(shí)施例，以便提供根據(jù)本教導(dǎo)的實(shí)施例的徹底的理解。但是，對(duì)于受益于本公開(kāi)的本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，根據(jù)本教導(dǎo)的偏離了此處所公開(kāi)的具體細(xì)節(jié)但仍保持在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)的其他實(shí)施例將是很明顯的。另外，可省去對(duì)公知設(shè)備和方法的描述，以便不模糊對(duì)示例實(shí)施例的描述。這種方法和設(shè)備無(wú)疑在本教導(dǎo)的范圍內(nèi)。除非另外說(shuō)明，當(dāng)說(shuō)第一設(shè)備被連接到第二設(shè)備時(shí)，這包括一個(gè)或多個(gè)中間設(shè)備可被利用以使兩個(gè)設(shè)備彼此連接的情形。但是，當(dāng)說(shuō)第一設(shè)備被直接連接到第二設(shè)備時(shí)，這僅包括兩個(gè)設(shè)備被彼此連接而無(wú)任何中間或中介設(shè)備的情形。類(lèi)似地，當(dāng)說(shuō)信號(hào)被耦合到設(shè)備時(shí)，這包括一個(gè)或多個(gè)中間設(shè)備可被利用為將信號(hào)耦合到設(shè)備的情形。但是，當(dāng)說(shuō)信號(hào)被直接耦合到設(shè)備時(shí)，這僅包括信號(hào)被直接耦合到設(shè)備而無(wú)任何中間或中介設(shè)備的情形。
以下，將參照附圖來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的某些優(yōu)選的實(shí)施例。發(fā)明者已經(jīng)認(rèn)識(shí)到以下情況。當(dāng)電池向包括功率放大器的設(shè)備(例如，移動(dòng)電話(huà))提供輸出電壓時(shí)，輸出電壓并不保持恒定隨著在電池中所充的點(diǎn)能量被消耗，輸出電壓減少了。在另一方面，由于功率放大器被設(shè)計(jì)為滿(mǎn)足最低的線(xiàn)性要求，以便即使當(dāng)輸出電壓變得很低時(shí)確保功率放大器正常操作，因此，當(dāng)輸出電壓比較高時(shí)，趨向于存在高于最低線(xiàn)性要求的過(guò)量線(xiàn)性。這種過(guò)量線(xiàn)性可導(dǎo)致功率效率的不希望的或不必要的犧牲。圖1示出了電池供電電壓Vsupra的幅度如何在再充電之間隨時(shí)間變化。當(dāng)電池被充滿(mǎn)電時(shí)，供電電壓Vsuppw的最大幅度用Vmax表示。隨著電池將供電電壓Vsuppw提供給包括功率放大器的設(shè)備，隨著時(shí)間的推移，供電電壓VsumY的幅度減少了。供電電壓VsumY的最小幅度(在該幅度處，功率放大器仍需滿(mǎn)足其最低線(xiàn)性要求，以便確保功率放大器正常工作)用Vmin表示。由于功率放大器并不需要或并不期望在供電電壓Vsuppw的幅度落在Vmin之下的情形中正常工作，因此，功率放大器可被設(shè)計(jì)為在這種情形中停止其操作或通知用戶(hù)這種情形。由于如以上所給出的，滿(mǎn)足了可確保功率放大器正常操作的最低線(xiàn)性要求的供電電壓Vsupra的最低幅度是Vmin，在供電電壓的幅度VsumY大于Vmin的范圍區(qū)間內(nèi)，可獲得功率放大器的高于最低線(xiàn)性要求的過(guò)量線(xiàn)性。另外，供電電壓Vsupra越大，功率放大器存在的過(guò)量線(xiàn)性的量越大。認(rèn)識(shí)到在線(xiàn)性和功率效率間存在權(quán)衡，可以預(yù)期，當(dāng)由于供電電壓Vsuppw具有大的幅度而使過(guò)量線(xiàn)性變大時(shí)，功率放大器的功率效率將被降低?，F(xiàn)將描述包括功率放大器的設(shè)備的實(shí)施例，其通過(guò)減少當(dāng)供電電壓著大于Vmin時(shí)的時(shí)段的過(guò)量線(xiàn)性提高了功率放大器的功率效率。圖2示意性地示出了信號(hào)放大器10的一個(gè)實(shí)施例的構(gòu)造。信號(hào)放大器10包括功率放大器100、電池200、可變阻抗匹配電路300，以及控制器400。功率放大器100包括輸入端口 102、輸出端口 104和供電電壓端子106。供電電壓(或驅(qū)動(dòng)電壓)Vsuppw被從電池200提供到供電電壓端子106。功率放大器100在輸入端口 102處接收輸入信號(hào)，并且，放大該輸入信號(hào)，以在輸出端口 104處輸出輸出信號(hào)。經(jīng)放大的信號(hào)僅有可變阻抗匹配電路300被傳輸?shù)截?fù)載，例如天線(xiàn)(未示出)。控制器400具有用于測(cè)量供電電壓Vsupra的電壓測(cè)量單元410，并且，基于所測(cè)量的供電電壓Vsuppw來(lái)控制可變阻抗匹配電路300。例如，信號(hào)放大器10可被包括在便攜電子設(shè)備中，例如蜂窩電話(huà)，并且，電池200可以是這種設(shè)備的可充電電池，以用于將供電電壓Vsuppw提供給功率放大器100。以下將詳細(xì)描述由控制器400控制的可變阻抗匹配電路300的示例性操作。首先，在Vmax和Vmin之間的合適值被選作閾值電壓VeKITIi。電壓測(cè)量單元410測(cè)量供電電壓VsumY，并且，控制器400基于測(cè)得的供電電壓Vsupra來(lái)控制可變阻抗匹配電路300，以調(diào)整由功率放大器在其輸出端口 104處所見(jiàn)的負(fù)載阻抗&的大小。在具體的實(shí)施例中，當(dāng)供電電壓Vsupra位于Vmax和閾值電壓Vemim之間時(shí)，控制器400調(diào)整\的大小，使之大于負(fù)載阻抗&的大?。划?dāng)供電電壓Vsuppmi于閾值電壓Vceitical和Vmin之間時(shí)，控制器400調(diào)整\的大小，使之小于負(fù)載阻抗\的大小。以下將詳細(xì)說(shuō)明功率放大器100的線(xiàn)性和功率效率如何隨著對(duì)負(fù)載阻抗4的調(diào)整而變化。圖3在電流-電壓平面上示出了通用功率放大器和示例性負(fù)載線(xiàn)L1和L2的示例性特征曲線(xiàn)C。如果功率放大器的負(fù)載阻抗變大，則負(fù)載線(xiàn)從L1變?yōu)長(zhǎng)2。另外，當(dāng)負(fù)載線(xiàn)如以上變化時(shí)，操作點(diǎn)也從O1變?yōu)?2，并且，電流擺動(dòng)和電壓擺動(dòng)二者都變小。作為其結(jié)果，傳輸?shù)截?fù)載的功率放大器的輸出功率也被減小，并且，功率放大器的線(xiàn)性被降低。另一方面，由于隨著輸出功率被減小，功率放大器的耗散功率也被減小，所以，功率放大器的功率效率被提高了?？偠灾?，通過(guò)增加由功率放大器100在其輸出端口處所見(jiàn)的負(fù)載阻抗，在以已降低的線(xiàn)性為代價(jià)下，功率效率可被提升。基于這種原理，當(dāng)供電電壓Vsupra位于Vmax和閾值電壓VeKITIi之間時(shí)，控制器400控制可變阻抗匹配電路300以調(diào)整負(fù)載阻抗4使之具有相比而言大的大小，使得功率放大器的線(xiàn)性被降低，同時(shí)，其功率效率被增加。在供電電壓Vsuppw大于閾值電壓ν。κιατΛ的情形中，存在過(guò)量線(xiàn)性，因此，即便線(xiàn)性如上所述被某種程度上降低了，在滿(mǎn)足用于功率放大器100的正常操作的最低線(xiàn)性要求中不存在任何問(wèn)題。相反地，當(dāng)供電電壓Vsuppw位于閾值電壓Vm和Vmin之間時(shí)，控制器400控制可變阻抗匹配電路300以調(diào)整負(fù)載阻抗4，使之具有相對(duì)小的大小，使得線(xiàn)性被增加，由此，即便當(dāng)供電電壓Vsuppw小于閾值電壓Vranm時(shí)，在滿(mǎn)足用于功率放大器100的正常操作的最低線(xiàn)性要求中不存在任何問(wèn)題。一般而言，如圖1所呈現(xiàn)的，可以看出，在某時(shí)段電池的供電電壓Vsupra緩慢下降，并且然后，在剩余的時(shí)段，供電電壓Vsuppw快速下降。另外，一般而言，供電電壓VsumY緩慢下降的時(shí)段大大長(zhǎng)于供電電壓Vsuppw更快速地下降的時(shí)段。因此，如果閾值電壓VraniI被設(shè)置在供電電壓Vsuppw下降的速率突然從低速率變化到高速率的速率點(diǎn)的附近，則功率放大器100的功率效率可在供電電壓VSUPPly大于閾值電壓VCKITICAL的電池200的大多數(shù)放電時(shí)段區(qū)間被提高。以下所呈現(xiàn)的是可變阻抗匹配電路300的示例實(shí)施例，該可變阻抗匹配電路可被控制器400控制，以調(diào)整負(fù)載阻抗4的大小。圖4A示出了可變阻抗匹配電路的第一實(shí)施例。圖4A的可變阻抗匹配電路的輸入端口和輸出端口(其分別外部連接到功率放大器100的輸出端口和負(fù)載)由微帶線(xiàn)(例如，50歐姆的微帶線(xiàn))彼此相連接。第一分路電容器(shunt capacitor) Cl的一端被連接到微帶線(xiàn)M的合適點(diǎn)，并且，其另一端經(jīng)由開(kāi)關(guān)310被連接到地。第二電容器C2的一端被連接到圖4A的可變阻抗匹配電路的輸出端，并且，其另一端被連接到地。圖4B在史密斯圖上示出了依賴(lài)于開(kāi)關(guān)310控制的負(fù)載&的大小的變化。當(dāng)測(cè)得的供電電壓VsumY位于Vmax和閾值電壓Vemio^之間時(shí)，控制器400控制開(kāi)關(guān)310，使其斷開(kāi)，使得負(fù)載阻抗4被置于史密斯圖上的一個(gè)曲線(xiàn)側(cè)的點(diǎn)“A”處。相反地，當(dāng)測(cè)得的供電電壓Vsupply位于閾值電壓V—和Vmin之間時(shí)，控制器400控制開(kāi)關(guān)210，使之閉合，使得負(fù)載阻抗&被置于史密斯圖上的另一虛線(xiàn)曲線(xiàn)側(cè)的點(diǎn)“B”處。由于在點(diǎn)“A”處的負(fù)載阻抗4的大小大于在點(diǎn)“B”處的負(fù)載阻抗&的大小，應(yīng)當(dāng)理解，功率放大器100的過(guò)量線(xiàn)性為了更高的供電電壓Vsupra而被犧牲，以獲得已提高的功率效率。圖5A示出了可變阻抗匹配電路的第二實(shí)施例。圖5A的可變阻抗匹配電路的輸入端口和輸出端口(其分別外部連接到功率放大器100的輸出端口和負(fù)載)由微帶線(xiàn)(例如，50歐姆的微帶線(xiàn))彼此相連接。第一分路電容器C3的一端被連接到微帶線(xiàn)M的合適點(diǎn)，并且，其另一端被連接到地。第二電容器C4的一端被連接可變阻抗匹配電路的輸出端口，并且，其另一端經(jīng)由開(kāi)關(guān)320被連接到地。圖5B在史密斯圖上示出了依賴(lài)于開(kāi)關(guān)320控制的負(fù)載&的大小的變化。當(dāng)供電電壓VsumY位于Vmax和閾值電壓V—之間時(shí)，控制器400控制開(kāi)關(guān)320，使其斷開(kāi)，使得負(fù)載阻抗\被置于史密斯圖上的一個(gè)曲線(xiàn)側(cè)的點(diǎn)“A”處。相反地，當(dāng)供電電壓Vsupra位于閾值電壓VraniI和Vmin之間時(shí)，控制器400控制開(kāi)關(guān)320，使之閉合，使得負(fù)載阻抗&被置于史密斯圖上的另一虛線(xiàn)曲線(xiàn)側(cè)的點(diǎn)“B”處。由于在點(diǎn)“A”處的負(fù)載阻抗τ 的大小大于在點(diǎn)“B”處的負(fù)載阻抗&的大小，應(yīng)當(dāng)理解，功率放大器100的過(guò)量線(xiàn)性為了更高的供電電壓Vsupra而被犧牲，以獲得已提高的功率效率。圖6Α示出了可變阻抗匹配電路的第三實(shí)施例。圖6Α的可變阻抗匹配電路的輸入端口和輸出端口(其分別外部連接到功率放大器100的輸出端口和負(fù)載)由微帶線(xiàn)(例如，50歐姆的微帶線(xiàn))彼此相連接。變?nèi)荻O管330的一端被連接到微帶線(xiàn)M的合適點(diǎn)，并且，其另一端被連接到地。電容器C5的一端被連接可變阻抗匹配電路300的輸出端口，并且，其另一端被連接到地。圖6Β在史密斯圖上示出了依賴(lài)于變?nèi)荻O管330的電容控制的負(fù)載4的大小的變化?？刂破?00變?nèi)荻O管330，使得變?nèi)荻O管330的電容在當(dāng)供電電壓Vsupra位于Vmax和閾值電壓V
CRITICAL 之間時(shí)小于當(dāng)供電電壓Vsupra位于閾值電壓V
CRITICAL
和Vmin之間時(shí)的
變?nèi)荻O管330的電容。作為其結(jié)果，當(dāng)供電電壓Vsupra大于閾值電壓Vm時(shí)，負(fù)載阻抗Z0被置于史密斯圖上的一個(gè)曲線(xiàn)側(cè)的點(diǎn)“A”處，并且，供電電壓Vsuppw小于閾值電壓Vm時(shí)，負(fù)載阻抗\被置于史密斯圖上的另一虛線(xiàn)曲線(xiàn)側(cè)的點(diǎn)“B”處。由于在點(diǎn)“A”處的負(fù)載阻抗&的大小大于在點(diǎn)“B”處的負(fù)載阻抗&的大小，應(yīng)當(dāng)理解，功率放大器100的過(guò)量線(xiàn)性為了更高的供電電壓Vsupra而被犧牲，以獲得已提高的功率效率。圖4A、圖5A和圖6A的實(shí)施例僅是可變阻抗匹配電路300的一些示例，并且，可變阻抗匹配電路300可被其他能夠調(diào)整負(fù)載阻抗4的大小的電路實(shí)現(xiàn)。另外，在信號(hào)放大器10的可替換的實(shí)施例中，其中，可變阻抗匹配電路300利用變?nèi)荻O管(例如，圖6A)，控制器400可控制施加給變?nèi)荻O管的電壓(并且由此變?nèi)荻O管的電容)，使其成為測(cè)得的供電電壓Vsuppw的函數(shù)，而非將供電電壓Vsuppw與閾值電壓比較。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，控制器400可包括查找表(其將測(cè)得的供電電壓Vsupra的各種值映射到將被施加給在阻抗匹配電路300中的變?nèi)荻O管的控制電壓的對(duì)應(yīng)值)，使得針對(duì)供電電壓VsumY的所有值，所希望的負(fù)載阻抗被呈現(xiàn)給功率放大器100的輸出端口 104。在另一示例中，處理器響應(yīng)于測(cè)得的供電電壓VsupraW值，利用方程(例如，多項(xiàng)式擬合)來(lái)計(jì)算將被施加給變?nèi)荻O管的控制電壓的值，從而控制可變阻抗電路300將所希望的負(fù)載阻抗&呈現(xiàn)給功率放大器100的輸出端口 104。圖7描繪了信號(hào)放大器20的另一實(shí)施例的示意配置。在圖7中具有與圖1中相同的參考標(biāo)號(hào)或字符的元件可以是彼此相同的，并且，對(duì)這些元件的具體描述將在對(duì)圖7的描述中被省略。信號(hào)放大器20測(cè)量功率放大器100的溫度，并且，基于測(cè)得的溫度來(lái)調(diào)整閾值電壓ν。ΚΙΤΙι。由于實(shí)際的功率放大器的功率效率不是100%，功率放大器不可避免地被加熱，因此，由于熱量，其線(xiàn)性被降低。即便當(dāng)供電電壓VsumY大于閾值電壓VcmiI時(shí)，在高溫處的已降低的線(xiàn)性可導(dǎo)致在低溫度處可成為的過(guò)量線(xiàn)性被降低甚至消失。因此，為了補(bǔ)償過(guò)量線(xiàn)性在高溫處被降低的事實(shí)，當(dāng)功率放大器100的溫度變高時(shí)，閾值電壓Vaimm可被增加。因此，在信號(hào)放大器20的實(shí)施例中，僅當(dāng)供電電壓Vsupra大于已增加的閾值電壓Vemio^時(shí)，功率放大器100的線(xiàn)性和功率效率被交換，由此，過(guò)量線(xiàn)性足夠大了。當(dāng)與信號(hào)放大器10相比較時(shí)，信號(hào)放大器20的控制器700還包括溫度測(cè)量單元 420。溫度測(cè)量單元420測(cè)量功率放大器100的溫度。控制器700基于測(cè)得的溫度來(lái)調(diào)整閾值電壓Vqotiq^并且調(diào)整負(fù)載阻抗、使得當(dāng)供電電壓Vsupra位于Vmax和已調(diào)整的閾值電壓Vqht1I之間時(shí)的負(fù)載阻抗4的大小大于當(dāng)供電電壓Vsum^i于已調(diào)整的閾值電壓Vamio^ 和Vmin之間時(shí)的負(fù)載阻抗&的大小。在調(diào)整閾值電壓VamiI的過(guò)程中，閾值電壓Vaimm與功率放大器100的溫度成比例是有益的，雖然并不必直接成比例。另外，閾值電Svm可被預(yù)先定義為功率放大器100的溫度的函數(shù)。另外，如在圖8中所示的，還可以之前預(yù)先設(shè)置Tamio^并且，當(dāng)功率放大器的溫度小于T
CRITICAL
時(shí)保持閾值電壓V
CRITICAL' 并且，僅當(dāng)溫度
大于TcmiI時(shí)，調(diào)整閾值電壓V
CRITICAL， 使其具有與溫度成比例的幅度。溫度測(cè)量單元420被示出為獨(dú)立于信號(hào)放大器20中電壓測(cè)單元410而設(shè)置。但是，在其他實(shí)施例中，其可被實(shí)現(xiàn)為與電壓測(cè)量單元410—起的單個(gè)元件。如以上所說(shuō)明的，當(dāng)提供給功率放大器的電池的輸出電壓比較高時(shí)，功率放大器的功率效率可通過(guò)利用并犧牲超過(guò)指定需求的功率放大器的過(guò)量線(xiàn)性而被提高。另外，可通過(guò)利用簡(jiǎn)單元件(例如，電容和開(kāi)關(guān))調(diào)整功率放大器在其輸出端口處所見(jiàn)的負(fù)載阻抗來(lái)控制功率放大器的功率效率和線(xiàn)性。另外，通過(guò)測(cè)量功率放大器的溫度并基于測(cè)得的溫度來(lái)調(diào)整負(fù)載阻抗，即便在溫度變得比較高的情形中，也可以提高功率效率，同時(shí)滿(mǎn)足用于正常操作功率放大器的最低線(xiàn)性要求。雖然發(fā)明僅關(guān)于優(yōu)選的實(shí)施例被示出和描述，但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可做出多種變更例和修改例，只要其不偏離在以下權(quán)利要求中所定義的發(fā)明的范圍即可。
權(quán)利要求
1.一種設(shè)備，包括功率放大器，該功率放大器包括供電電壓端子、輸入端口和輸出端口，所述功率放大器被配置為在所述供電電壓端子處接收供電電壓，通過(guò)所述輸入端口接收輸入信號(hào)，放大所接收的輸入信號(hào)，并通過(guò)所述輸出端口輸出經(jīng)放大的輸出信號(hào)；可變阻抗匹配電路，該可變阻抗匹配電路具有連接到所述功率放大器的所述輸出端口的輸入端子和用于連接到負(fù)載的輸出端子；以及控制器，該控制器包括電壓測(cè)量單元，該電壓測(cè)量單元被配置為測(cè)量所述供電電壓，將測(cè)得的供電電壓和閾值電壓比較，基于比較結(jié)果來(lái)控制所述可變阻抗匹配電路，從而調(diào)整由所述功率放大器在其輸出端口處所見(jiàn)的負(fù)載阻抗。
2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述控制器還被配置為控制所述可變阻抗匹配電路，使得當(dāng)所述測(cè)得的供電電壓大于所述閾值電壓時(shí)的所述負(fù)載阻抗的大小被調(diào)整為大于當(dāng)所述測(cè)得的供電電壓小于所述閾值電壓時(shí)的所述負(fù)載阻抗的大小。
3.如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中，所述可變阻抗匹配電路還包括微帶線(xiàn)，該微帶線(xiàn)在所述輸入端子和所述輸出端子間延伸；第一電容器，該第一電容器具有連接到在所述輸入端子和所述輸出端子之間的所述微帶線(xiàn)的第一端以及經(jīng)由開(kāi)關(guān)連接到地的第二端；以及第二電容器，該第二電容器具有連接到所述輸出端子的第一端以及連接到地的第二端，其中，所述控制器被配置為當(dāng)所述測(cè)得的供電電壓大于所述閾值電壓時(shí)，使得所述開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，并且，當(dāng)所述測(cè)得的供電電壓小于所述閾值電壓時(shí)，使得所述開(kāi)關(guān)閉合。
4.如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中，所述可變阻抗匹配電路還包括微帶線(xiàn)，該微帶線(xiàn)在所述輸入端子和所述輸出端子間延伸；第一電容器，該第一電容器具有連接到在所述輸入端子和所述輸出端子之間的所述微帶線(xiàn)的第一端以及連接到地的第二端；以及第二電容器，該第二電容器具有連接到所述輸出端子的第一端以及經(jīng)由開(kāi)關(guān)連接到地的第二端，其中，所述控制器被配置為當(dāng)所述測(cè)得的供電電壓大于所述閾值電壓時(shí)，控制所述開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，并且，當(dāng)所述測(cè)得的供電電壓小于所述閾值電壓時(shí)，控制所述開(kāi)關(guān)閉合。
5.如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中，所述可變阻抗匹配電路還包括微帶線(xiàn)，該微帶線(xiàn)在所述輸入端子和所述輸出端子間延伸；變?nèi)荻O管，該變?nèi)荻O管具有連接到在所述輸入端子和所述輸出端子之間的所述微帶線(xiàn)的第一端以及連接到地的第二端；以及第二電容器，該第二電容器具有連接到所述輸出端子的第一端以及連接到地的第二端，其中，所述控制器被配置為控制所述變?nèi)荻O管，使得當(dāng)測(cè)得的驅(qū)動(dòng)電壓大于所述閾值電壓時(shí)的所述變?nèi)荻O管的電容被調(diào)整為小于當(dāng)測(cè)得的驅(qū)動(dòng)電壓小于所述閾值電壓時(shí)的電容。
6.如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中，所述控制器還包括溫度測(cè)量單元，該溫度測(cè)量單元被配置為測(cè)量所述功率放大器的溫度，并基于測(cè)得的溫度來(lái)調(diào)整所述閾值電壓。
7.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述控制器還包括溫度測(cè)量單元，該溫度測(cè)量單元被配置為測(cè)量所述功率放大器的溫度，并基于測(cè)得的溫度來(lái)調(diào)整所述閾值電壓。
8.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，還包括用于向所述功率放大器提供供電電壓的電池。
9.一種放大信號(hào)的方法，包括向功率放大器的輸入端口提供所述信號(hào)；向所述功率放大器提供供電電壓；用所述功率放大器放大所述信號(hào)，并且，在所述功率放大器的輸出端口輸出經(jīng)放大的輸出信號(hào)；測(cè)量所述供電電壓；將測(cè)得的供電電壓和閾值電壓比較；以及基于比較結(jié)果，調(diào)整由所述功率放大器在其輸出端口處所見(jiàn)的負(fù)載阻抗。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述負(fù)載阻抗被調(diào)整為使得當(dāng)測(cè)得的驅(qū)動(dòng)電壓大于所述閾值電壓時(shí)的所述負(fù)載阻抗的大小大于當(dāng)所述測(cè)得的驅(qū)動(dòng)電壓小于所述閾值電壓時(shí)的所述負(fù)載阻抗的大小。
11.如權(quán)利要求9所述的方法，還包括測(cè)量所述功率放大器的溫度；以及基于溫度測(cè)量值來(lái)調(diào)整所述閾值電壓。
12.如權(quán)利要求9所述的方法，還包括測(cè)量所述功率放大器的溫度；以及基于溫度測(cè)量的結(jié)果來(lái)調(diào)整所述閾值電壓。
13.如權(quán)利要求9所述的方法，其中，調(diào)整由所述功率放大器在其輸出端口處所見(jiàn)的負(fù)載阻抗包括調(diào)整施加給阻抗匹配電路中的變?nèi)荻O管的電壓，所述阻抗匹配電路連接到所述功率放大器的所述輸出端口。
14.如權(quán)利要求9所述的方法，其中，調(diào)整由所述功率放大器在其輸出端口處所見(jiàn)的負(fù)載阻抗包括將阻抗匹配電路中的電容器有選擇地連接到地和從地?cái)嚅_(kāi)，所述阻抗匹配電路連接到所述功率放大器的所述輸出端口。
15.一種設(shè)備，包括功率放大器，該功率放大器包括供電電壓端子、輸入端口和輸出端口，并且，所述功率放大器被配置為在所述供電電壓端子處接收供電電壓，通過(guò)所述輸入端口接收輸入信號(hào)，放大所接收的輸入信號(hào)，并通過(guò)所述輸出端口輸出經(jīng)放大的輸出信號(hào)；被配置為調(diào)整由所述功率放大器在其輸出端口處所見(jiàn)的負(fù)載阻抗的電路，其中，當(dāng)所述供電電壓具有第一電壓值時(shí)，所述電路調(diào)整所述負(fù)載阻抗使其具有第一阻抗值，并且，當(dāng)所述供電電壓具有小于所述第一電壓值的第二電壓值時(shí)，所述電路調(diào)整所述負(fù)載阻抗使其具有小于所述第一阻抗值的第二阻抗值。
16.如權(quán)利要求15所述的設(shè)備，其中，所述電路包括可變阻抗匹配電路，該可變阻抗匹配電路具有連接到所述功率放大器的所述輸出端口的輸入端子以及用于連接到負(fù)載的輸出端子。
17.如權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其中，所述可變阻抗匹配電路包括變?nèi)荻O管，并且其中，所述負(fù)載阻抗通過(guò)施加給所述變?nèi)荻O管的電壓而被調(diào)整。
18.如權(quán)利要求15所述的設(shè)備，其中，所述電路響應(yīng)于所述功率放大器的溫度來(lái)調(diào)整所述負(fù)載阻抗。
19.如權(quán)利要求15所述的設(shè)備，還包括用于向所述功率放大器提供所述供電電壓的電池。
全文摘要
公開(kāi)了具有可選負(fù)載阻抗的功率放大器和放大信號(hào)的方法。設(shè)備包括功率放大器，該功率放大器包括供電電壓端子、輸入端口和輸出端口，并且，該功率放大器被配置為在供電電壓端子處接收供電電壓，通過(guò)輸入端口接收輸入信號(hào)，放大所接收的輸入信號(hào)，并通過(guò)輸出端口輸出經(jīng)放大的輸出信號(hào)；可變阻抗匹配電路，該可變阻抗匹配電路具有連接到功率放大器輸出端口的輸入端子和用于連接到負(fù)載的輸出端子；以及控制器，該控制器包括電壓測(cè)量單元，該電壓測(cè)量單元被配置為測(cè)量供電電壓，比較測(cè)得的供電電壓和閾值電壓，并基于比較結(jié)果來(lái)控制可變阻抗匹配電路，從而調(diào)整由功率放大器在其輸出端口處所見(jiàn)的負(fù)載阻抗。
文檔編號(hào)H03F3/20GK102377393SQ20111020161
公開(kāi)日2012年3月14日 申請(qǐng)日期2011年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月14日
發(fā)明者全文碩, 古辰侯, 李亨彬, 鄭相華 申請(qǐng)人:安華高科技無(wú)線(xiàn)Ip(新加坡)私人有限公司