專利名稱：提供諧波失真抑制的電流模式功率放大器的制作方法
提供諧波失真抑制的電流模式功率放大器背景領(lǐng)域本申請(qǐng)一般涉及放大器的操作和設(shè)計(jì)，尤其設(shè)計(jì)提供諧波失真抑制的電流模式功率放大器。
背景技術(shù)：
高質(zhì)量的信號(hào)傳送和接收在便攜式設(shè)備中尤為重要。一般而言，此類設(shè)備包括功率放大器以傳送包括攜帶有期望信息的基頻的信號(hào)。此外，許多設(shè)備包括與功率放大器并發(fā)操作的各種片上子系統(tǒng)。遺憾的是，在操作期間，功率放大器會(huì)產(chǎn)生諧波失真，這些諧波失真包括與正被放大的基頻呈諧波相關(guān)的不期望頻率。此類諧波失真的傳輸會(huì)使系統(tǒng)性能降級(jí)。所產(chǎn)生的諧波失真還有可能耦合到各片上子系統(tǒng)中，使這些片上子系統(tǒng)的性能也降級(jí)。因此，將期望具有提供諧波失真抑制的功率放大器以避免此類失真的傳輸并防止或使向其他子系統(tǒng)的片上耦合最小化。附圖簡述通過參照以下結(jié)合附圖考慮的描述，本文所述的以上方面將變得更易于明了，附圖中:

圖1示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的示例性電流模式功率放大器；圖2示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的示例性電流縮放晶體管組；圖3示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的示例性V-1轉(zhuǎn)換器；圖4示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的示例性電容器組；圖5示出以共源共柵(cascode)拓?fù)渑渲玫氖纠噪娏髂Ｊ焦β史糯笃鳎粓D6示出用于與電流模式功率放大器聯(lián)用的示例性前置驅(qū)動(dòng)器級(jí)；圖7示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的示例性電流模式功率放大器；以及圖8示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的示例性放大器裝置。具體描述下面結(jié)合附圖闡述的詳細(xì)描述旨在作為對(duì)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的描述，而非旨在代表可在其中實(shí)踐本發(fā)明的僅有實(shí)施例。貫穿本說明使用的術(shù)語“示例性”意指“用作示例、實(shí)例或解說”，并且不應(yīng)當(dāng)一定要解釋成優(yōu)于或勝于其它示例實(shí)施例。本詳細(xì)描述包括具體細(xì)節(jié)以提供對(duì)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的透徹理解。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員將顯而易見的是，沒有這些具體細(xì)節(jié)也可實(shí)踐本發(fā)明的示例性實(shí)施例。在一些實(shí)例中，公知的結(jié)構(gòu)和器件以框圖形式示出以免湮沒本文中給出的示例性實(shí)施例的新穎性。所公開的系統(tǒng)提供了新穎的電流模式功率放大器，其提供了改善的諧波失真抑制。圖1示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的示例性電流模式功率放大器100。放大器100適于在各種設(shè)備中所見的傳輸電路系統(tǒng)中使用。放大器100包括電流導(dǎo)向級(jí)102、平衡負(fù)載104、經(jīng)濾波電流鏡106、以及諧振負(fù)載108。經(jīng)濾波電流鏡106包括電流到電壓(1-V)轉(zhuǎn)換器110、低通濾波器112和電壓到電流(V-1)轉(zhuǎn)換器114。放大器100還包括控制器116。電流導(dǎo)向級(jí)102包括電流源118，電流源118被連接以將基準(zhǔn)電流(Iaa)注入到電流縮放晶體管組120中。電流源118包括任何合適的電流源。電流縮放晶體管組120包括NMOS晶體管組(TBN)和(TBM)。電流縮放晶體管組120接收來自控制器116的電流縮放選擇信號(hào)Ms#)。電流縮放選擇信號(hào)Nfflf和Ms#包括作用于使得(TBN)和(TBM)晶體管組中的一個(gè)或多個(gè)晶體管能操作的一個(gè)或多個(gè)比特。電流縮放晶體管組120操作用于生成經(jīng)縮放電流(I mM),經(jīng)縮放電流是基準(zhǔn)電流(I |)的經(jīng)縮放版本。Nfflf和Ms#信號(hào)控制如何縮放基準(zhǔn)電流I ι以產(chǎn)生經(jīng)縮放電流I _放。在一種實(shí)現(xiàn)中，經(jīng)縮放電流(I 是從晶體管組TBM中導(dǎo)通的晶體管數(shù)目對(duì)晶體管組TBN中導(dǎo)通的晶體管數(shù)目的比率來確定的。電流縮放晶體管組120的更為詳細(xì)的描述在本文獻(xiàn)的另一部分中提供。電流導(dǎo)向級(jí)102還包括差分NMOS晶體管對(duì)122和124。晶體管對(duì)122，124將各差分輸入電壓信號(hào)分別接收 為對(duì)它們的柵極端子126，128的輸入。例如，在一種實(shí)現(xiàn)中，各差分輸入電壓信號(hào)是互補(bǔ)的大信號(hào)方波波形。在操作期間，晶體管122，124由差分輸入電壓信號(hào)交替地“導(dǎo)通”。例如，在晶體管122由柵極端子126處的輸入電壓信號(hào)導(dǎo)通時(shí)，等于I經(jīng)_的電流從平衡負(fù)載104被導(dǎo)向穿過晶體管122。同時(shí)，晶體管124被其柵極端子128處的輸入電壓信號(hào)截止。平衡負(fù)載104包括PMOS晶體管130并操作用于允許等于Igmjt的電流流向晶體管122的漏極，由此提供信號(hào)匹配的益處。類似地，在晶體管124由其柵極端子128處的輸入電壓信號(hào)導(dǎo)通時(shí)，等于1經(jīng)縮放的電流從1-V轉(zhuǎn)換器110被導(dǎo)向穿過晶體管124。同時(shí)，晶體管122被其柵極端子126處的輸入電壓信號(hào)截止。(1-V)級(jí)110包括PMOS晶體管組(TBD)并操作用于允許等于的電流流向晶體管124的漏極。PMOS晶體管組TBD操作用于將經(jīng)縮放電流I 轉(zhuǎn)換成出現(xiàn)在節(jié)點(diǎn)132處的中間電壓。節(jié)點(diǎn)132處的中間電壓被輸入到低通濾波器112。PMOS晶體管組TBD接收來自控制器116的選擇信號(hào)DS#，DS#決定晶體管組TBD中被導(dǎo)通以將經(jīng)縮放電流I 轉(zhuǎn)換到節(jié)點(diǎn)132處的中間電壓的晶體管的數(shù)目。在另一實(shí)現(xiàn)中，晶體管組TBD被與預(yù)定數(shù)目的PMOS晶體管硬連線，這些預(yù)定數(shù)目的PMOS晶體管以并聯(lián)方式連接以將經(jīng)縮放電流1@_^轉(zhuǎn)換成節(jié)點(diǎn)132處的中間電壓。低通濾波器112包括電阻器134和電容器136。低通濾波器112操作用于對(duì)中間電壓進(jìn)行濾波以產(chǎn)生出現(xiàn)在節(jié)點(diǎn)138處的經(jīng)濾波電壓。節(jié)點(diǎn)138處的經(jīng)濾波電壓被輸入到V-1級(jí)114。還應(yīng)當(dāng)注意到，低通濾波器112不被限定于圖1中所示的實(shí)現(xiàn)，而是可被實(shí)現(xiàn)為有源濾波器、高階濾波器、或者任何其他類型的低通濾波器。V-1級(jí)114包括PMOS晶體管組ΤΒ0。晶體管組TBO接收節(jié)點(diǎn)138處的經(jīng)濾波電壓并將該經(jīng)濾波電壓轉(zhuǎn)換成輸出電流(I *^)，該輸出電流還可被稱作經(jīng)濾波輸出電流。PMOS晶體管組TBD接收來自控制器116的選擇信號(hào)0S#，0S#決定晶體管組TBD中被導(dǎo)通以將經(jīng)濾波電壓轉(zhuǎn)換成輸出電流(I 的晶體管的數(shù)目。輸出電流(I _)的電平由接收自控制器116的Ds#和0S#信號(hào)決定。在一種實(shí)現(xiàn)中，輸出電流(Is5iii)從以下表達(dá)式確定。
I 輸出=I 經(jīng)縮放 *(CS0/CSD)其中，CSO是晶體管組TBO中導(dǎo)通的單位晶體管的數(shù)目，并且CSD是晶體管組TBD中導(dǎo)通的單位晶體管的數(shù)目。V-1級(jí)114的更為詳細(xì)的描述在本文獻(xiàn)的另一部分中提供。輸出電流(I輸出)被輸入到諧振負(fù)載108。諧振負(fù)載108包括電容器組142、電感器144和天線146。電容器組142接收來自控制器116的選擇信號(hào)(Cs#)。選擇信號(hào)(^#控制由電容器組142提供的結(jié)果所得電容量，此結(jié)果所得的電容量容適負(fù)載108的大范圍的諧振頻率。電容器組142的更為詳細(xì)的描述在本文獻(xiàn)的另一部分中提供。生成了輸出電壓(Vfia),其被連接至天線146以供傳送。應(yīng)當(dāng)注意，諧振負(fù)載108還可包括其他實(shí)現(xiàn)，包括電感電路、匹配網(wǎng)絡(luò)、或者任何其他類型的諧振電路。控制器116包括硬件和/或執(zhí)行軟件的硬件并被配置成生成NS#、MS#、Ds#、Os#和Cs#選擇信號(hào)以獲得負(fù)載108的期望輸出動(dòng)態(tài)范圍和期望諧振頻率。舉例而言，在一種實(shí)現(xiàn)中，控制器116被初始化有Ns#、Ms#、Ds#、0_和Cs#信號(hào)的值。在另一實(shí)現(xiàn)中，控制器116在存儲(chǔ)器中維護(hù)Ns#、Ms#、Ds#、0_和Cs#信號(hào)的值并輸出選定值以達(dá)到放大器100的期望性能水平。在又一實(shí)現(xiàn)中，控制器116基于由控制器116在放大器100的操作期間接收到的反饋或其他 目息 目號(hào)來生成0_和彳目號(hào)的值。
皿34#、034#、034#和(:34#信號(hào)的更為詳細(xì)的描述在本文獻(xiàn)的另一部分中提供。還應(yīng)當(dāng)注意，放大器100的各種晶體管組可以與預(yù)定的晶體管配置硬連線，以使得這些選擇信號(hào)不是獲得期望的性能水平所必需的。因此，電流模式功率放大器100通常包括兩級(jí)。第一級(jí)是電流導(dǎo)向級(jí)102，其執(zhí)行電流縮放和電流導(dǎo)向。例如，電流縮放晶體管組120操作用于縮放基準(zhǔn)電流I !以產(chǎn)生經(jīng)縮放電流1經(jīng)_^。差分對(duì)122和124基于柵極端子126和128處的輸入電壓信號(hào)來對(duì)經(jīng)縮放電流進(jìn)行導(dǎo)向。 第二級(jí)是電流放大器，其包括平衡負(fù)載104、經(jīng)濾波電流鏡106、以及諧振負(fù)載108。平衡負(fù)載104提供信號(hào)匹配的益處。經(jīng)濾波電流鏡106將經(jīng)縮放電流I經(jīng)_^轉(zhuǎn)換成輸出電流1 ^。諧振負(fù)載108接收該輸出電流I ^并將其轉(zhuǎn)換成輸出電壓因此，可能產(chǎn)生的任何非線性僅在第一級(jí)中產(chǎn)生，并且由于經(jīng)濾波電流鏡106的線性操作而不在第二級(jí)中再生。此外，由于低通濾波器112的實(shí)現(xiàn)，沒有附加的DC電流消耗；然而，此濾波器在衰減高階諧波方面是強(qiáng)有力的。由于輸出電流縮放的范圍很寬，因此放大器100的輸出動(dòng)態(tài)范圍很高。輸出電壓對(duì)于輸入電壓振幅并不敏感，這是因?yàn)檩斎腚妷罕挥米鲗?dǎo)向經(jīng)縮放電流的開關(guān)，而經(jīng)縮放電流幾乎與輸入電壓振幅不相關(guān)。因此，放大器100操作用于提供改善的諧波失真抑制、降低的功耗、增加的輸出動(dòng)態(tài)范圍以及對(duì)輸入電壓振幅的不敏感性。圖2示出圖1中所示的電流縮放晶體管組120的詳細(xì)示圖。晶體管組120接收基
準(zhǔn)電流Im并產(chǎn)生經(jīng)縮放電流I經(jīng)縮放。Nfflf和Mfflf信號(hào)決定如何縮放I基準(zhǔn)電流以產(chǎn)生I經(jīng)縮放電流。Nfflf和Mfflf信號(hào)包括連接至以202和204概括示出的兩個(gè)開關(guān)組的多個(gè)選擇比特。例如，Nfflf信號(hào)包括比特(O到X)，并且Mfflf信號(hào)包括比特(O到Y(jié))。開關(guān)組202和204被連接至以206和208概括示出的兩個(gè)NMOS晶體管組TBN和TBM。在操作期間，由Ms#信號(hào)激活的NMOS晶體管的數(shù)目決定了如何縮放I.電流以產(chǎn)生電流。在一種實(shí)現(xiàn)中，電流從以下表達(dá)式確定。Igmjt=IaaMCSMZCSN) 其中，CSM是TBM晶體管組中由Mjiw信號(hào)導(dǎo)通的單位晶體管的數(shù)目，并且CSN是TBN晶體管組中由Nfflf信號(hào)導(dǎo)通的單位晶體管的數(shù)目。因此，TBM晶體管組中導(dǎo)通的單位晶體管數(shù)目對(duì)TBN晶體管組中導(dǎo)通的單位晶體管數(shù)目的比率決定了如何縮放Ι !電流以產(chǎn)生電流。圖3示出圖1中所示的V-1轉(zhuǎn)換器114的詳細(xì)示圖。V_I轉(zhuǎn)換器114接收節(jié)點(diǎn)138處的經(jīng)濾波電壓并將該電壓轉(zhuǎn)換成輸出電流1*^。Dfflf和Offlf信號(hào)控制如何將經(jīng)濾波電壓轉(zhuǎn)換成1 電流。在一種實(shí)現(xiàn)中，V-1轉(zhuǎn)換器114包括連接至開關(guān)組(以304概括示出)的PMOS晶體管組TBO(以302概括示出)。(^#信號(hào)包括連接至開關(guān)組304的多個(gè)選擇比特。舉例而言，O_信號(hào)包括比特(O到X)。在操作期間，0S#選擇信號(hào)的諸比特使開關(guān)組304中的一個(gè)或多個(gè)開關(guān)閉合，由此將TBO晶體管組302的對(duì)應(yīng)晶體管連接到信號(hào)路徑中。晶體管組TBD與晶體管組TBO相似地配置，因此不在單獨(dú)的附圖中示出。在操作期間，Dfflf選擇信號(hào)的諸比特使開關(guān)組的一個(gè)或多個(gè)開關(guān)閉合以將TBD晶體管組的對(duì)應(yīng)晶體管連接到信號(hào)路徑中。晶體管組TBD和TBO中的各晶體管的連接操作用于調(diào)節(jié)I.信號(hào)的電平。例如，如以上所述，電流是從晶體管組TBO和晶體管組TBD中導(dǎo)通的晶體管的數(shù)目來決定的。圖4示出圖1中所示的電容器組142的詳細(xì)示圖。電容器組142和電感器144被并聯(lián)連接并接收電流以產(chǎn)生輸出電壓。Cfflf信號(hào)決定電容器組142提供多少電容。在一種實(shí)現(xiàn)中，電容器組142包括連接至開關(guān)組(以404概括示出)的單位電容器組(以402概括示出)。Cfflf信號(hào)包括連接至開關(guān)組404的多個(gè)選擇比特(O到X)。在操作期間，C選擇選擇信號(hào)的諸比特使開關(guān)組404中的一個(gè)或多個(gè)開關(guān)閉合，由此將單位電容器組402的對(duì)應(yīng)電容器連接到信號(hào)路徑中。將一個(gè)或多個(gè)電容器連接到信號(hào)路徑中作用于調(diào)節(jié)電容器組142的結(jié)果所得電容。圖5示出以共源共柵拓?fù)渑渲玫氖纠噪娏髂Ｊ焦β史糯笃?00。例如，放大器500包括圖1中所示的放大器100并進(jìn)一步包括共源共柵級(jí)502。共源共柵級(jí)502包括PMOS晶體管504，506和508。PMOS晶體管504，506被連接在電流導(dǎo)向級(jí)102、平衡負(fù)載104、和經(jīng)濾波電流鏡106之間。PMOS晶體管508被連接在經(jīng)濾波電流鏡106與諧振負(fù)載108之間。晶體管504，506和508的柵極端子被連接至共源共柵偏置信號(hào)(VCAS)，后者作用于對(duì)共源共柵級(jí)502進(jìn)行偏置。在操作期間，由共源共柵級(jí)502提供的輸出電阻大于由放大器100中所利用的晶體管提供的輸出電阻。例如，參照晶體管508，此晶體管通過增加諧振阻抗來增加負(fù)載的總儲(chǔ)能Q以在給定電流消耗下達(dá)到更高 的電壓擺幅。由于共源共柵拓?fù)涮峁┝溯^高的儲(chǔ)能Q，因此較高階的諧波失真被進(jìn)一步衰減。因此，放大器500操作用于提供甚至比放大器100更多的諧波失真抑制。
圖6示出與以上所述的電流模式功率放大器100和500聯(lián)用的前置驅(qū)動(dòng)器級(jí)600。前置驅(qū)動(dòng)器級(jí)600包括PMOS晶體管602和NMOS晶體管604。晶體管602和604的柵極端子在輸入端子606處連接在一起以接收第一方波波形電壓輸入。晶體管602的源極端子通過電阻器608連接至電源。晶體管604的源極端子通過電阻器610接地。晶體管602和604的漏極端子在輸出端子612處連接在一起以輸出第一鋸齒波形(VI)。輸出端子612還可通過電容器614接地。還提供了在輸入端子616處接收第二方波波形電壓輸入以在輸出端子618處產(chǎn)生第二鋸齒波形(V2)的類似電路。因此，Vl和V2形成了差分鋸齒波形。前置驅(qū)動(dòng)器600操作用于將差分方波波形電壓輸入轉(zhuǎn)換成差分鋸齒波形電壓輸出，后者可被用作對(duì)放大器100和500的輸入信號(hào)。將這些鋸齒波形用作對(duì)放大器100和500的輸入導(dǎo)致附加的諧波失真抑制，如以下參照?qǐng)D7所闡釋的。圖7示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的示例性電流模式功率放大器700。舉例而言，放大器700包括圖5中所示的放大器500并進(jìn)一步包括負(fù)反饋電阻器702。放大器700還接收?qǐng)D6中所示的前置驅(qū)動(dòng)器級(jí)600所生成的差分鋸齒電壓信號(hào)Vl和V2作為輸入。這些負(fù)反饋電阻器702被連接在NMOS晶體管122，124的源極端子與晶體管組TBM中的NMOS晶體管的漏極端子之間。輸入差分對(duì)中的負(fù)反饋電阻器702使該差分對(duì)更加線性。電流導(dǎo)向級(jí)102的差分對(duì)對(duì)于前置驅(qū)動(dòng)器600的輸出電壓的制程變差并不敏感。仿真指示，放大器700與前置驅(qū)動(dòng)器600協(xié)力提供了大約10 15dB的附加諧波失真抑制。圖8示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的示例性放大器設(shè)備800。舉例而言，放大器設(shè)備800適于用作圖1中所示的放大器100。在一方面，放大器設(shè)備800由配置成提供本文中所描述的諸功能的一個(gè)或多個(gè)模塊來實(shí)現(xiàn)。例如，在一方面，每個(gè)模塊包括硬件和/或執(zhí)行軟件的硬件。 放大器設(shè)備800還包括具有用于基于差分電壓輸入來對(duì)經(jīng)縮放電流進(jìn)行導(dǎo)向的裝置(802)的第一模塊,其在一方面包括電流導(dǎo)向級(jí)102。放大器設(shè)備800還包括具有用于對(duì)該經(jīng)縮放電流進(jìn)行鏡像以產(chǎn)生經(jīng)濾波的輸出電流的裝置(804)的第二模塊，其在一方面包括經(jīng)濾波電流鏡106。設(shè)備800還包括具有用于將該經(jīng)濾波的輸出電流轉(zhuǎn)換成輸出電壓信號(hào)以供傳送的裝置(806)的第三模塊，其在一方面包括諧振負(fù)載108。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，信息和信號(hào)可使用各種不同技術(shù)和技藝中的任何一種來表示或處理。例如，貫穿上面描述始終可能被述及的數(shù)據(jù)、指令、命令、信息、信號(hào)、位(t匕特)、碼元、和碼片可由電壓、電流、電磁波、磁場(chǎng)或磁粒子、光場(chǎng)或光粒子、或其任何組合來表示。還注意到，晶體管類型和技術(shù)可被替換、重新安排或以其他方式修改成達(dá)到相同結(jié)果。舉例而言，所示出的利用PMOS晶體管的電路可被修改為使用NMOS晶體管,反之亦然。因此，本文所公開的放大器可使用各種不同晶體管類型和技術(shù)來實(shí)現(xiàn)，而不被限定于附圖中所闡釋的那些晶體管類型和技術(shù)。本領(lǐng)域技術(shù)人員將進(jìn)一步領(lǐng)會(huì)，結(jié)合本文中所公開的實(shí)施例來描述的各種解說性邏輯塊、模塊、電路、和算法步驟可實(shí)現(xiàn)為電子硬件、計(jì)算機(jī)軟件、或這兩者的組合。為清楚地解說硬件與軟件的這一可互換性，以上已經(jīng)以其功能性的形式一般化地描述了各種解說性組件、框、模塊、電路、和步驟。此類功能性是被實(shí)現(xiàn)為硬件還是軟件取決于具體應(yīng)用和加諸于整體系統(tǒng)的設(shè)計(jì)約束。技術(shù)人員可針對(duì)每種特定應(yīng)用以不同方式來實(shí)現(xiàn)所描述的功能性，但此類實(shí)現(xiàn)決策不應(yīng)被解讀為致使脫離本發(fā)明的示例性實(shí)施例的范圍。結(jié)合本文所公開的實(shí)施例描述的各種解說性邏輯塊、模塊、和電路可用通用處理器、數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)、專用集成電路(ASIC)、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)或其他可編程邏輯器件、分立門或晶體管邏輯、分立硬件組件、或其設(shè)計(jì)成執(zhí)行本文所描述的功能的任何組合來實(shí)現(xiàn)或執(zhí)行。通用處理器可以是微處理器，但在替換方案中，處理器可以是任何常規(guī)處理器、控制器、微控制器、或狀態(tài)機(jī)。處理器還可以被實(shí)現(xiàn)為計(jì)算設(shè)備的組合，例如，DSP與微處理器的組合、多個(gè)微處理器、與DSP核心協(xié)作的一個(gè)或多個(gè)微處理器、或任何其它此類配置。結(jié)合本文中公開的實(shí)施例來描述的方法或算法的步驟可直接在硬件中、在由處理器執(zhí)行的軟件模塊中、或在這兩者的組合中實(shí)施。軟件模塊可駐留在隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、閃存、只讀存儲(chǔ)器(ROM)、電可編程ROM (EPR0M)、電可擦式可編程ROM (EEPR0M)、寄存器、硬盤、可移動(dòng)盤、CD-ROM、或本領(lǐng)域中所知的任何其他形式的存儲(chǔ)介質(zhì)中。示例存儲(chǔ)介質(zhì)被耦合到處理器以使得該處理器能從/向該存儲(chǔ)介質(zhì)讀和寫信息。在替換方案中，存儲(chǔ)介質(zhì)可以被整合到處理器。處理器和存儲(chǔ)介質(zhì)可駐留在ASIC中。ASIC可駐留在用戶終端中。在替換方案中，處理器和存儲(chǔ)介質(zhì)可作為分立組件駐留在用戶終端中。在一個(gè)或更多個(gè)示例性實(shí)施例中，所描述的功能可以在硬件、軟件、固件、或其任何組合中實(shí)現(xiàn)。如果在軟件中實(shí)現(xiàn)，則諸功能可以作為一條或多條指令或代碼存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上或藉其進(jìn)行傳送。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)包括計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)和通信介質(zhì)兩者，其包括促成計(jì)算機(jī)程序從一地向另一地轉(zhuǎn)移的任何介質(zhì)。存儲(chǔ)介質(zhì)可以是能被計(jì)算機(jī)訪問的任何可用介質(zhì)。作為示例而非限定，這樣的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其他光盤存儲(chǔ)、磁盤存儲(chǔ)或其他磁存儲(chǔ)設(shè)備、或能被用來攜帶或存儲(chǔ)指令或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)形式的期望程序代碼且能被計(jì)算機(jī)訪問的任何其他介質(zhì)。另外，任何連接也被正當(dāng)?shù)胤Q為計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。例如，如果軟件是使用同軸電纜、光纖電纜、雙絞線、數(shù)字訂戶線(DSL)、或諸如紅外、無線電、以及微波之類的無線技術(shù)從web站點(diǎn)、服務(wù)器、或其他遠(yuǎn)程源傳送的，那么該同軸電纜、光纖電纜、雙絞線、DSL、或諸如紅外、無線電、以及微波之類的無線技術(shù)就被包括在介質(zhì)的定義之中。如本文所使用的盤(disk)和碟(disc)包括壓縮碟(⑶)、激光碟、光碟、數(shù)字多用碟(DVD)、軟盤和藍(lán)光碟，其中盤(disk)往往以磁的方式再現(xiàn)數(shù)據(jù)，而碟(disc)用激光以光學(xué)方式再現(xiàn)數(shù)據(jù)。以上組合也應(yīng)被包括在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的范圍內(nèi)。提供了以上對(duì)所公開的示例性實(shí)施例的描述是為了使得本領(lǐng)域任何技術(shù)人員皆能夠制作或使用本發(fā)明。對(duì)這些示例性實(shí)施例的各種修改對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員將是顯而易見的，并且本文中定義的普適原理可被應(yīng)用于其他實(shí)施例而不會(huì)脫離本發(fā)明的精神或范圍。因此，本發(fā)明并非意在被限定于本文中所示出的示例性實(shí)施例，而是應(yīng)當(dāng)被授予與本文中所公開的原理和新穎性特征相一致的最廣義的范圍。
權(quán)利要求
1.一種電流模式功率放大器,包括: 電流導(dǎo)向級(jí)，其配置成基于差分電壓輸入來對(duì)經(jīng)縮放電流進(jìn)行導(dǎo)向； 經(jīng)濾波電流鏡，其連接至所述電流導(dǎo)向級(jí)以接收所述經(jīng)縮放電流并產(chǎn)生輸出電流；以及 諧振負(fù)載，其配置成接收所述輸出電流并生成輸出電壓信號(hào)以供傳送。
2.如權(quán)利要求1所述的放大器，其特征在于，進(jìn)一步包括，電壓縮放晶體管組，其被連接成接收基準(zhǔn)電流并基于電流縮放選擇信號(hào)來生成所述經(jīng)縮放電流。
3.如權(quán)利要求2所述的放大器，其特征在于，所述電流縮放晶體管組包括: 至少一個(gè)晶體管組；以及 至少一個(gè)開關(guān)組，其連接至所述至少一個(gè)晶體管組并配置成接收所述電流縮放選擇信號(hào)，其中，所述電流縮放選擇信號(hào)的選定比特使所述至少一個(gè)開關(guān)組的選定開關(guān)閉合以使所述至少一個(gè)晶體管組的選定晶體管能夠生成所述經(jīng)縮放電流。
4.如權(quán)利要求1所述的放大器，其特征在于，所述電流導(dǎo)向級(jí)包括差分晶體管對(duì)，所述差分晶體管對(duì)被連接成接收所述差分電壓輸入以對(duì)所述經(jīng)縮放電流進(jìn)行導(dǎo)向。
5.如權(quán)利要求1所述的放大器，其特征在于，所述經(jīng)濾波電流鏡包括: 電流到電壓(1-V)轉(zhuǎn)換器，其被連接成接收來自所述電流導(dǎo)向級(jí)的所述經(jīng)縮放電流并生成中間電壓； 低通濾波器，其被連接成接收所述中間電壓并生成經(jīng)濾波電壓；以及 電壓到電流(V-1)轉(zhuǎn)換器，其被連接成接收所述經(jīng)濾波電壓并基于輸出選擇信號(hào)來生成所述輸出電流。
6.如權(quán)利要求5所述的放大器，其特征在于，所述V-1轉(zhuǎn)換器包括: 晶體管組；以及 開關(guān)組，其連接至所述晶體管組并配置成接收所述輸出選擇信號(hào)，其中，所述輸出選擇信號(hào)的選定比特使所述開關(guān)組的選定開關(guān)閉合以使所述晶體管組的選定晶體管能夠生成所述輸出電流。
7.如權(quán)利要求1所述的放大器，其特征在于，所述諧振負(fù)載包括: 電容器組；以及 開關(guān)組，其連接至所述電容器組并配置成接收電容選擇信號(hào)，其中，所述電容選擇信號(hào)的選定比特使所述開關(guān)組的選定開關(guān)閉合以使所述電容器組的選定電容器能夠組合以產(chǎn)生結(jié)果所得的電容。
8.如權(quán)利要求1所述的放大器，其特征在于，進(jìn)一步包括，共源共柵級(jí)，其連接至所述諧振負(fù)載以通過增加諧振阻抗來增加儲(chǔ)能Q以在給定電流消耗下達(dá)到更高的電壓擺幅。
9.如權(quán)利要求1所述的放大器，其特征在于，進(jìn)一步包括，連接至所述電流導(dǎo)向級(jí)的前置驅(qū)動(dòng)器級(jí)，所述前置驅(qū)動(dòng)器級(jí)配置成轉(zhuǎn)換第一和第二方波波形以產(chǎn)生第一和第二鋸齒波形作為所述差分電壓輸入。
10.如權(quán)利要求1所述的放大器，其特征在于，進(jìn)一步包括，耦合至所述電流導(dǎo)向級(jí)的負(fù)反饋電阻器。
11.如權(quán)利要求1所述的放大器，其特征在于，所述諧振負(fù)載包括電感負(fù)載、LC儲(chǔ)能電路、匹配網(wǎng)絡(luò)，和天線中的一者或多者。
12.—種電流模式功率放大器，包括: 用于基于差分電壓輸入來對(duì)經(jīng)縮放電流進(jìn)行導(dǎo)向的裝置； 用于對(duì)所述經(jīng)縮放電流進(jìn)行鏡像以產(chǎn)生經(jīng)濾波輸出電流的裝置；以及 用于將所述經(jīng)濾波輸出電流轉(zhuǎn)換成輸出電壓信號(hào)以供傳送的裝置。
13.如權(quán)利要求12所述的放大器，其特征在于，進(jìn)一步包括: 用于接收基準(zhǔn)電流的裝置；以及 用于基于電流縮放選擇信號(hào)縮放所述基準(zhǔn)電流以生成所述經(jīng)縮放電流的裝置。
14.如權(quán)利要求13所述的放大器，所述用于縮放的裝置包括: 至少一個(gè)晶體管組；以及 至少一個(gè)開關(guān)組，其連接至所述至少一個(gè)晶體管組并配置成接收所述電流縮放選擇輸入，其中，所述電流縮放選擇輸入的選定比特使所述至少一個(gè)開關(guān)組的選定開關(guān)閉合以使所述至少一個(gè)晶體管組的選定晶體管能夠生成所述經(jīng)縮放電流。
15.如權(quán)利要求12所述的放大器，所述用于導(dǎo)向的裝置包括差分晶體管對(duì)，所述差分晶體管對(duì)被連接成接收所述差分電壓輸入以對(duì)所述經(jīng)縮放電流進(jìn)行導(dǎo)向。
16.如權(quán)利要求12所述的放大器，所述用于對(duì)所述經(jīng)縮放電流進(jìn)行鏡像的裝置包括: 用于從所述經(jīng)縮放電流生成中間電壓的裝置； 用于從所述中間電壓生成經(jīng)濾波電壓的裝置；以及 用于從所述經(jīng)濾波電壓生成經(jīng)濾波輸出電流的裝 置。
17.如權(quán)利要求16所述的放大器，所述用于生成所述經(jīng)濾波輸出電流的裝置包括: 晶體管組；以及 開關(guān)組，其連接至所述晶體管組并配置成接收輸出選擇信號(hào)，其中，所述輸出選擇信號(hào)的選定比特使所述開關(guān)組的選定開關(guān)閉合以使所述晶體管組的選定晶體管能夠生成所述經(jīng)濾波輸出電流。
18.如權(quán)利要求12所述的放大器，所述用于轉(zhuǎn)換所述經(jīng)濾波輸出電流的裝置包括: 電容器組；以及 開關(guān)組，其連接至所述電容器組并配置成接收電容選擇信號(hào)，其中，所述電容選擇信號(hào)的選定比特使所述開關(guān)組的選定開關(guān)閉合以使所述電容器組的選定電容器能夠組合以產(chǎn)生結(jié)果所得的電容。
19.如權(quán)利要求12所述的放大器，其特征在于，所述用于轉(zhuǎn)換所述經(jīng)濾波輸出電流的裝置包括用于增加儲(chǔ)能Q以在給定電流消耗下達(dá)到更高的電壓擺幅的共源共柵裝置。
20.如權(quán)利要求12所述的放大器，其特征在于，進(jìn)一步包括，用于對(duì)所述差分電壓輸入進(jìn)行濾波的前置驅(qū)動(dòng)器裝置。
21.如權(quán)利要求12所述的放大器，所述用于轉(zhuǎn)換所述經(jīng)濾波輸出電流的裝置包括電感負(fù)載、LC儲(chǔ)能電路、匹配網(wǎng)絡(luò)，和天線中的一者或多者。
22.—種用于提供電流模式功率放大的方法，所述方法包括: 基于差分電壓輸入來對(duì)經(jīng)縮放電流進(jìn)行導(dǎo)向； 對(duì)所述經(jīng)縮放電流進(jìn)行鏡像以產(chǎn)生經(jīng)濾波輸出電流；以及 將所述經(jīng)濾波輸出電流轉(zhuǎn)換成輸出電壓信號(hào)以供傳送。
23.如權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括:接收基準(zhǔn)電流；以及 基于電流縮放選擇信號(hào)縮放所述基準(zhǔn)電流以生成所述經(jīng)縮放電流。
24.如權(quán)利要求22所述的方法，所述對(duì)所述經(jīng)縮放電流進(jìn)行鏡像包括: 從所述經(jīng)縮放電流生成中間電壓； 從所述中間電壓生成經(jīng)濾波電壓；以及 從所述經(jīng)濾波電壓生成經(jīng)濾波輸出電流。
25.如權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于，所述轉(zhuǎn)換包括增加儲(chǔ)能Q以在給定電流消耗下達(dá)到更高的電壓擺幅。
26.如權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括，對(duì)所述差分電壓輸入進(jìn)行濾波。
27.如權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于，所述轉(zhuǎn)換包括用電感負(fù)載、LC儲(chǔ)能電路、匹配網(wǎng)絡(luò)，和天線中的一者 或多者來轉(zhuǎn)換所述經(jīng)濾波輸出電流。
全文摘要
提供諧波失真抑制的電流模式功率放大器。電流模式功率放大器包括配置成基于差分電壓輸入來導(dǎo)向經(jīng)縮放電流的電流導(dǎo)向級(jí)、連接至電流導(dǎo)向級(jí)以接收該經(jīng)縮放電流并產(chǎn)生經(jīng)濾波輸出電流的經(jīng)濾波電流鏡、以及配置成接收該輸出電流并生成輸出電壓信號(hào)以供傳送的諧振負(fù)載。
文檔編號(hào)H03F3/24GK103210583SQ201180054785
公開日2013年7月17日 申請(qǐng)日期2011年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月15日
發(fā)明者C－W·李, S·樸, J·崔 申請(qǐng)人:高通股份有限公司