具有内部功率放大器特征化的包络跟踪系统的制作方法
【专利说明】
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求2013年3月15日提交的美国临时专利申请第61/800, 350号的权益， 其通过引用整体合并于此。
技术领域
[0003] 本申请总体上涉及包络跟踪功率放大器系统，更特别地，涉及具有改善的特性的 包络跟踪功率放大器系统。
【背景技术】
[0004] 包络跟踪（ET)系统可见于功率效率很重要的无线电诸如移动电话中使用的蜂窝 无线电的射频（RF)发射机部件中。典型的ET系统包括向功率放大器（PA)供应动态改变 的电源电压的可变电源，该电源电压跟踪调制幅值。这种ET系统的目标在于通过以低净空 (headroom)操作PA来改善功率效率。
[0005] 电源电压电平可利用查找表来确定，查找表将电源电压值作为幅值的参考。图7 示出了可用于查找表的选择的本质。作为示例，对于与22dBm的PA输出功率对应的幅值， 查找表可包含范围为I. 2V到5V的PA电源电压值。可以设置该值的选择以提供PA效率和 线性度之间的良好平衡。如果将PA电源电压设置得过低，则PA以较低的净空进行操作，进 而有较高的效率，但是有较高的失真。相反，如果将PA电源电压设置得过高，则PA以较高 的净空进行操作，进而有较低的效率，但是额外净空允许较低的失真水平。
[0006] -般在工厂中通过在典型条件下对典型无线电装置上的典型PA进行特征化 (characterization)来确定查找表的值。该组初始值然后被复制到其它ET系统中。然而， 在其它ET系统的实际操作期间，取决于诸如PA加工和制造公差、电源电路变化、环境因素、 温度、操作频率调制格式和天线失配之类的因素，PA可能呈现出与典型PA的特征化期间的 那些特性不同的特性。因此，该组初始值可能无法以功率效率和失真的恰当平衡来操作PA。
【发明内容】
[0007] 本申请的实施例包括生成其自身的本地特征化信息的RF PA系统。该RF PA系统 然后使用特征化信息来控制给PA的电源电压。结果，该RF PA系统可以以更加准确地实现 功率效率与失真之间的期望平衡的方式来控制电源电压。
[0008] 在一实施例中，所述RF PA系统包括根据RF输入信号生成RF输出信号的PA，该PA 由电源电压供电。特征化块生成特征化信息，所述特征化信息对应于针对所述RF PA系统 的一个或多个操作条件（例如温度、操作频率、调制格式、天线失配等）的多个水平，所述电 源电压与所述RF PA系统的性能（例如增益、功率效率、失真、接收频带噪声）之间的关系。 幅值估算器块估算所述RF输入信号的幅值。电源控制炔基于所述特征化信息和所述RF输 入信号的幅值生成电源电压控制信号，所述电源电压控制信号用于控制所述电源电压。
[0009] 在一实施例中，一种RF PA系统中的操作方法包括：在所述RF PA系统中生成特征 化信息，所述特征化信息对应于针对所述RF PA系统的操作条件的多个水平，PA的电源电 压与所述PA的性能之间的关系，所述PA基于RF输入信号生成RF输出信号；在所述RF PA 系统中估算所述RF输入信号的幅值；以及在所述RF PA系统中基于所述特征化信息和所述 RF输入信号的幅值生成电源电压控制信号，所述电源电压控制信号用于控制所述PA的电 源电压。
[0010] 在说明书中描述的特征和优点并非包括全部，特别地，鉴于附图、说明书和权利要 求书，许多附加特征和优点对于本领域普通技术人员而言将是明显的。而且应注意到，已经 主要出于可读性和教导的目的而选择了在说明书中使用的语言，但是所述语言可能本不是 被选择以用于描绘或界定本发明的主题。
【附图说明】
[0011] 通过结合附图考虑下面的详细描述，可以容易地理解本发明的实施例的教导。
[0012] 图1示出根据一实施例的RF PA系统。
[0013] 图2示出根据一实施例的PA的RF输入功率与电源电压VCC之间的关系的曲线图。
[0014] 图3示出根据一实施例的图1的RF PA系统的更详细视图。
[0015] 图4示出根据一实施例在特征化期间对电源电压VCC进行调整的波形。
[0016] 图5示出根据一实施例的RF PA系统中的操作方法。
[0017] 图6示出根据另一实施例在特征化期间对电源电压VCC的调整。
[0018] 图7示出可用于查找表的选择的本质。
【具体实施方式】
[0019] 现在将详细参考本申请的若干实施例，其示例示于附图中。注意，只要可行，相似 或相同的附图标记可用在附图中并且可指示相似或相同的功能。附图描绘本发明的实施例 仅用于示范。本领域技术人员将从下面的描述容易地认识到，在不脱离这里描述的本发明 的原理的情况下，可以采用这里所示的结构和方法的替代实施例。
[0020] 本申请的实施例包括RF PA系统，其使用来自该RF PA系统本身内部的反馈生成 其自己的本地特征化信息。然后，该RF PA系统使用特征化信息来控制给PA的电源电压。 结果，该RF PA系统可以以更准确地实现功率效率与失真之间的期望平衡的方式来控制电 源电压。在一实施例中，该RF PA系统可以在RF PA系统的正常发送操作期间执行特征化， 而不中断RF PA系统的操作。在另一实施例中，RF PA系统可以在离线校准模式期间执行 特征化。
[0021] 图1示出根据本申请一实施例的RF PA系统。RF PA系统包括发送调制器10、幅 值估算器13、RF上变频器2、功率放大器（PA) 3、天线4、双工器5、反馈接收器24、特征化块 102、特征化信息表33、电源控制块104和包络跟踪（ET)电源8。附图所示的每个块可以实 施成电路系统或者电路系统和软件的组合。RF PA系统可见于蜂窝电话、移动热点、平板计 算机、或支持无线通信的任何其它类型的计算装置中。RF PA系统可以支持诸如3G、4G和长 期演进（LTE)之类的不同无线发送标准，以将无线信号发送到远程装置。为了简化附图，在 图1中仅示出用于发送外出信号的发送路径，而在图1中省略了用于接收进入信号的接收 路径。
[0022] 发送调制器10生成数字基带信号I，其包括要作为无线电信号发送到远程装置的 期望信息。RF上变频器（up converter) 2对数字基带信号1进行上变频，以生成以特定RF 载频进行操作的RF输入信号17。可以通过一对上变频混频器（mixer)电路、其后的可变增 益驱动器来实现可变增益RF上变频器2。发送调制器10通过增益控制信号16来控制可变 增益RF上变频器2的增益。可以出于各种原因来调整可变增益RF上变频器2的增益，包 括发送功率控制和发送路径中的噪声优化。
[0023] 可选的预失真块（未示出）还可以在基带信号1到达可变增益RF上变频器2之 前对基带信号1进行预失真。预失真块可以从反馈接收器15接收反馈信号42,并且将该信 号15与基带信号1进行比较以更新其预失真参数。
[0024] PA 3接收并放大RF输入信号17,以在PA 3的输出处生成RF输出信号12。RF输 出信号12在经过双工滤波器5之后到达天线4,并且由天线4无线地发送到远程装置。双 工滤波器5提供RF输出信号12与来自天线4的接收（RX)信号11之间的隔离，同时将RF 输出信号12传递到天线4。PA 3由跟踪RF输入信号17的包络