[发明专利]可使用不同电池电源电压的射频功率放大器及其操作方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信系统，更具体地说，涉及一种这样的无线通信系统内的无线设备的发射器内使用的射频功率放大器。

背景技术

已知通信系统支持无线通信设备和/或有线通信设备之间的无线和/或有线通信。这样的通信系统涵盖了国内和/或国际蜂窝电话系统、互联网、点对点室内无线网络。任何一种通信系统都要按照一种或多种通信标准建立，并藉此运行。比如，无线通信系统可以按照后面所列举的一种或多种标准运行(包括但不仅限于)：IEEE802.11x、蓝牙、无线广域网(例如WiMAX)、先进移动电话服务(AMPS)、数字先进移动电话服务(DAMPS)、全球移动通信系统(GSM)、码分多址(CDMA)、宽带CDMA、本地多点分配业务(LMDS)、多路多点分配技术(MMDS)、射频识别(RFID)、GSM演化的增强数据率(EDGE)、通用分组无线业务(GPRS)及其它各种标准。

根据无线通信系统的类型，无线通信设备(例如蜂窝电话、对讲机、个人数字助手、个人电脑(PC)、手提电脑或家庭娱乐设备)直接或间接与其它无线通信设备通信。对于直接通信也称作点对点通信，参与其中的无线通信设备调整其接收器和发射器至同一个信道或多个信道，并在所述信道上通信。每个信道可使用无线通信系统的多个无线电(RF)载波中的一个或多个。对于间接无线通信，每个无线通信设备可通过分配的一个或多个信道与相关的基站(例如，对于蜂窝服务)和/或相关的接入点(例如，对于室内或建筑内无线网络)直接通信。为了完成无线通信设备之间的通信连接，相关的基站和/或相关的接入点通过系统控制器、公用交换电话网络、互联网和/或其他广域网互相直接通信。

对于每一个参与无线通信的无线通信设备，都具有内置的无线收发器(也就是有接收器和发射器)，或者被连接到相关的无线收发器上(例如，室内或建筑物内无线通信网络的基站、射频调制解调器等)。众所周知，接收器连接到天线，包括低噪放大器、一个或多个中频级、滤波级和数据恢复级。低噪放大器接收经天线传来的输入射频信号并把信号放大。一个或多个中频级把放大的射频信号与一个或多个本地振荡混合，转换成基带信号或中频信号。滤波级对基带信号或中频信号进行滤波，以削弱不需要的波段外的信号，这样便得到滤波后的信号。数据恢复级按照特定的无线通信标准把滤波后的信号恢复成原始数据。发射器包括数据调制级、一个或多个中频部分、以及功率放大器。数据调制级按照特定的无线通信标准，将原始数据转换成基带信号。一个或多个中频部分将基带信号与一个或多个本地振荡混合后得到射频信号。功率放大器将射频信号放大后从天线发射出去。

如果不是全部的话，也有大部分的无线通信标准都对发射功率级作出了限制。此外，某些无线通信标准具有反向链路功率控制，其允许远端设备控制另一无线设备的发射功率，例如，基站控制手持设备的反向链路发射功率。因此，在大部分的无线设备内，功率放大器被有效地控制，从而控制发射功率。这样便出现了与功率放大器的效率相关的缺陷。当功率放大器与天线很好的匹配时，得到有效的发射。然而，若出现了不匹配，则发射效率低。这样的低效率导致了过度的功率消耗(由功率放大器)，并降低发射功率。这种不匹配会因下列原因而出现：天线的操作偏差(例如因天线配置和/或位置引起的输入阻抗的改变)以及功率放大器的操作偏差、以及因温度波动、电源电压偏差等引发的无线设备的其它射频信号路径分量。在无线通信设备内，经常需要功率放大器在其输出上提供高的摆幅。功率放大器还必须在其操作中保持高度线性，并还在可能的情况下用作小电源。这些竞争目标是非常难满足的，特别是在由电池供电且以相对低电压工作的便携式设备中。

发明内容

本发明提供的装置和操作方法将在后续附图说明、具体实施方式和权利要求书部分中给出进一步的介绍。

根据本发明的一方面，提供一种可使用不同的电池电源电压的射频(RF)功率放大器，所述射频功率放大器包括：

跨导级，具有一晶体管，所述晶体管的栅极具有射频信号输入；

共源共栅(cascode)级，具有至少两个共源共栅晶体管，所述共源共栅级与跨导级串联在电池电压节点和地之间，所述共源共栅级具有射频信号输出和至少两个偏压输入给所述至少两个共源共栅晶体管；以及

共源共栅偏压反馈电路，用于：

针对低电池电压，施加固定的偏置电压给所述至少两个偏压输入；

针对高电池电压，施加反馈偏置电压给所述至少两个偏压输入，其中所述反馈偏置电压是基于所述电池电压节点的电压的。