[发明专利]混合数字/模拟功率放大器

说明书

技术领域

本发明涉及适用于无线通信的大功率射频功率放大器(RF-PAs)，尤其涉及一个使用混合数字/模拟RF架构的预驱动器部件，该混合数字/模拟RF架构包括一重新同步数字模拟转换器以驱动高效大功率输出级。

背景技术

在本领域几种类型射频功率放大器(RF-PA)发射链路是熟知的。基于模拟的链通常通过数字信号处理(DSP)执行基带和中频信号，然后在中频(IF)通过精确的高速度高分辨率的数字模拟转换器(DACs)过渡到模拟域。在IF滤波，正交增频转换到期望的载波频率，并且功率放大完成该链。这种类型的模拟放大器链对任意输出功率等级享有可延长性的优势，尤其在最终的大功率级，使这种类型的预驱动器适合驱动应用于无线基站的大功率放大器(HPAs)，比如，Doherty大功率放大器。然而，多重低抖动、低相位噪音合成器和功能块的必要条件使同相和正交(I和Q)不匹配的调零设计和要求复杂化。

S-类(Class-S)数字放大器在那些应用于开关模式的D-类(Class-D)视频放大器中使用类似技术。S-类放大器具有将驱动功能的主要部分迁移至数据域的优势，数据域的超大规模集成(VLSI)技术降低芯片数量和消除模拟电路的偏移和漂移特性。然而，涉及到的高开关频率与输出设备的非理想因素相结合，降低效率和引入光谱扭曲，是载波频率的四倍。由于大量的必需设备和更高的寄生功率损耗，这些效应随着功率输出的上升而增大。

因此，依然需要适用于驱动用于无线通信的大功率RF-PAs的改良预驱动器电路。尤其需要使应用可延长性数字设计的S-类的VLSI集成优点和模拟设计的任意输出功率等级特性相结合的预驱动器电路架构。

发明内容

本发明涉及RF-PA预驱动器电路，使用包括重新同步数字-模拟转换器的混合模拟/数字RF架构以驱动用于无线通信的有效的高功率输出级。该混合模拟/数字RF架构保持了传统的S-类架构中高数字内容集成的优势，同时放松了输出晶体管和比特流发生器的性能要求。目标预驱动器电路结合了使用可延长性的S-类数字设计的VLSI集成优势与模拟设计的任意输出功率等级特性。因此，该混合模拟/数字预驱动器电路非常适合与标准模拟大功率发生器一起用于无线通信系统。

包装整个RF-PA部件是容易的，因为传统的通频带RF匹配技术可以被用于除了RF-DAC集成电路的信号为数字的任何地方。带通滤波器在低功率等级下被执行，从而降低后置-DAC增益级的带外比特流噪声和放松互调要求。进一步的，比特流发生器的全方位的稳定性的需要被放松，因为低比特流调制深度可以随着DAC中增强的增益和后来的增益级被补偿。另外，混合模拟/数字RF架构可以延伸数字RF技术到任意高发射功率等级和任意高载波频率，该高发射功率等级和高载波频率中，传统的S-类超谐波输出设备以载波频率的倍数切换是不可能的。由于移动到数字域的大部分信号的迁移，效率很大程度上依靠为大功率输出级选择的结构。

上述的概括说明和以下的详细说明都应该被理解为是该发明的典型例子和起解释作用的例子，并不能限制本发明。包含在说明书内并组成说明书的一部分的图示，阐述了该发明的具体实施例，并和概括说明共同解释该发明的原料。

附图简要说明

通过参考下列附图，本领域技术人员可更好地理解本发明的多个特点：

图1是混合模拟/数字RF预驱动器驱动大功率放大器的原理图；

图2是混合模拟/数字RF放大器系统的可选择实施例的原理图；

图3是混合模拟/数字RF放大器系统的第一个实施例的重新同步DAC的框图；

图4是混合模拟/数字RF放大器系统的第一个实施例的重新同步DAC的原理图；

图5A是混合模拟/数字RF预驱动器中输入比特流的频谱的曲线图；

图5B是混合模拟/数字RF预驱动器中输入比特流的频谱的放大部分的曲线；

图6A是混合模拟/数字RF预驱动器中输出比特流的频谱的曲线图；

图6B是混合模拟/数字RF预驱动器中输出比特流的频谱的放大部分的曲线；

图7是混合模拟/数字RF预驱动器驱动的HPA的时间域内的输出RF信号的曲线图。

具体实施方式