[发明专利]多状态、开关模式功率放大器系统及其操作方法

说明书

本发明涉及多状态、开关模式功率放大器系统及其操作方法。放大器的实施例包括N(N>1)个开关模式功率放大器(SMPA)分支。每个SMPA分支包括两个驱动信号输入和一个SMPA分支输出。耦合于所述放大器的模块采样了输入RF信号，并基于采样产生了驱动信号的组合。当SMPA分支接收驱动信号的第一组合的时候，它产生了处于电压电平的输出信号。相反，当所述SMPA分支接收驱动信号的不同所述SMPA分支的第二组合的时候，它产生了处于另一个电压电平的输出信号。最后，当所述所述SMPA分支接收驱动信号的不同第三组合的时候，它产生了处于实质上为零的电压电平的输出信号。组合器将源自所有所述SMPA分支的输出信号进行组合以产生可以在任何给定时间具有2*N+1个量化状态之一的组合的输出信号。

技术领域

本发明通常涉及开关模式功率放大器系统及其操作方法。

背景技术

无线电频率(RF)通信主要涉及将数字基带信息转换为适合于通过空中接口传送和接收的高功率、调制的RF信号。在任何RF通信系统中，在给用于传输的天线提供信号之前，系统的功率放大器在放大要被传输的信号方面起了重要作用。各种常见类型的功率放大器被用于RF通信中，其中最常见的类型被归类为具有模拟设计(例如，A、B、AB和C类)或开关设计(例如，D和E类)。

功率放大器常常消耗由传输系统所消耗的总功率的显著部分。因此，功率放大器的效率(即，放大器输出信号的功率除以放大器消耗的总功率)是设计人员一直力求提高的放大器质量。然而，放大器性能也需要重要考虑，并且具有较高理论效率的很多放大器设计可以具有典型地低性能。例如，具有相对高理论效率的某些类放大器在线性度、失真、带宽等等方面可以具有相对较差的性能。由于期望优化RF功率放大器的效率和性能二者，RF功率放大器的设计人员不断努力开发更高效和更高性能的放大器设计。

附图说明

图1根据示例实施例，是多状态、开关模式功率放大器(SMPA)系统的简化示意图；

图2是说明了放大器控制位代码的第一例子的表，其中当被提供给3分支SMPA系统的实施例的时候，会导致SMPA系统将其输出信号幅值调节到7个输出电压电平之一；

图3根据示例实施例，是说明了3分支SMPA系统的7个示例输出电压电平的表；

图4是说明了放大器控制位代码的例子的表，其中当被提供给4分支SMPA系统的实施例的时候，会导致SMPA系统将其输出信号幅值调节到9个输出电压电平之一；

图5根据示例实施例，是说明了4分支SMPA系统的9个示例输出电压电平的表；以及

图6根据示例实施例，是一种用于操作多状态SMPA系统的方法的流程图。

具体实施方式

本发明所描述的实施例包括开关模式功率放大器(SMPA)系统及其操作方法，该放大器被配置以放大随时间变化的信号，例如无线电频率(RF)信号。本质上，本发明所描述的SMPA系统实施例实现了RF数模转换器(DAC)功能。更具体地说，本发明所描述的SMPA系统实施例可以特别适合于在通信系统内使用，其中在被编码以驱动多个并联SMPA分支之前，RF信号被过采样和量化。基于被提供给SMPA分支的SMPA(例如，晶体管)的驱动信号，每个SMPA分支被配置以将直流(DC)输入电压转换为放大的输出信号。该SMPA系统将源自多个SMPA分支的输出信号进一步结合以产生具有可以在多个电压电平或状态之间调制的电压电平的输出RF信号。所得到的输出RF信号可以被重建滤波器重建。