[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。一个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。耦接到放大器的模块采样输入RF信号，并基于采样产生驱动信号的组合。当SMPA分支接收驱动信号的第一组合时，它产生处于一个电压电平的输出信号。相反，当SMPA分支接收驱动信号的不同的第二组合时，它产生处于另一个电压电平的输出信号。至少两个SMPA分支产生具有不同的绝对幅度的输出信号。组合器将来自所有所述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个量化状态中的一个的组合的输出信号。

技术领域

本发明通常涉及开关模式功率放大器及其操作方法。

背景技术

射频(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，在给天线提供信号以用于传输之前，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)。

功率放大器倾向于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)是设计人员一直努力提高的放大器质量。然而，考虑放大器的性能也很重要，并且具有高的理论效率的很多放大器设计可能具有典型地较低的性能。例如，具有相对高的理论效率的某些类放大器在线性度、失真、带宽等等方面可能具有相对较差的性能。由于强烈期望优化RF功率放大器的效率和性能两者，因此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。

发明内容

根据本公开的一个实施例，提供了一种放大器，包括：

N个开关模式功率放大器SMPA分支，其中所述SMPA分支至少包括：

第一SMPA分支，其包括

两个第一驱动信号输入，以及

第一SMPA分支输出，其中

响应于在所述两个第一驱动信号输入处接收到驱动信号的第一组合，所述第一SMPA分支被配置来在所述第一SMPA分支输出处产生处于第一电压电平的第一SMPA分支输出信号，以及

响应于在所述两个第一驱动信号输入处接收到驱动信号的不同的第二组合，所述第一SMPA分支被配置来在所述第一SMPA分支输出处产生处于不同的第二电压电平的第一SMPA分支输出信号；以及

第二SMPA分支，其包括

两个第二驱动信号输入，以及

第二SMPA分支输出，其中

响应于在所述两个第二驱动信号输入处接收到驱动信号的所述第一组合，所述第二SMPA分支被配置来在所述第二SMPA分支输出处产生处于不同的第三电压电平的第二SMPA分支输出信号，以及

响应于在所述两个第二驱动信号输入处接收到驱动信号的所述不同的第二组合，所述第二SMPA分支被配置来在所述第二SMPA分支输出处产生处于不同的第四电压电平的第二SMPA分支输出信号。

根据本公开的另一实施例，提供了一种放大器，包括：

具有射频RF信号输入和2*N个驱动信号输出的模块，其中N大于1，并且其中所述模块被配置来在所述RF信号输入处接收输入RF信号、采样所述输入RF信号，从而产生采样的序列，并且在所述2*N个驱动信号输出处给所述N个开关模式功率放大器SMPA分支中的每一个提供驱动信号，其中所述驱动信号在任何给定时间的状态取决于所述模块正在处理的采样的幅度；

所述N个SMPA分支，其中所述SMPA分支至少包括：