[发明专利]用于包络跟踪系统的包络路径中的信号的减小的带宽

说明书

技术领域

本发明涉及具有到功率放大器的信号输入的RF输入路径和到功 率放大器的电源输入的包络路径的包络跟踪系统。这样的包络跟踪系 统可以用在例如蜂窝系统或者WiFi系统中。

背景技术

包络跟踪功率放大器系统在本领域已知，并且通常包括要放大的 输入信号在到功率放大器的信号输入的RF输入路径上的提供以及用 于基于输入信号生成经调制的电源的包络路径，其中经调制的电源被 提供给功率放大器的电源输入。

图1(a)中图示了示例性现有技术的包络跟踪功率放大器系统。 要放大的信号在本示例中是具有I和Q分量的复数信号，由源块108 来生成。要被放大的信号被提供给延迟块106，延迟块106提供延迟 对准。延迟块106的输出向RF输入路径提供信号并且向包络路径提 供信号。RF输入路径中的信号被提供给RF上变频块104，RF上变 频块104将输入信号转换成RF信号，并且然后向功率放大器102提 供输入。包络路径在包络检测器块114中从延迟块106接收信号，包 络检测器块114检测该信号的包络。这样检测到的包络被提供给包络 成形块112，包络成形块112对包络成形，并且包络成形块112的输 出被递送给电源调制器110。电源调制器110的输出向功率放大器102 的电源端子提供经调制的电源电压。功率放大器102的输出提供RF 输出信号。

延迟块106提供延迟调节以维持向功率放大器102的输入施加的 输入路径中的RF信号与向功率放大器102的电源端子施加的经调制 的电源电压之间的精确的定时对准。

包络成形块112包括成形表并且实现包络成形功能，并且可以被 提供以便从包络路径中的信号中去除信号凹槽。

图1(a)的电路的RF线性化可以通过调节包络成形块112的包 络成形函数来实现。

图1(b)表示现有技术的包络跟踪功率放大器系统的替选实现。 图1(b)的系统对应于图1(a)的系统，并且相似的附图标记用于 表示相似的元件。图1(b)另外包括被定位在延迟块106的输出信号 与RF上变频块104的输入之间的DPD(数字预失真)块116。DPD 块116提供RF波形的预失真并且附加于或者替选于包络成形函数 112起作用，以实现系统的RF线性化。在本实现中，复数信号的预 失真在检测到包络之后出现。

图1(c)图示用于现有技术的包络跟踪功率放大器系统的图1(a) 的布置的另外的修改。图1(c)的系统对应于图1(a)的系统，并 且相似的附图标记用于图示类似的元件。在图1(c)中，DPD块118 连接在源块108的输出与到延迟块106的输入之间。因此，预失真在 检测到包络之前施加。由DPD块118附加于或者替选于包络成形块 112所提供的这一预失真功能实现系统的RF线性化。

现有技术的包络跟踪系统维持向功率放大器施加的瞬时电源电 压与向功率放大器施加的RF输入信号的瞬时包络之间的1:1关系。 也就是，对于RF输入的包络的每个值，存在一个对应的电源电压值。 由于这一1:1关系，DPD块仅需要是一维的并且仅接收表示到功率放 大器的信号输入的信号。由包络检测器块114提供的非线性包络检测 操作的操作增加了包络路径中的信号的带宽。在典型的实现中，电源 调制器带宽(即包络路径中的带宽)被选择为RF路径的带宽的1.5 到3倍。

包络跟踪系统能够支持的最大带宽通常由电源调制器110的设计 来决定。特别地，电源调制器在没有引入明显失真的情况下能够支持 的最大电流和电压信号转换速率通常决定包络跟踪系统的最大带宽。

最近的蜂窝系统的RF输入路径所需要的最大RF带宽为20MHz， 但是在未来的系统中期望其上升到40MHz或者更高。

诸如802.11ac等未来的WiFi系统必须在高达160MHz的输入路 径中支持RF(射频)带宽。

使用现有的半导体技术设计带宽大于40MHz的电源调制器是一 个极大的挑战。另外，需要由延迟块106针对这些更高带宽系统控制 的亚纳秒定时对准准确性变得越来越难以实现和维持。

电源调制器的带宽和RF至包络延迟匹配需求可以通过使用部分 包络跟踪来显著降低。这需要在包络路径中生成带宽减小的电源参考 信号，以满足电源参考信号的瞬时电压必须始终大于全带宽RF包络 信号的瞬时电压以便提供足以在功率放大器102中放大输入信号的电 源电压这一约束。

这可以参考图2来说明。