[发明专利]具有失配容忍度的RF功率放大器电路

说明书

本发明涉及具有失配容忍度的RF功率放大器电路。一种射频(RF)功率放大器系统包括：功率放大器，其被配置为放大RF输入信号以生成RF输出信号；包络块，其被配置为基于所述RF输入信号的包络生成包络信号，所述包络信号指示所述RF输出信号的估计包络；功率放大器VCC控制器，其被配置为响应于指示所述RF输出信号的估计包络的所述包络信号和指示所述功率放大器的输出处的阻抗失配的参数，生成用于控制所述功率放大器的包络跟踪供应电压的供应电压控制信号。

本申请是申请日为2011年5月12日、题为“具有失配容忍度的RF功率放大器电路”的发明专利申请201180035525.3的分案申请，该母案申请对应于2011年5月12日提交的具有相同发明名称的国际申请PCT/US2011/036323。

技术领域

本发明涉及用于控制RF PA(射频功率放大器)的电路，并且更具体而言涉及用于调整RF PA的供应电压的RF PA控制器。

背景技术

在便携式电子设备如手机、膝上电脑和其他电子设备中广泛地使用RF(射频)发射器和RF功率放大器。在这些设备中使用的RF发射器和RF功率放大器放大并且远程地发射RF信号。RF PA是在这些电子设备中的最主要的功率消耗源之一，并且其效率对于这些便携式电子设备的电池寿命具有显著影响。例如手机制造商进行极大努力来提高RF PA系统的效率，因为RF PA的效率是确定手机的电池寿命和它的通话时间的最关键的因素之一。

图1示出了常规RF发射器电路，其包括发射器集成电路(TXIC)102和外部功率放大器(PA)104。在一些情况中，在TXIC 102与PA 104之间可能存在滤波器。例如，RF发射器电路可以被包括在使用一个或多个手机标准(调制技术)如UMTS(通用移动电话系统)或CDMA(码分多址)的手机设备中，当然RF发射器电路可以被包括在任何其他类型的RF电子设备中。仅仅为了说明的目的，在这里将RF发射器电路描述为手机设备的一部分。TXIC 102生成要由PA 104放大并且要由天线(未示出)远程发射(110)的RF信号。例如，RF信号106可以是由TXIC 102根据UMTS或CDMA标准调制的RF信号106。

PA 104通常包括输出晶体管(未显示)作为它的最后一个放大级。当由PA 104放大RF已调信号106时，该输出晶体管往往会使RF已调信号106失真，导致在RF输出信号110处比RF输入信号106处更宽的频谱占用。由于RF频谱是在手机用户之间共享的，所以该更宽的频谱占用是不希望的。因此，手机标准典型地调节可接受的失真的量，因而需要输出晶体管满足高的线性要求。就这点而言，当对RF输入信号106进行幅度调制时，需要对PA 104的输出晶体管进行偏置使得该输出晶体管在峰值发射功率上仍然线性。这典型地导致在RF输入信号106的幅度的非峰值期间的功率浪费，因为该偏置是针对峰值功率水平处的可接受的失真而保持固定的。

某些RF调制技术发展为需要更得多的频谱效率，并且因此迫使PA 104牺牲更多的功率效率。例如虽然在PA 104的输出晶体管的峰值功率处的效率可以高于60％，但是当使用诸如WCDMA的调制格式时，利用某些类型的编码，PA 104的效率下降到低于30％。该性能改变是由于PA 104中的RF晶体管在RF输入信号106的幅度的非峰值期间保持在几乎固定的偏置。

存在用于提供PA 104中的效率增益的一些常规技术。一种常规技术提供降低由电源(例如开关模式电源(SMPS)112)向PA 104提供的供应电压108来提高PA 104中的效率。通过使用较低的供应电压108，PA 104以提高的功率效率来操作，因为其操作更靠近饱和点。但是，供应电压108不可以被降得太低，因为这将导致PA 104进行操作的电压余量不足，导致不可接受的失真。如前所述，该失真可能导致所发射的信号的能量溢出到相邻信道上，增加频谱占用并且产生对工作在那些相邻信道中的无线电器件的干扰。因此，应该为PA选择能够平衡可接受的失真与好的效率的最佳供应电压。