[发明专利]一种应用于包络跟踪电源调制器的降频采样与控制电路

说明书

本发明属于集成电路技术领域，具体为一种应用于包络跟踪电源调制器的降频采样与控制电路。本发明提供的降频采样与控制电路包括采样单元、滤波单元、比较单元，通过对包络跟踪电源调制器中线性放大器的输出电流进行采样、低通滤波和比较，得到所述电流控制信号DUTY，利用DUTY对开关放大器的功率开关进行控制，能够在有效滤除包络信号中的高频成分的同时保证开关放大器对平均功率的跟踪速度，提高包络跟踪电源调制器的效率。

技术领域

本发明属于集成电路技术领域，具体涉及一种应用于包络跟踪电源调制器的降频采样与控制电路。

背景技术

为了实现高速数据传输，现代无线通信系统中的信号调制技术变得越来越复杂，随之产生的一个显著的问题是，所传输信号的峰值-平均功率比越来越大。信号是通过功率放大器发送的，高峰值-平均功率比的信号对功率放大器的效率提出了严峻的挑战。传统的功率放大器采用固定电压的电源供电，信号的峰值-平均功率比越大，功率放大器的效率越低。包络跟踪电源调制器能够根据信号的包络轨迹变化动态地调节功率放大器的电源电压，进而减小能量损耗，提高功率放大器的效率。

包络跟踪电源调制器通常包括一个线性放大器和一个开关放大器。线性放大器具有大带宽低效率的特性，开关放大器具有低带宽高效率的特性。开关放大器负责提供输出包络电源中的低频成分，线性放大器负责提供输出包络电源中的高频成分，二者的相互结合使得包络跟踪电源调制器具有很高的速度和较高的效率。

开关放大器由功率级和控制级两个部分组成。功率级通常包含有功率开关和电感，以开关电源的方式对能量进行转换。控制级通常包含有一个或多个控制信号，其中一个电流控制信号与线性放大器输出电流相关。这个电流控制信号的获得方法是，通过电流采样电路得到线性放大器的输出电流，将这个输出电流与参考值比较，如果输出电流大于参考值，则电流控制信号为高电平（或低电平），如果输出电流小于参考值，则电流控制信号为低电平（或高电平）。

开关放大器的开关频率与电流控制信号有密切的联系。影响开关放大器效率的因素之一是开关损耗，开关损耗与开关频率成正比，因此开关频率越大开关放大器的开关损耗越大。为了将开关频率控制在合理的范围内，需要对电流控制信号进行控制，以降低电流控制信号的频率。传统的控制方法使用增大线性放大器输出电流的采样电阻、减小开关放大器控制级中迟滞比较器的迟滞电压、增大开关放大器控制级的功率电感等方式降低电流控制信号频率。这些方法不能得到一个纯净的低频控制信号，高频的成分始终或多或少的存在于开关控制信号中，既增大了开关损耗，也会因频率落入带内而对被发送信号造成电磁干扰。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有开关放大器跟踪速度的应用于包络跟踪电源调制器的降频采样与控制电路。

本发明提供的应用于包络跟踪电源调制器的降频采样与控制电路，其结构包括：采样单元，滤波单元，比较单元；其中：

所述采样单元包括：采样电阻，该采样电阻用于将线性放大器输出端与包络跟踪电源调制器的输出端隔离；

所述采样单元还包括：镜像NMOS晶体管，镜像PMOS晶体管；

所述镜像NMOS晶体管与包络跟踪电源调制器中线性放大器输出级NMOS功率晶体管的长度相等，宽度比为1：N，二者的栅极连在一起，二者的漏极连在一起；所述镜像PMOS晶体管与包络跟踪电源调制器中线性放大器输出级PMOS功率晶体管的长度相等，宽度比为1：N，二者的栅极连在一起，二者的漏极连在一起；所述N的值为200或相近的数量级；所述镜像NNOS晶体管的源极与所述镜像PMOS晶体管的源极连在一起；

所述采样电阻一端连接所述镜像NNOS晶体管的源极，另一端连接包络跟踪电源调制器中线性放大器的输出端。

可选地，在本发明中，所述采样单元还包括：镜像NMOS晶体管，镜像PMOS晶体管，分压电阻，运算跨导放大器；