[发明专利]具有功率水平控制的线性功率高效射频（RF）驱动器系统和方法

说明书

技术领域

本发明总体涉及射频(RF)高功率输出放大器或衰减器，更具体涉及施加到RF发射器中的驱动级的控制功率。

背景技术

射频发射器系统中的功率控制在本领域内众所周知，并通常根据发射器到无线或移动电话网络中的接收器的距离远近，用来控制发射器输出功率。功率输出可利用无线信号强度指示(RSSI)测量来控制，或相反，从而接收的无线电不过载，并且降低发射通信设备中的功率消耗。

控制RF放大器的驱动功率在使便携设备中的电流消耗量最小化的方面经常是必需的。美国专利No.6,681,101和美国专利No.6,684,064，在此引入作为参考，描述了控制RF驱动功率的方法。‘064专利描述了RF功率放大器的动态偏置，其中RF发射器的工作偏置响应于功率控制信号来动态地调节。‘101专利描述了一种具有放大的高效功率控制配置的RF发射器，其中该发射器包括级切换、偏置调节以及消耗供应调制，以提供精细的和粗略的功率控制以及功率包络波动。虽然这些系统用于使RF放大器级中的功率降低，但其不用于节约电流消耗或对电流的失真进行折衷。这些现有技术系统没有使用多级方法，其中在保持整体的线性度和高效率的同时，电流通过在低电流驱动级以及高电流放大级中的控制输出功率更有效地使用。当这些类型的发射器功率控制器和便携设备一起使用时，它们不能起到降低电流消耗的作用，这是因为它们的设计只是为了改变RF放大器的功率输出的目的。这些现有技术系统被固定在用于满足特殊设计要求的一个电流水平上，例如在不管所需要的输出功率时的功率的线性度。因此，这些设计可以高度低效和浪费的，导致高电流消耗和比必要的电池寿命较短的电池寿命。这在其中电池寿命是至关重要的便携式RF设备中非常成问题。

因此，存在如下需求，即提供一种用于控制RF放大器中的RF功率输出的系统和方法，其在保持RF功率放大器的线性度的同时仍然具有电流消耗高效率。

附图说明

图1是说明根据本发明的具有功率水平控制的线性功率高效RF驱动器系统的框图。

图2是说明根据本发明具有功率水平控制的线性功率高效RF驱动器系统的流程图。

具体实施方式

现在参考图1，框图说明具有功率水平控制的线性功率高效的RF驱动器系统100，其工作以控制输出功率和在也需要降低功率时减小电流损耗。将基带信号和本地振荡器信号均供应给混频器101。将来自混频器101的合成RF输出信号供应给预驱动放大器105。预驱动放大器105工作以使合成RF输出信号的振幅增加到某一预定水平。该预驱动放大器105是高阻抗低电流设计。将预驱动放大器105的输出供应给输出驱动器107，该输出驱动器107再次提供增益来将从预驱动放大器105供应给其的RF信号增加到所期望的水平。该输出驱动器通常具有高阻抗输入，该高阻抗输入可近似为1000欧姆或以上并将放大器RF输出信号提供给例如50欧姆天线等等的低阻抗输出负载。本发明还包括偏置控制器109，其运作以控制供应给输出驱动器107的偏置。通过控制输出驱动器的偏置，能够控制输出驱动器的动态范围量或转换能力，以至于产生线性输出功率的所期望量。偏置控制器109通过匹配预驱动信号增益控制以便输出驱动器的转换能力和/或线性度“跟踪”预驱动放大器105的信号增益来操作，以便由按在预驱动放大器105处的输入信号水平决定输出驱动器107所利用的电流。

虽然偏置控制器109降低供应给输出驱动器107的电流，但由预驱动放大器105和偏置控制器109使用的工作电流量保持恒定。为了提供增加的效率和较低的电流消耗，这些器件所使用的电流量也可利用自动增益控制器(AGC)111来控制。AGC 111通过按比例决定预驱动放大器105和偏置控制器109的使用量来操作，以至于输出驱动器107仅供应有需要保持预定线性度和增益需求的电流量。只要满足这些最低要求，就没有浪费电流并实现最大效率。当基于通过预驱动器在输出驱动器偏流的输入值下出现在该输出驱动器偏流的输入值的信号水平自动调节输出驱动器偏流时，预驱动放大器105因此以大大降低的电流提供所需要的信号增益控制。