[发明专利]数字时间交织RF-PWM发射机

说明书

技术领域

本发明总体涉及射频(RF)发射机，更特别地涉及RF脉冲宽度调制(PWM)发射机。

背景技术

在诸如无线局域网(WLAN)或长期演进(LTE)的许多常规应用中，信号操作在低幅值下，其具有高峰均比(peak-to-average)并引起发射机性能受损。这部分是由于常规功率放大器(PA)在这些高峰均比下的性能引起的，在其中功率效率以指数降低。这示意在图1中，其中比较了AB类放大器、开关PA和Doherty PA的性能。如图所示，Doterty PA具有最佳的性能，但是这类PA较庞大(使用不适于CMOS工艺的大功率组合器)，并且通常应用于基站中。开关PA(其可以使用具有非线性部件(LINC)架构的极性或线性放大)具有比AB类PA更好的性能，但是这些架构也有一些问题(例如，对于延迟失配较敏感，以及由于使用功率组合器引起效率限制)。如图所示，这些PA中没有一个符合目标性能。

还有一连串与这些架构有关的其他问题，为了示出与这些常规架构有关的一些问题，可以参见图2所示的全数字发射机100。在操作中，数字调制器102能够生成用于调制器的同相(I)和正交(Q)信号。在该调制器中，本地振荡器(LO)107生成LO信号，该信号被相移电路106(其典型地是混合电路)进行相移，以便给混频器104-1提供0度相移信号并且给混频器104-2提供90度相移信号。然后，混频器104-1和104-2能够将I和Q信号与相移的LO信号混合，并且混频器104-1和104-2的输出被组合器108(其典型地是加法器)组合。然后，来自调制器的输出被脉冲生成器110(其可以例如是1比特带通sigma-delta调制器(SDM)或1比特载波脉冲调制器)滤波，从而为开关PA112生成信号。该布置的一些问题是：(1)当SDM用作脉冲生成器110时，负载通常包括庞大且昂贵的模拟后滤波，以及(2)会严重限制在一个RF周期到另一个RF周期期间的脉冲持续时间的改变。

因此，有必要改进RF发射机。

常规电路的一些例子是：美国专利US 7,729,445；欧洲专利EP1632073；Midya等人的“Quadrature Integral Noise Shaping for Generation of Modulated RF Signals”，Proceedings ofthe45^th Midwest Symposium on Circuits and Systems，Vo1.2，pp.537-540，2006；以及Wagh等人的“An all-digital universal RF transmitter”，Proc.IEEE Custom Integrated Circuit Conf.(CICC)，p.549，2004。

发明内容

因此，本发明的实施例提供了一种装置。该装置包括：第一sigma-delta调制器(SDM)，其被配置为接收同相(I)信号；第二SDM，其被配置为接收正交(Q)信号；第一脉冲宽度调制器(PWM)，其耦合到第一SDM；第二PWM，其耦合到第二SDM；交织器，其耦合到第一和第二PWM，并且被配置为将来自第一和第二PWM的输出组合；以及功率放大器(PA)，其耦合到交织器。

根据本发明的实施例，交织器进一步包括：第一混频器，其被配置为接收第一交织信号并且耦合到第一PWM；第二混频器，其被配置为接收第二交织信号并且耦合到第二PWM；以及组合器，其耦合到第一混频器、第二混频器以及PA。

根据本发明的实施例，第一和第二交织信号相位差为90度。

根据本发明的实施例，该装置进一步包括：第一中继器，其耦合在第一PWM和第一混频器之间；以及第二中继器，其耦合在第二PWM和第二混频器之间。

根据本发明的实施例，第一和第二SDM被配置为接收第一时钟信号，并且其中第一和第二PWM被配置为接收第二时钟信号，并且其中第一和第二中继器被配置为接收第三时钟信号。

根据本发明的实施例，第一、第二和第三时钟信号具有第一、第二和第三频率，并且其中第二频率是第一频率的两倍，其中第三频率是第二频率的两倍。

根据本发明的实施例，该装置进一步包括数字调制器，其被配置为生成I和Q信号。

根据本发明的实施例，提供了一种方法。该方法包括：接收I和Q信号；使用sigma-delta调制来对I和Q信号进行滤波；从滤波后的I和Q信号生成I和Q脉冲宽度调制信号；交织I和Q脉冲宽度调制信号，从而生成时间交织的信号；以及放大时间交织的信号。