[发明专利]包络跟踪推挽或差分功率放大器

说明书

技术领域

本发明涉及包络跟踪(ET)射频(RF)功率放大器。

背景技术

并入包络跟踪电源的功率放大器系统是本领域已知的。包络跟踪可以应用至跨越从HF(高频)至微波的宽范围的RF频率操作的射频(RF)发送器。

在包络跟踪RF功率放大器系统中，馈送至功率放大器的电源电压被动态地调节，以跟踪以高瞬时RF功率放大的RF输入信号的包络。通过跟踪被放大的信号来生成电源电压，通过仅提供用于放大瞬时输入信号所必需的电源电压来提高工作效率。“理想”电源电压瞬时跟踪瞬时RF输入功率信号，以使在任何时刻，提供足够的并且仅提供充足的电平的电源电压。

在高瞬时RF输入功率下，功率放大器工作在压缩状态，并且RF输出功率主要根据电源电压而非RF输入功率来确定。这可以被称作压缩工作模式。在低瞬时RF输入功率下，电源电压按适于功率放大器器件技术的某一最小值保持大致恒定。这可以被称作线性工作模式。在该线性工作模式下，RF输出功率主要根据RF输入功率来确定。在中等瞬时RF功率下，在压缩工作模式与线性工作模式之间存在渐变。

图1例示了功率放大器的工作模式。图1例示了针对功率放大器的瞬时电源电压与针对功率放大器的瞬时RF输入功率的关系的图8。该线性工作模式在标号2所指示的线性区域中发生。该压缩工作模式在标号6所指示的压缩区域中发生。这两种工作模式之间的过渡在过渡区域4发生。

根据上述，应当明白，当功率放大器正在压缩工作区域或过渡工作区域工作时，所施加的电源电压与“理想”希望电源电压之间的任何误差都将导致功率放大器输出部处的信号的瞬时RF输出功率的误差。该输出功率误差又使所发送RF信号的线性度劣化，从而导致误差矢量幅值(EVM)(带内失真的测量值)，相邻信道泄漏比(ACLR)失真(接近于载波失真)增大，而对于频分双工(FDD)系统来说，接收到的频带噪声(远离载波失真)增大。

“理想”包络跟踪电源(还已知为包络放大器或包络调制器)可以被建模为经调制的电压源，其经由馈送网络连接至功率放大器晶体管的漏极或集电极。在典型的RF功率放大器装置中，馈送网络具有两个主要功能：(i)向用于在包络跟踪电源与功率放大器器件内部的集电极或漏极之间流动的视频频率(video frequency)电流的DC提供低阻抗路径；以及(ii)在可以产生RF载波电压的RF载频处提供相对高的阻抗。可以注意到，在该描述中阐述的示例中，在去往功率放大器的供应路径中的信号被称为视频频率(或高频)信号，而输入路径中的信号(即，要放大的信号)被称为RF信号。用于电源馈送的这两个主要目标可以是相反的，特别是当最高视频频率电源电流与功率放大器RF载频的频率分隔较小或不存在时。

如果电源阻抗(从功率放大器器件的内部的漏极或集电极看去)在存在显著视频电流的最高频率下太高，则施加至漏极/集电极的电源电压的误差将导致发送频谱劣化。

本发明的目的是，提供一种致力于解决一个或更多个上述问题的改进的装置。

发明内容

本发明提供了一种具有经调制的电源电压的推挽放大器，具有针对该推挽放大器的每一个有源器件的单独的DC电源网络。

根据本发明，提供了一种功率放大器装置，包括：第一有源器件和第二有源器件，该第一有源器件和第二有源器件用于放大输入信号的同相部分和反相部分；第一DC电源网络，该第一DC电源网络连接在所述第一有源器件的输出部与经调制的电源电压之间；第二DC电源网络，该第二DC电源网络连接在所述第二有源器件的输出部与同一经调制的电源电压之间；以及输出组合器，该输出组合器用于组合所述输入信号的经放大的同相部分和反相部分。所述功率放大器装置可以被称为推挽功率放大器装置或差分功率放大器装置。

所述第一DC电源网络和所述第二DC电源网络可以包括电感器。所述第一DC电源网络和所述第二DC电源网络可以包括传输线路。

所述功率放大器装置还可以包括分相器，该分相器用于接收所述输入信号并且用于生成所述输入信号的所述同相部分和反相部分。

所述输出组合器可以是集总元件电感器-电容器巴伦(balun)。所述组合器可以包括：第三电感器和第四电感器，该第三电感器和第四电感器具有连接至相应的所述有源器件的输出部的第一端子；第一电容器和第二电容器，一个电容器连接在所述第三电感器的第一端子与地之间，一个电容器连接在所述第四电感器的第一端子与所述第三电感器的第二端子之间，其中，经组合的信号被生成在所述第三电感器的第二端子与地之间。