[发明专利]用于射频传输的包络跟踪电路和方法以及包络跟踪发射器

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2013年2月26日由Bellaouar等人所提交的、标题为“METHOD OF POWER AMPLIFIER EFFICIENCY IMPROVEMENT USING SAMPLED ENVELOPE TECHNIQUE”、序列号为61/796,424的美国临时申请的优先权，以及要求于2013年4月16日由Bellaouar等人所提交的、标题为“CIRCUIT AND METHOD FOR ENVELOPE TRACKING AND ENVELOPE-TRACKING TRANSMITTER FOR RADIO-FREQUECY TRANSMISSION”、序列号为13/863,810的美国申请的优先权，在先申请与本申请共同受让，并且通过援引的方式并入本文。

技术领域

本申请总地涉及射频（RF）发射器，并且更具体地，涉及用于在RF发射器中所使用的功率放大器的包络跟踪（ET）技术。

背景技术

RF功率放大器使用在RF发射器中以将低功率RF信号转换成较高功率信号，典型地用于驱动天线。所发射的RF信号典型地根据某一调制方案来进行调制，在一段时间上产生的经调制的波形具有峰值振幅和均方根振幅，以及其他特性。这两个特性的平方的比称为峰值平均功率比（PAPR），并且是波形峰值功率和平均功率的比较。由恒定供给电压所供给的常规功率放大器以峰值功率或以低PAPR操作最高效。随着波形的PAPR增加，功率放大器花费更多时间以低于峰值功率和低于最大效率进行操作。过剩功率（损耗）通常以热的形式从RF发射器中消散，其频繁要求以冷却部件形式的进一步的功率消耗。

对RF系统的需求在增长。现代系统被呼吁在紧缩的带宽上支持更高数据速率。此外，RF设备的激增已引起对跨多频带的支持的需求。持续发布新频谱带以满足容量需求。这些因素中的每一个已引起RF发射器中的功耗的增加，特别是引起功率放大器中的效率降低以及功率需求的增加。随着需求增长，RF技术也在提高。例如，3G演进、4G以及长期演进（LTE）通信网络已引起RF信号动态范围的显著增加以及峰值功率的增加，以容纳更高数据速率和更复杂的调制方案。各种信道编码和调制技术的可用性、对于更宽信道带宽的需求、以及高PAPR调制方案全都将其需求压在功率可用性和效率上。

已对功率放大器引入ET以确保对于任何给定的瞬时输出功率要求，功率放大器以峰值效率操作。利用ET，功率放大器供给电压从其最大值减少以跟踪RF信号的“包络（envelope）”，从而减少以热形式消散的能量。

发明内容

一方面提供用于射频传输的包络跟踪（ET）电路，包括：（1）振幅计算器，配置为生成逼近输入信号振幅的振幅信号，（2）峰值检测器，耦连到振幅计算器并配置为在时间窗内取得振幅信号的样本并产生表示样本之中的振幅峰值的包络信号，以及（3）信号调节器，耦连到峰值检测器并配置为调节包络信号用于驱动可操作以放大和发射基于输入信号的RF信号的功率放大器的电源输入级。

另一方面提供包络跟踪方法，包括：（1）在时间窗上对从输入信号所计算的振幅数据进行采样并标识时间窗内的振幅峰值，（2）生成与振幅峰值有关的、被缩放以与基于输入信号的RF信号的功率缩放相匹配的DC信号，以及（3）调节DC信号用于对配置为放大RF信号用于后续传输的功率放大器供电。

又一方面提供用于RF传输的ET发射器，包括：（1）RF集成电路（RFIC），配置为基于输入I/Q数据信号生成RF信号，（2）功率放大器，具有RF输入级和电源输入级并配置为放大RF信号用于后续传输，以及（3）ET功率控制器。在一个实施例中，ET功率控制器配置为：（3a）在一系列时间窗上对输入I/Q数据信号的振幅数据进行采样，（3b）在一系列时间窗内检测各自的振幅峰值并基于各自的振幅峰值生成包络信号，以及（3c）调整包络信号的增益以与RF信号的增益相匹配并应用数模转换器（DAC）和平滑滤波器以调节包络信号用于驱动功率放大器的电源输入级。

附图说明

现在结合附图对接下来采取的描述进行参考，其中：

图1是RF发射器的框图，在其内可具体化或实行本文所引入的ET电路和ET方法；

图2是ET RF发射器的一个实施例的功能性框图；

图3是具有闭环增益控制的ET RF发射器的另一个实施例的功能性框图；以及

图4是ET方法的一个实施例的流程图。

具体实施方式