[发明专利]集成电路、无线通信单元、以及用于提供电源的方法

说明书

描述了一种集成电路用于给射频功率放大器提供电源。所述集成电路包括低频电源路径，包括有开关稳压器；高频电源路径，用于调节所述集成电路用于耦接负载的输出端的混合电源的输出电压，其中，所述混合电源由所述低频电源路径和所述高频电源路径所提供；其中，所述高频电源路径包括：放大器，包括有电压反馈，所述放大器用于驱动所述高频电源路径的电源信号；以及高频路径电源单元，用于提供高频电源来驱动所述放大器，其中，所述高频路径电源单元包括脉冲宽度调制器，所述脉冲宽度调制器通过滤波器可操作地耦接至所述高频电源，并用于提供滤波后的脉冲宽度调制信号给所述高频电源路径。

【技术领域】

本发明涉及用于无线通信单元、用于提供电源的发送机架构和电路。本发明可用于，但不限于，线性发送机的电源集成电路和无线通信单元，以及对应的功率放大器电源方法。

【背景技术】

本发明的主要关注点和应用为可在无线通信应用中使用的射频功率放大器(radio frequency power amplifier)。持续加载在有限的可用于射频通信系统的频谱上的压力迫使频谱效率线性调制方案(spectrally-efficient linear modulationschemes)的发展。由于大量线性调制方案的包络(envelope)波动，导致传输给天线的平均功率实际上显著地低于最大功率，由此造成了功率放大器的低效率。特别地，在该领域中，已有大量的研究工作用于发展有能力在功率放大器的回退(back-off)(线性(linear))区域提供高性能的高效的拓扑结构。

为了最小化来自频谱再生长(spectral re-growth)的非期望的带外辐射(out-of-band emission)，线性调制方案需要对调制信号进行线性放大。然而，典型的射频放大装置中所使用的有源器件(active devices)本质上是非线性(non-linear)的。仅且仅当很小一部分被消耗的直流电(DC power)转化(transformed into)为射频功率时，放大装置的传递函数(transfer function)可趋近于一条直线，也即，在理想的线性放大器情形下。这样的操作方式(mode of operation)提供直流到射频功率的低效率的转化，因此不能被便携式(用户)无线通信单元所接受。另外，该低效率同样被认为会给基站造成问题。

进一步，便携式(用户)设备的重点在于增加电池的寿命。为同时获得线性度(linearity)和效率(efficiency)，所谓的线性化技术被用于改善更高效率的放大器类别(例如‘AB’类,‘B’类或‘C’类放大器)的线性度。已存在各种各样的线性化技术，例如，笛卡尔反馈(Cartesian Feedback)，前馈(Feed-forward)，自适应预失真(Adaptive Pre-distortion)，这些线性技术通常用于设计线性发送机(transmitter)。

线性放大器(例如，AB类)的输出端的电压通常根据最终的射频功率放大器设备的要求而设定。通常情况下，所述功率放大器的最小电压会显著地大于AB类的放大器的输出电路所要求的电压。因此，它们并非是最有效的放大技术。由于所述功率放大器的最小电源电压(supply voltage)(Vmin)的要求，所述发送机(主要是功率放大器)的效率由所述输出设备两端的电压，和任意下拉设备元件上的任意过电压(excess voltage)所决定。

为提升上行通信信道的传输比特率，包括振幅调制(amplitude modulation，AM)元件的更大的星座调制机制(constellation modulation schemes)被研究，实际上，成为需求。这些调整机制，例如16比特的正交幅度调制(16-QAM)，需要使用线性功率放大器(Power Amplifier，PA)，并且与调制包络波形(modulation envelope waveform)的高波峰(crest)因素(也即，波动的程度)有关。这与之前通常使用的恒定包络调制机制(constantenvelope modulation schemes)形成对比，并导致功率效率和线性度的显著降低。