[发明专利]一种高效率高线性度包络调制器

说明书

本发明公开了一种高效率高线性度包络调制器，包括依次连接的包络整形单元、偏置跟踪单元、线性放大级、电流感应单元、迟滞比较器、开关驱动单元和开关放大级。包络整形单元对输入包络进行直流移位和削峰处理后输入到线性放大级和偏置跟踪单元。偏置跟踪单元将线性放大级的AB类输出NMOS晶体管的栅极电压反馈给包络整形单元后输出正的移位电压。线性放大级的电阻反馈网络对包络信号线性放大整形，并补偿开关放大级的纹波电流。电流感应单元检测线性放大级的输出电流，并在传感电阻上产生压降。开关驱动单元加强迟滞比较器输出信号以驱动后级开关放大级工作。本发明包络调制器的线性度高，功耗低。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，涉及一种应用于包络跟踪功率放大器中的高效率高线性度包络调制器。

背景技术

包络跟踪技术是提高功率放大器处理高峰均功率比信号下功率放大器效率的一种技术，包络调制器产生动态电压给功率管的漏极或集电极供电。功放的输入为幅度与相位不分离信号，使得系统对延时的要求下降；同时电源电压不需要十分精准的跟踪包络信号。在包络跟踪系统中，由于包络信号带宽往往比基带的包络相位不分离信号大得多，因此包络调制器在线性放大包络信号时难以保证其输出的效率。串并联结合的混合型包络调制器设计需要电源电压与包络信号必须是同期变化的，因而设计时要在噪声带宽和效率之间进行权衡。另外大带宽的包络调制器实现也存在一定的困难，混合型包络放大器中低损耗低功耗的电流传感单元设计同样存在挑战；降低包络放大器中迟滞比较器的功耗也是目前面临的另外一个难点。目前常用的几种包络调制器结构在实现高效率的同时，往往面临线性度的恶化。

发明内容

本发明针对现有技术存在的问题，提供一种高效率高线性度包络调制器，利用包络整形技术对包络进行处理后再送入包络调制器，同时结合偏置跟踪电路，将线性放大级的AB类输出NMOS晶体管栅极电压反馈给包络整形电路并产生正的移位电压，从而实现高效率和高线性度。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案。

本发明的一种高效率高线性度包络调制器，其特征在于：包括依次连接的包络整形单元、偏置跟踪单元、线性放大级、电流感应单元、迟滞比较器、开关驱动单元和开关放大级。

包络整形单元，对输入包络进行直流移位和削峰的处理后输入到线性放大级和偏置跟踪单元。

偏置跟踪单元，将线性放大级的AB类输出NMOS晶体管栅极电压反馈给包络整形单元，使并包络整形单元输出正的移位电压。

线性放大级，包括折叠式宽带运算放大器OTA、AB类输出Buffer、电阻反馈网络；所述的AB类输出Buffer包括第一晶体管M1和第二晶体管M2；所述的线性放大级，将通过其电阻反馈网络的包络信号进行线性放大整形，并同时补偿开关放大级产生的纹波电流。

电流感应单元，检测线性放大级的输出电流；该输出电流在电流感应单元的传感电阻R_sen上产生压降，该压降与迟滞比较器的窗口电压进行比较，若迟滞比较器输出电压为低电平则开关放大级中的第五晶体管M5开启、第六晶体管M6关断，若迟滞比较器输出电压为高电平则第五晶体管M5关断、第六晶体管M6开启。

开关驱动单元，用于加强迟滞比较器输出信号以驱动开关放大级工作。

开关放大级，用于给负载提供绝大部分的电流，其余电流由线性放大级提供。