[发明专利]一种数字控制混合型电源调制器及调制电路

说明书

本发明提供了一种数字控制混合型电源调制器，包括线性模块、电源模块、数字控制模块和开关转换模块，其中，线性模块用于向功率放大器提供与包络信号幅值对应的调制电压；数字控制模块用于将包络信号进行处理后并输入控制单元进行不同占空比的编码以输出第一控制信号，第一控制信号经过栅极驱动器控制选择开关对功率放大器提供与包络信号幅值对应的调制电流；即通过包络追踪技术控制功率放大器的调制电压和调制电流随包络信号的幅值而变化，提高了功率放大器的效率。本发明还提供一种数字控制混合型电源调制电路。

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种数字控制混合型电源调制器及调制电路。

背景技术

随着信息化建设的加速发展，无线通信、数据链、卫星通信等无线通信系统的业务需求迅猛增长，网系覆盖范围不断扩展，各网系内的用户数量也在成倍增加。在环境日益复杂、电磁频谱日益拥挤的背景下，高传输速率、高频谱利用率、高通信可靠性、低功耗和小型化已成为无线通信系统的迫切需求。

近年来，为了提高传输速率和频谱利用率，各种复杂的宽带高效调制技术相继被应用于无线通信系统中。以正交频分复用技术(Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing，OFDM)为代表的宽带高效调制技术，其调制波形具有宽带和高峰均比(Peakto Average Power Ratio，PAPR)特性，对无线通信系统中射频功率放大器(以下简称射频功放或功率放大器)的效率、线性和工作带宽提出了更高要求，射频功放用于在接收到输入信号RF_in之后，放大该输入信号RF_in以产生放大了的输出信号RF_OUT。

对于高峰均比PAPR的宽带信号，为了保证射频功放的线性度，传统方法是采用输出功率回退，即使用具有更大功率输出能力的射频功放，使其工作在线性状态，从而改善线性性能。然而，针对传统射频功放一般采用恒定电压供电，由于该恒定电压是根据射频功放在饱和区的最大输出功率设定的，而在功率回退时，射频功放的平均输出功率远远小于饱和区的最大输出功率，使射频功放的损耗急剧增加，工作效率急剧恶化。针对类似OFDM的高峰均比PAPR宽带调制波形，如何同时满足高线性、高效率和宽频带需求，是当前射频功放的研究重点，也是急需解决的一个世界性难题。

相对于其他技术，包络追踪(Envelope Tracking，ET)技术具有较宽的动态范围和工作频段，线性度和效率的提升比较可控，在技术可实现性上更具优势，因此更加适用于高峰均比PAPR的无线通信系统。而如何设计高效率高带宽的电源调制器成为ET技术中的核心部分。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种数字控制混合型电源调制器及调制电路，以向功率放大器的漏极提供与包络信号幅值对应的调制电压和调制电流，提高功率放大器的效率。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种数字控制混合型电源调制器，包括：线性模块、电源模块、数字控制模块和开关转换模块，线性模块对功率放大器提供调制电压，数字控制模块控制开关转换模块对功率放大器提供调制电流，其中：

线性模块包括运算放大器和电压电流发生器，包络信号输入运算放大器，并通过电压电流发生器向功率放大器提供与包络信号幅值对应的调制电压；

电源模块用于将输入的电源电压转换成调整电压，并利用电源电压对开关转换模块中的选择开关进行供电；

数字控制模块包括控制单元，控制单元包括迟滞比较器和PWM发生器，数字控制模块对输入的包络信号进行处理后输出模数转换信号，将模数转换信号输入控制单元，利用PWM发生器对模数转换信号进行不同占空比的编码后输出第一控制信号，利用迟滞比较器对模数转换信号进行迟滞比较后输出第二控制信号，第一控制信号用于控制开关转换模块对功率放大器提供与包络信号幅值对应的调制电流；第二控制信号用于控制电源模块向电压电流发生器的电源端提供与包络信号幅值对应的供电电压；