[发明专利]射频功率检测器和功率放大器电路

说明书

描述了用于放大信号的功率检测的技术。例如，本文描述的功率检测可以从功率放大器接收放大信号，并且可以产生可以被反馈的输出信号，以帮助调节所述功率放大器的输出电平。实施例接收放大信号可以由晶体管接收。可以在所述晶体管的发射极处获得与所述放大信号的平均偏置电平对应的第一测量值，并且可以在所述晶体管的基极处获得第二测量值。可以根据两个测量值之间的差来产生所述输出信号。一些实施例进一步补偿与基极‑发射极电压对应的测得的有效二极管电压。这种方法可产生独立于所述晶体管的β的所述功率检测器输出信号，并因此受到较小的工艺角和温度变化的影响。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年2月21日提交的申请号为16/281,105的美国专利非临时申请的权益，其内容通过引用整体并入本文。

技术领域

本发明总体上涉及功率放大器电路。更具体地，本发明的实施例涉及与射频功率放大器电路一起使用的功率检测器电路。

背景技术

功率放大器在许多电子应用中很常见。例如，射频发射器通常包括功率放大器，以在发射之前向信号增加特定增益量。在许多此类应用中，保持相当恒定的增益(即相当恒定的输出功率)很重要。但是，功率放大器产生的输出功率通常会随工艺角、温度和/或其他因素而变化。在许多情况下，例如在高功率电平下，甚至几个分贝的输出功率变化也是不可接受的。例如，这种输出功率变化可能无法满足某些规格。因此，常常期望将功率放大器的输出端的这种功率变化最小化。

在一些应用中，功率检测器用于感测(例如，估计)功率放大器的功率输出，并提供尝试减小输出功率变化的反馈信号。特别是在高功率电平的情况下，功率放大器输出端的信号变化可能会很大(例如，±3伏或峰对峰6伏)。在这种情况下，至少由于这种晶体管和高信号电平之间的不兼容性，使得使用某些类型的晶体管(例如互补金属氧化物半导体，CMOS)来实现功率检测器可能是不切实际的。相反，通常在使用二极管的情况下来实现功率检测器。尽管在使用理想二极管进行设计时，此类电路通常工作良好，但是以硅实现的二极管的某些非理想特性会限制电路在工艺角、温度等变化范围内工作的能力。

发明内容

实施例包括用于放大信号的功率检测的电路、设备和方法。一些实施例在将增益量添加到射频信号的射频放大器的背景下操作。本文所述的功率检测可以接收放大信号并产生功率检测器输出信号，其可以被反馈以帮助调节功率放大器的输出电平。例如，放大信号可以由晶体管接收。可以在对应于放大信号的平均偏置电平的晶体管的发射极处获得第一测量值，并且可以在晶体管的基极处获得第二测量值。可以根据两个测量之间的差来产生功率检测器输出信号。在一些实施例中，进一步产生功率检测器输出信号以补偿对应于发射极和基极之间的压降的测得的有效二极管电压。这种方法可产生独立于晶体管的β的功率检测器输出信号，并因此受到较小的工艺角和温度变化的影响。

根据一组实施例，提供了一种功率检测器系统。所述系统包括：信号输入节点，其用于接收放大信号；晶体管，其具有基极端子、发射极端子和源极端子，所述发射极端子与所述信号输入节点耦合；滤波器，其具有滤波器输入节点和滤波器输出节点，所述滤波器输入节点与所述发射极端子耦合，以在所述滤波器输出节点处产生对应于所述放大信号的平均偏置电平的滤波器输出信号；以及输出发生器，其具有与所述基极端子耦合的第一发生器输入节点、与所述滤波器输出节点耦合的第二发生器输入节点，以及用于输出根据所述第一发生器输入节点和所述第二发生器输入节点之间的差而产生的功率检测器输出信号的发生器输出节点。一些这样的实施例还包括二极管电压补偿器，以在补偿器输出节点处产生补偿器输出信号，所述补偿器输出信号是对应于所述发射极端子和所述基极端子之间的压降的有效二极管电压，其中，所述输出发生器包括与所述补偿器输出节点耦合的第三发生器输入节点，并且根据所述补偿器输出信号而进一步产生所述功率检测器输出信号，使得所述功率检测器输出信号对应于所述放大信号的峰值电压电平。一些这样的实施例包括具有与所述功率检测器系统耦合的功率放大器的射频发射器系统，其中，所述功率放大器通过向射频信号施加增益量而产生所述放大信号，所述增益量至少部分地根据所述功率检测器输出信号进行调节。