[发明专利]电源调制器、具有其的功率放大器和对应的控制方法

说明书

提供了一种电源调制器，具有：第一放大器电路，被配置为生成第一电信号；第二放大器电路，被配置为生成第二电信号，第一电信号和第二电信号用于驱动电负载；以及控制电路，电耦接到第一放大器电路和第二放大器电路，其中，控制电路被配置为生成脉冲电信号，以及向第二放大器电路提供输出控制信号，用于控制第二电输出信号的生成，其中，电源调制器被配置为在两个操作模式中操作，第一放大器电路响应于第一放大器电路的静态电流而生成第一电信号，控制电路在一个模式中根据时钟信号而生成调制电信号，以及第二放大器电路以不同的频率操作。

相关申请的交叉引用

本申请要求2018年6月7日提交的新加坡专利申请No.10201804846Y的优先权的权益，其内容通过引用整体结合于此用于所有目的。

技术领域

本各种实施例涉及一种电源调制器、一种具有该电源调制器的功率放大器、一种用于控制该电源调制器的方法和一种用于控制该功率放大器的方法。

背景技术

电池寿命短是移动通信设备的挑战之一，并且随着对不断增加的速度和数据的需求而加剧。这部分地是由于所采用的通信协议，例如LTE(长期演进)和LTE-A(高级LTE)，利用频谱高效的调制方案，例如16或更高的正交幅度调制。这些调制方案对射频(RF)功率放大器(PA)的线性度施加了严格的要求，但要求在已知RF PA中的高的峰均功率比，其转化为低的功率效率，因此降低了电池寿命。

在用于提高RF PA的功率效率的各种已知方法中，已经报道了包括如图1A中所描绘的包括电源调制器和RF PA在内的包络跟踪(ET)是最有效的手段之一。这是因为ET PA通常具有较高的功率效率，但具有相对宽的信号带宽和良好的线性。图1A示出了具有混合电源调制器181和RF PA(射频功率放大器)182的现有技术ET PA(包络跟踪功率放大器)180的框图。混合电源调制器181包括线性AB类放大器183、高效率D类放大器184和控制D类放大器184的切换的控制器185。

包括高效D类放大器和宽带宽AB类放大器的混合电源调制器(例如，181；图1A)通常用于ET PA(见后面的表2)。电源调制器基于RF输出RF_out向线性RF PA提供可变的电压供应v_{DD_PA}；在已知RF PA的情况下，供应是恒定电压。因此，如所期望的，ET PA中的RF PA几乎总是在压缩状态下进行操作，因此与已知RF PA相比，具有更高的功率效率的特征。ET PA和已知RF PA的操作模式在图1B中描述，其中ET PA的功率效率通常高出约20％。

尽管ET PA的功率效率优势，已知的电源调制器的一个限制是它们针对单个通信标准(例如LTE)进行优化，或者当针对多个标准进行设计时，该优化被折衷。简单地说，由于包括智能电话和平板电脑的现代通信设备通常体现多个通信标准，其中每个标准需要不同的带宽、峰均功率比(PAPR)、输出功率等(参见下面的表1)，所以已知的电源调制器通常未被最优化或被半最优化。例如，图2示出了具有电源调制器281的已知的RF系统280的框图。特别感兴趣的是，尽管在RF系统280中包括多个RF PA282以支持多个通信标准，但是仅使用一个电源调制器281。这主要是因为有限的形状因子(IC面积)和高成本。