[发明专利]具有调整的电压阶跃的多级包络跟踪系统

说明书

提供了具有调整的电压阶跃的多级包络跟踪系统。在某些实施例中，提供了一种用于为功率放大器产生功率放大器电源电压的包络跟踪系统。所述包络跟踪系统包括：输出多个调节电压的多电平电源(MLS)DC‑DC转换器；MLS调制器，基于对应于由功率放大器放大的射频(RF)信号的包络的包络信号，控制随时间的调节电压的选择；以及耦接在MLS调制器的输出和功率放大器电源电压之间的调制器输出滤波器。包络跟踪系统进一步包括：切换点适配电路，配置为基于RF信号的功率水平来控制由MLS DC‑DC转换器输出的调节电压的电压电平。

技术领域

本发明的实施例涉及电子系统，尤其涉及用于射频(RF)电子装置的功率放大器。

背景技术

功率放大器用于RF通信系统，以放大RF信号，用于经由天线发射。重要的是管理RF信号发射的功率，以延长电池寿命和/或提供合适的发射功率水平。

具有一个或多个功率放大器的RF通信系统的示例包括但不限于移动电话、平板电脑、基站、网络接入点、客户驻地设备(CPE)、笔记本电脑和可穿戴电子装置。例如，在使用蜂窝电话标准、无线局域网(WLAN)标准和/或任何其他合适的通信标准进行通信的无线设备中，功率放大器可用于RF信号放大。RF信号可以具有在约30kHz至300GHz范围内的频率，诸如在用于频率范围1(FR1)中的第五代(5G)通信的约410MHz至约7.125GHz范围内。

发明内容

在某些实施例中，本申请涉及一种包络跟踪系统。所述包络跟踪系统包括：功率放大器，配置为放大射频信号并从功率放大器电源电压中接收功率；以及包络跟踪器，配置为基于对应于所述射频信号包络的包络信号产生所述功率放大器电源电压。所述包络跟踪器包括：直流-直流(DC-DC)转换器，配置为输出多个调节电压；调制器，配置为基于所述多个调节电压和所述包络信号来控制所述功率放大器电源电压；以及切换点适配电路，配置为基于所述射频信号的功率水平来控制所述多个调节电压中至少一个的电压电平。

在一些实施例中，所述切换点适配电路配置为基于所述射频信号的所述功率水平来控制所述多个调节电压中的每个的电压电平。

在各种实施例中，所述切换点适配电路包括：功率估计电路，配置为基于发射帧或发射符号(symbol)中的至少一个的信号功率值来估计所述射频信号的所述功率水平。根据一些实施例，所述信号功率值指示所述发射帧或符号的平均功率。根据多个实施例，所述信号功率值指示所述发射帧或符号的峰值功率。根据一些实施例，所述切换点适配电路进一步包括：电压估计电路，配置为估计与所述信号功率值相关联的多个期望电压电平。根据多个实施例，切换点适配电路进一步包括：编程电路，配置为控制所述DC-DC转换器，以输出所述多个调节电压，每个调节电压具有所述多个期望电压电平中的对应一个。

在若干实施例中，所述包络跟踪系统进一步包括：两个或多个功率放大器，配置为放大两个或多个射频信号，所述包络跟踪器包括两个或多个调制器，每个调制器配置为接收所述多个调节电压并提供调制以产生用于所述两个或多个功率放大器中对应一个的电源电压。根据多个实施例，所述切换点适配电路配置为基于所述两个或多个射频信号的最大功率水平来控制电压电平。

在若干实施例中，所述DC-DC转换器配置为接收电池电压，并基于提供所述电池电压的DC-DC转换来产生多个调节电压。

在一些实施例中，所述多个调节电压中的每一个具有不同的电压电平。

在各种实施例中，所述包络跟踪器进一步包括：多个去耦电容器，每个所述去耦电容器耦接在地和所述多个调节电压中的对应一个之间。

在多个实施例中，所述调制器包括：多个开关，每个开关耦接在所述调制器输出电压和所述多个调节电压中的对应一个之间。

在若干实施例中，所述包络跟踪器进一步包括：连接在所述调制器的输出和所述功率放大器电源电压之间的调制器输出滤波器，所述调制器输出滤波器包括至少一个串联电感器和至少一个并联电容器。