专利名称：用于功率放大器的自混合自适应偏置电路的系统和方法
技术领域：
本发明总体涉及功率放大器，更具体地讲，涉及用于自适应偏置功率放大器的系统和方法。
背景技术：
放大器通常在低功率区域具有低效率和大的线性裕度(margin)，在高功率区域具有高效率和小的线性裕度。对于线性放大器，线性被限制在最高输出功率条件(为公知的饱和区域)。放大器的线性和效率可受放大器的偏置条件的影响。 可根据放大器的相关偏置电平和电流导通角来将放大器分类。这些分类包括A类、B类、AB类和C类放大器。例如，A类放大器具有最高偏置电平和最高线性，C类具有最低偏置电平和最低线性。相反，A类放大器具有最低效率，C类放大器具有最高效率。这是因为，通常放大器的效率比放大器的线性更与偏置条件成反作用。 功率放大器的大多数传统自适应偏置方案的基本配置包括信号采样器、低通滤波器、功率检测器和偏置供给模块。图l显示具有传统自适应偏置电路的传统功率放大器的示意图。图1还显示，假设输入信号是两颜色信号的在几个点的信号频谱和时域信号。对于图1中显示的功率放大器(PA)，信号采样器对输出信号进行采样，并由低通滤波器对采样的信号进行滤波。由功率检测器对滤波后的信号功率进行检测，并通过偏置供给模块将检测后的信号供给到功率放大器。根据功率放大器的输出功率动态地改变功率放大器的偏置。最终，自适应偏置方案调整功率放大器以在允许的失真的情况下使效率最大化。
发明内容
本发明的示例性实施例可提供一种自混合自适应偏置电路，所述自混合自适应偏置电路可包括混合器、低通滤波器和偏置供给块。在本发明的示例性实施例中，自混合自适应偏置电路可根据输入信号功率级产生自适应偏置信号。由于输入功率级升高，所以自适应偏置电路增加偏置电压或偏置电流。此外，可使用自适应偏置输出信号来去除三阶互调谱项(IM3)。这将增强线性作为辅助效果。 根据本发明的示例性实施例，存在一种自混合自适应偏置电路。所述自混合自适应偏置电路可包括信号采样器，对放大器的输出信号进行采样，以产生采用的输出信号；混合器，将采样的输出信号与放大器的输入信号混合，以产生混合的信号，其中，采样的输出信号和输入信号具有相同的载波频率；低通滤波器，从混合的信号中滤除高频分量，以产生自适应偏置信号；和偏置供给块，将自适应偏置信号提供给放大器的输入。
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根据本发明的另一示例性实施例，存在一种自混合自适应偏置电路。所述自混合 自适应偏置电路可包括信号采样器，对放大器的输出信号进行采样，以产生采用的输出信 号；混合器，将采样的输出信号与放大器的输入信号混合，以产生具有基带信号和第二谐波 信号的混合的信号，其中，采样的输出信号和输入信号具有相同的载波频率；移相器，移动 混合的信号的基带或第二谐波信号的相位，以实现去除由放大器的非线性产生的三阶互调 谱项；偏置供给块，将自适应偏置信号提供给放大器的输入。
因此已整体描述了本发明，现在将描述附图，附图没有必要按比例绘制，其中
图1是具有传统自适应偏置电路的功率放大器的示意图； 图2示出根据本发明示例性实施例的用于功率放大器和自混合自适应偏置电路 的示例性系统； 图3示出根据本发明的示例性实施例的用于功率放大器和自混合自适应偏置电 路的另一示例性系统； 图4示出根据本发明示例性实施例的示例性自混合自适应偏置电路的示意图；
图5示出根据本发明示例性实施例的另一示例性自混合自适应偏置电路的示意 图； 图6示出根据本发明示例性实施例的栅地阴地功率放大器和示例性的自混合自 适应偏置电路； 图7示出根据本发明示例性实施例的具有两级自混合自适应偏置电路的差分放 大器的示例性系统； 图8示出根据本发明示例性实施例的具有两级自混合自适应偏置电路的差分放 大器的示例性系统； 图9示出根据本发明示例性实施例的具有多个自混合自适应偏置电路的示例性 多级放大器。
具体实施例方式
现在将在以下参照附图更全面地描述本发明的实施例，在附图中显示了本发明的 一些实施例，而非全部实施例。实际上，可以以许多不同的形式来实施这些发明，不应该将
发明解释为限于这里阐述的实施例；相反，提供这些实施例以使本公开将满足可适用的法
律要求。相同的编号始终表示相同的部件。 本发明的示例性实施例可提供功率放大器的自适应偏置。如这里所描述的，自适 应偏置可产生合适的偏置，以增强关于功率放大器的输入和/或输出功率级的功率放大器 的性能。实际上，如果自适应地控制放大器的偏置，则可实现比具有固定偏置条件的放大 器好的性能。例如，根据本发明的示例性实施例，如果放大器在低功率区域被偏置为接近B 类，并且在高功率区域被偏置为接近A类，则在低功率区域满足可接受的线性规范，并在高 功率区域满足可接受的效率规范的同时，可在低功率区域实现更好的效率，并在高功率区 域实现更好的线性。尽管关于场效应晶体管(FET)(例如，金属氧化物半导体FET(MOSFET))示出了本发明的示例性实施例，但应该理解，可同样地利用双极结型晶体管(BJT)来代替FET。作为示例，FET可具有各自的栅极、源极和漏极，而BJT可具有各自的基极、发射极和集电极。因此，在不脱离本发明的示例性实施例的情况下，这里公开的FET的任何栅极、源极或漏极可用BJT的相应的基极、发射极或集电极来代替。 图2示出根据本发明示例性实施例的用于功率放大器(PA) 201和示例性自混合自适应偏置电路的系统200。功率放大器(PA)201可通常用于放大射频(RF)输入信号RFIN，并产生RF输出信号RFOUT。根据示例性实施例，PA 201可包括一个或多个晶体管，所述一个或多个晶体管包括一个或多个金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)或双极结型晶体管(BJT)。 自混合自适应偏置电路可用于基于输入(例如，RFIN)和/或输出(例如，RFOUT)功率级产生用于PA 201的操作的合适的自适应偏置信号。如图2所示，自混合自适应偏置电路可包括信号采样器202、混合器203、低通滤波器204和偏置供给电路或块205。信号采样器202可用于对输出信号RFOUT采样，以产生采样的输出信号。在本发明的示例性实施例中，信号采样器202可包括电容器、线耦合器或另一装置。混合器203可用于混合PA 201输入信号和由信号采样器202提供的采样的输出信号。根据本发明的示例性实施例，混合器203可包括一个或多个晶体管，所述一个或多个晶体管包括MOSFET或BJT。低通滤波器204可用于滤除高频分量(例如，RFIN/RFOUT的载波频率)。根据本发明的示例性实施例，低通滤波器204可包括至少一个电容器，可选择地包括至少一个电阻器。偏置供给电路或块205可用于执行DC电平移动和将滤波后的自适应偏置供给到PA 201输入。作为示例，输入RFIN可连接到晶体管栅极(或者可选的，基极)并在第一电压(例如，O. 5V)被偏置，同时低通滤波器204的输出连接到晶体管漏极(或者可选的，集电极)，并在高于第一电压的第二电压(例如，3. 3V)被偏置。由于对于偏置供给电路或块205可不利用DC阻塞电容器，所以可由偏置供给电路或块205执行DC电平移动，以将第二电压(例如，3. 3V)移动到第一电压(例如，0.5V)。根据本发明的示例性实施例，偏置供给电路或块205可包括一个或多个晶体管，所述一个或多个晶体管包括MOSFET或BJT。 继续参照图2，根据本发明的示例性实施例，输入信号RFIN可包含不具有任何谐波和互调的纯信号。输出信号RFOUT可包含放大的输入信号以及由功率放大器(例如，PA201)的非线性产生的谐波和互调。在示例性实施例中，混合器203可混合两个输入-(i)PA输入信号和(ii)由采样器202产生的采样的输出信号。混合器203的输出可以是混合信号，所述混合信号包含大的第二谐波、大的基带信号和由于两个混合器输入具有相同的谐波频率所导致的小的基本信号的泄露，其中，相同频率的混合被称为自混合。可将由混合器203输出的自混合信号提供给低通滤波器204，低通滤波器204滤除高频谱项，以产生自适应偏置信号。因此，由低通滤波器204输出的自适应偏置信号可包括来自载波频率的自混合的基带信号。通过偏置供给电路或块205将自适应偏置信号从低通滤波器204供给到PA201的输入，所述自适应偏置信号包括具有基带信号的低通滤波后的信号。偏置供给电路或块205可产生具有被应用于从低通滤波器204接收的自适应偏置信号的简单DC电平移动的合适的偏置电平。由于与RFIN和RFOUT相应的输入和输出功率的增加，所以混合器203输出功率增加，混合器203输出的混合信号随后被低通滤波器204进行低通滤波，并经偏置供给电路或块205作为自适应偏置信号被供给到PA201的输入。根据本发明的示例性实施例，因为输入和输出功率的增加，所以功率放大器201的MOSFET的栅极偏置(或者可选的，BJT的基极电流)随着输入信号RFIN的包络也增加。 图3示出根据本发明的示例性实施例的用于功率放大器和示例性自混合自适应偏置电路的系统300。功率放大器(PA)306可通常用于放大射频(RF)输入信号RFIN，并产生RF输出信号RFOUT。根据本发明的示例性实施例，PA 306可包括一个或多个晶体管，所述一个或多个晶体管包括一个或多个金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)或双极结型晶体管(BJT)。 自混合自适应偏置电路可用于基于输入和/或输出功率级产生用于PA306的操作的合适的自适应偏置信号。如图3所示，自混合自适应偏置电路可包括信号采样器307、混合器308、移相器309和偏置供给电路或块310。信号采样器307可用于对输出信号RFOUT采样，以产生采样的输出信号。在本发明的示例性实施例中，信号采样器307可包括电容器、线耦合器或另一装置。混合器308可用于混合PA 306输入信号和由信号采样器307提供的采样的输出信号。根据本发明的示例性实施例，混合器308可包括一个或多个晶体管，所述一个或多个晶体管包括MOSFET或BJT。移相器309可用于将混合器308的输出信号移相，以产生移相的混合信号。根据本发明的示例性实施例，移相器309可包括电容器。偏置供给电路或块310可用于将移相的自适应偏置信号供给到PA 306输入。根据本发明的示例性实施例，偏置供给电路或块310可包括一个或多个晶体管，所述一个或多个晶体管包括MOSFET或BJT。 继续参照图3，根据本发明的示例性实施例，输入信号RFIN可包含不具有任何谐波和互调的纯信号。输出信号RFOUT可包含放大的输入信号以及由功率放大器(例如，PA306)的非线性产生的谐波和互调。在示例性实施例中，混合器308可混合两个输入-(i)PA输入信号和(ii)由采样器307产生的采样的输出信号。混合器308的输出可包含大的第二谐波、大的基带信号和由于两个混合器输入具有相同的谐波频率所导致的小的基本信号的泄露，其中，相同频率的混合被称为自混合。可将由混合器308输出的自混合信号提供给移相器309，移相器309移动混合器308输出的混合信号的相位，以产生自适应偏置信号。可通过偏置供给电路或块310将包括移相信号的自适应偏置信号从移相器309供给到功率放大器306的输入，如上所述，偏置供给电路或块310可将简单的DC电平移动应用于自适应偏置信号。移相的基带信号和第二谐波信号或基带信号和移相的第二谐波信号可产生另外的三阶互调谱项。在本发明的示例性实施例中，另外的三阶互调谱项可以与由放大器(例如，PA 306)的非线性产生的原始三阶互调谱项异相，但大小相等，所以输出三阶互调可被取消。可用移相器309来控制三阶互调谱项的相位，可由混合器308控制三阶互调谱项的插入损耗(或增益)。因为与RFIN和RF0UT相应的输入和输出功率的增加，所以混合器308输出功率增加，由混合器308输出的结果混合信号被移相，并被供给到放大器306的输入。因此，根据本发明的示例性实施例，由于输入和输出功率的增加，所以PA 306的MOSFET的栅极偏置(或者可选的，BJT的基极电流)随着具有移相的基带和第二谐波谱项的输入信号RFIN的包络也增加。 图4示出根据本发明示例性实施例的功率放大器(PA) 402和示例性自混合自适应偏置电路404的示意图400。应该理解，图4的示意图400可表现参照图2或图3描述的示例性功率放大器和自混合自适应偏置电路的示例性实现。
如图4所示，功率放大器(PA)402可用于放大输入信号RFIN，并产生输出信号 RFOUT。根据本发明的示例性实施例，PA 402可包括至少一个晶体管411，所述至少一个晶 体管411可以是FET，更具体地讲，N沟道MOSFET。晶体管411可包括栅极、源极和漏极。晶 体管411的源极可接地(GND)。晶体管411的栅极可连接到输入信号RFIN和自适应偏置电 路404。晶体管411的漏极可提供输出信号RFOUT。晶体管411的漏极还可连接到自适应 偏置电路404以及扼流电感器412的第一端。扼流电感器412的第二端可连接到电源电压 ■。 自混合自适应偏置电路404可包括信号采样器406、混合器408、滤波器或移相器 409以及偏置供给电路或块409。信号采样器406可包括电容器415，电容器415的第一端 电连接到PA 402的漏极用于接收输出信号RF0UT，电容器415的第二端连接到混合器408 的晶体管413的栅极。可选的，信号采样器可以是不是被电连接到而是被磁耦合到输出信 号RF0UT的线耦合器。信号采样器406可用于对输出信号RF0UT采样，并将采样的输出信 号提供给混合器408。 混合器408可包括晶体管413。根据本发明的示例性实施例，晶体管413可以是 FET，更具体地讲，N沟道MOSFET。晶体管413可具有栅极、源极和漏极。可分别通过偏置电 阻器416、417和418在相同的DC电平(参考电压VREF)偏置晶体管413的栅极、漏极和源 极。然而，晶体管413可不消耗DC电流。晶体管413可通过晶体管413的栅极(例如，混 合器408的第一输入端)从信号采样器406接收采样的输出信号。另外，晶体管413还可 通过晶体管413的源极(例如，混合器408的第二输入端)接收PA 402输入信号，所述晶 体管413的源极连接到DC阻塞电容器414的第一端。如在这里进一步详细描述的，DC阻 塞电容器414的第二端连接到晶体管402的栅极以及偏置供给电路或块409。应该理解，因 为晶体管413可以是在其栅极需要高压摆动以用作无源混合器408的FET (例如，MOSFET)， 晶体管411的漏极比所述栅极具有更高的电压摆动，所以晶体管413的源极通过DC阻塞电 容器414与PA 402的栅极连接。 包括晶体管413的混合器408可混合PA402输入信号和采样的输出信号，以产生 通过晶体管413的漏极(例如，混合器408的输出端)输出的混合信号。移相器或低通滤 波器408可从晶体管413接收混合信号。移相器或低通滤波器408可用于移动相位，或从 接收的混合信号滤除高频分量，以产生自适应偏置信号。移相器或低通滤波器408可包括 电容器419。电容器419可具有连接到晶体管413的漏极以及偏置供给电路或块409的晶 体管420的栅极的第一端和接地(GND)的第二端。根据本发明的示例性实施例，应该理解， 电容器419可用作低通滤波器或移相器。如果电容器419大的足以拒绝第二谐波，则可认 为电容器419是低通滤波器。根据本发明的示例性实施例，如果电容器419太小不足以拒 绝第二谐波，但足以移动信号的相位，则可认为电容器419是移相器。实际上，移相器可包 括电容器419(例如，并联电容器(shunt c即acitor))连同混合器408的串联电阻(例如， 来自晶体管413的漏极或集电极的电阻)。 可将自适应偏置信号提供给偏置供给电路或块409，所述自适应偏置信号可包括 从滤波器或移相器408滤波的或移相的混合信号。偏置供给电路或块409可施加合适的DC 电平移动，并可通过晶体管411的栅极将移相的或滤波的自适应偏置信号供给到PA 402。 偏置供给电路或块409可包括第一晶体管420、电阻器422和第二晶体管421。根据本发明的示例性实施例，晶体管420和421可以是FET，更具体地讲，N沟道M0SFET。
根据本发明的示例性实施例，第一晶体管420可被构造为源极跟随器(或者，可选的，如果利用BJT来代替FET，则为发射极跟随器)。源极跟随器(经晶体管413的漏极)将混合器408输出的电压电平移动到PA 402的晶体管411的栅极。为此，第一晶体管420的栅极可连接到(滤波器或移相器408)电容器419的第一端和(混合器408的)晶体管413的栅极。第一晶体管420的漏极可连接到电压电源VREF。应该理解，参考电压VREF不仅通过偏置电阻器416、417和418来偏置无源晶体管413，还将电流提供给包括第一晶体管420的源极跟随器。第一晶体管420的源极连接到PA 402的晶体管411的栅极。因此，电平移动混合器408输出信号可作为输入提供给PA 402。 第一晶体管420的源极还可连接到电阻器422的第一端，电阻器422的第二端连接到二极管连接的晶体管421的漏极。为了获得二极管连接的晶体管421，晶体管421的栅极可连接到晶体管421的漏极。二极管连接的晶体管421的源极可接地(GND)。因此，二极管连接的晶体管421和电阻器422可以是一用于包括第一晶体管420的源极跟随器的电流路径。电阻器422可防止通过二极管连接的晶体管421的RF信号泄露。应该理解，在本发明的可选实施例中，可利用二极管来代替二极管连接的晶体管421。 可根据参考电压VREF、电阻器422和二极管连接的晶体管421来确定自混合自适应偏置电路或块409的初始电压。因为输入和输出功率的增加，所以混合器408输出功率增加。混合器408输出信号被低通滤波或移相，以产生自适应偏置信号。低通滤波或移相的混合信号的DC电平被包括晶体管420的源极跟随器进行电平移动，电平移动的自适应偏置信号被供给到PA 402的晶体管411的栅极。因此，因为输入和输出功率的增加，所以PA402的栅极偏置(如果PA 402利用BJT代替FET，则为基极电流)随着输入的包络也增加。
图5示出根据本发明示例性实施例的功率放大器(PA)402和示例性自混合自适应偏置电路504的示意图500。应该理解，图5的自混合自适应偏置电路504与图4的自混合自适应偏置电路404类似，除了用作源极跟随器或发射极跟随器的晶体管420的漏极连接到电源电压VDD而不是参考电压VREF。因此，可独立于参考电压VREF来使用电源电压VDD，以偏置源极跟随器或发射极跟随器。根据电源电压VDD的源极跟随器或发射极跟随器的偏置可初始化自适应偏置输出信号，以被放大器402接收。另外，使用参考电压VREF分别通过偏置电阻器416、417、418偏置(混合器408的)晶体管413的栅极、漏极和源极。然而，由于参考电压VREF不需要将电流流入混合器408，因此用简单的分压结构来实现VREF产生块。在本发明的示例性实施例中，示例性的分压结构可在电源电压VDD和地之间包括两个串联电阻器，可从两个串联电阻器的中间节点来获得分压。因此，VREF产生块可容易地与单个半导体芯片中的其他块集成。 图6示出根据本发明示例性实施例的栅地阴地功率放大器602和示例性的自混合自适应偏置电路604。如图6所示，栅地阴地功率放大器602可包括共源放大器(CS)650和共栅放大器(CG)651，共源放大器(CS)650和共栅放大器(CG) 651可放大输入信号RFIN，并产生输出信号RFOUT。自混合自适应偏置电路604可包括信号采样器606，在栅地阴地功率放大器602的两个晶体管650和651之间的节点处对信号进行采样；混合器608，将栅地阴地PA 602的输入信号和来自两个晶体管650和650之间的节点的采样信号混合；低通滤波器或移相器619 ;和偏置供给电路或块609，可将滤波的或移相的自适应偏置供给到栅地阴地PA 652的输入。 仍参照图6，栅地阴地功率放大器602在晶体管650的栅极接收输入信号RFIN，并 在晶体管651的漏极产生放大的输出信号RFOUT。混合器608可包括晶体管653(例如，场 效应晶体管(FET))，晶体管653具有分别通过偏置电阻器656、657、658在参考电压VREF被 偏置的栅极、漏极和源极。混合器608的晶体管653的栅极通过信号采样器606与栅地阴 地功率放大器602的两个晶体管650和651之间的节点连接，所述信号采样器606可包括 DC阻塞电容器655。可以理解，因为混合器608可包括用于晶体管653的FET，在其栅极需 要高电压摆动用作无源混合器，并且在两个晶体管650和651之间的节点具有比所述栅极 更高的电压摆动，所以混合器608的晶体管653的源极可通过DC阻塞电容器654与栅地阴 地功率放大器602的输入连接。另外，因为栅地阴地功率放大器602的输出节点RFOUT不 与自混合自适应偏置电路604直接连接，所以上述连接可降低自混合自适应偏置电路604 的输出功率损失。 偏置供给电路或块609的晶体管660可被配置为源极跟随器，所述源极跟随器经 晶体管650的栅极将混合器653输出的电压电平移动到栅地阴地功率放大器602的输入。 二极管连接的晶体管661和电阻器662还形成偏置供给电路或块609的一部分，并可提供 被配置为源极跟随器(或者，可选的，当对于晶体管660利用BJT代替FET时，是发射极跟随 器)的晶体管660的电流路径。电阻器662可防止通过二极管连接的晶体管661 (其栅极 连接到漏极)的RF信号泄露。晶体管660的源极可经晶体管650的栅极与栅地阴地功率 放大器602的输入连接。因此，经晶体管650的栅极将电平移动混合器608的输出信号提 供给栅地阴地功率放大器602的输入。电容器619可用作(1)低通滤波器或(2)移相器。 如果电容器619大的足以拒绝第二谐波，则可认为电容器619是低通滤波器。如果电容器 619太小不足以拒绝第二谐波，但足以移动信号的相位，则可认为电容器619是移相器。晶 体管660的漏极与电压VDD连接。可根据参考电压VREF、电阻器662和二极管连接的晶体 管661来确定自混合自适应偏置电路604的初始偏置电压。因为参考电压VREF不需要将 电流流到混合器608，所以可用简单的分压结构来实现VREF产生块。因此，VREF产生块可 与其他块容易地集成。因为输入和输出功率的增加，所以混合器608的输出功率增加。由 低通滤波器或移相器608将混合器608输出信号低通滤波或移相，以产生自适应偏置信号。 用包括晶体管660的源极跟随器(或者，可选的，发射极跟随器)来移动自适应偏置信号的 DC电平，并可经晶体管650的栅极将电平移动后的信号供给到栅地阴地功率放大器602的 输入。因此，由于输入和输出功率的增加，所以栅地阴地放大器602的晶体管650的栅极偏 置(或者，可选的，双极结型晶体管(BJT)的基极电流)随着输入的包络也增加。
图7示出根据本发明示例性实施例的差分功率放大器701和示例性自混合自适应 偏置电路的示例性系统700。差分功率放大器701可通常用于放大差分信号RFIN+、RFIN-， 并产生差分输出信号RFOUT+和RFOUT-。根据本发明的示例性实施例，差分放大器可包括诸 如FET或BJT的晶体管。 自混合自适应偏置电路可用于基于输入和/或输出功率级产生用于PA701的操作 的合适的偏置信号。如图7所示，自适应偏置电路可包括两个信号采样器702和703，分 别对输出信号RFOUT+、 RFOUT-采样；两个混合器704和705，混合PA 701的差分侧的每个 路径的输入信号和采样输出信号；两个低通滤波器706和707，可滤除PA 701的差分侧的
10每个路径的高频分量；两个偏置供给块708和709，可施加DC电平移动，并分别将滤波后的信号供给到PA 701的差分输入。 图8示出根据本发明示例性实施例的差分功率放大器821和示例性自混合自适应偏置电路的示例性系统800。差分功率放大器(PA) 821可通常用于放大差分信号RFIN+、RFIN-，并产生差分输出信号RF0UT+和RF0UT-。根据本发明的示例性实施例，差分放大器可包括诸如FET或BJT的晶体管。 自混合自适应偏置电路可用于基于输入和/或输出功率级产生用于PA821的操作的合适的偏置信号。如图8所示，自适应偏置电路可包括两个信号采样器822和823，分别对输出信号RF0UT+、 RFOUT-采样；两个混合器824和825，混合差分PA 821的每个各个侧的输入信号和采样的输出信号；两个移相器826和827，可移动PA 821的差分侧的每个路径上的混合器的输出信号的相位；两个偏置供给块828和829，可分别将滤波后的信号供给到PA 821的差分输入。 应该理解，根据本发明的示例性实施例，可在多级放大器中的一级或多级中设置自混合自适应电路。例如，如图9所示，可存在第一级930和第二级950。第一级930接收RFIN，并提供输出，该输出被接收为第二级950的输入。第二级950的输出是RF0UT。第一级930可包括具有第一 自混合自适应偏置电路的驱动器放大器901。同样如这里所描述的，第一 自适应偏置电路可包括信号采样器902、混合器903、低通滤波器或移相器904和偏置供给电路或块905。第二级950可包括具有第二自混合自适应偏置电路的功率放大器950。同样如这里所描述的，第二自适应偏置电路可包括信号采样器912、混合器913、低通滤波器或移相器914和偏置供给电路或块905。另外，可在多个并行放大器各自的一级或多级中设置多个自混合自适应偏置电路。在该情节中，根据本发明的示例性实施例，每个自混合自适应偏置电路可具有不同的各自的初始偏置和不同的自适应偏置范围。
本发明所属领域的技术人员应该理解，本发明的许多修改和其他实施例也可行，并具有在前描述和附图中呈现的教导的利益。因此，应该理解，本发明不限于这里公开的特定实施例，其他实施例意在被包括在权利要求的范围内。尽管这里采用了特定术语，但仅仅为了一般和描述的目的而不是为了限制的目的来使用这些术语。
1权利要求
一种自混合自适应偏置电路，包括信号采样器，对放大器的输出信号进行采样，以产生采样的输出信号；混合器，将采样的输出信号与放大器的输入信号混合，以产生混合的信号，其中，采样的输出信号和输入信号具有相同的载波频率；低通滤波器，从混合的信号中滤除高频分量，以产生自适应偏置信号；和偏置供给块，将自适应偏置信号提供给放大器的输入。
2. 如权利要求l所述的自混合自适应偏置电路，其中，自适应偏置信号包括在放大器的输入接收的栅极电压或基极电流。
3. 如权利要求1所述的自混合自适应偏置电路，其中，高频分量包括相同载波频率的
4. 如权利要求1所述的自混合自适应偏置电路，其中，信号采样器电连接到或磁耦合到放大器的输出。
5. 如权利要求4所述的自混合自适应偏置电路，其中，信号采样器是(i)电连接到输出的电容器或(ii)用于磁耦合到输出的线耦合器。
6. 如权利要求1所述的自混合自适应偏置电路，其中，混合器包括无源混合器，所述无源混合器包括场效应晶体管。
7. 如权利要求6所述的自混合自适应偏置电路，其中，混合器的场效应晶体管包括栅极、源极和漏极，其中，栅极和源极被用作采样的输出信号和输入信号各自的输入端口 ，其中，漏极被用作产生的混合信号的输出端口，其中，通过各个偏置电阻器按相同的DC电平偏置栅极、源极和漏极。
8. 如权利要求1所述的自混合自适应偏置电路，其中，低通滤波器包括电容器。
9. 如权利要求1所述的自混合自适应偏置电路，其中，偏置供给块包括源极跟随器或发射极跟随器，所述源极跟随器或发射极跟随器用于在放大器的输入进行接收之前对自适应偏置信号提供DC电平移动。
10. 如权利要求9所述的自混合自适应偏置电路，其中，偏置供给块还包括用于为源极跟随器或发射极跟随器提供电流路径的电阻器和二极管连接的晶体管。
11. 如权利要求l所述的自混合自适应偏置电路，其中，放大器是栅地阴地放大器，所述栅地阴地放大器包括第一晶体管和第二晶体管，其中，信号采样器对来自第一晶体管和第二晶体管之间的节点的输出信号进行采样。
12. 如权利要求l所述的自混合自适应偏置电路，其中，放大器是差分放大器，所述差分放大器具有与第一差分输出信号相应的第一差分输入信号和与第二差分输出信号相应的第二差分输入信号，其中，信号采样器对第一差分输出信号进行采样，其中，混合器将采样的输出信号与第一差分输入信号进行混合，以产生混合的信号。
13. —种自混合自适应偏置电路，包括信号采样器，对放大器的输出信号进行采样，以产生采样的输出信号；混合器，将采样的输出信号与放大器的输入信号混合，以产生具有基带信号和第二谐波信号的混合的信号，其中，采样的输出信号和输入信号具有相同的载波频率；移相器，移动混合的信号的基带或第二谐波信号的相位，以实现去除由放大器的非线性产生的三阶互调谱项；偏置供给块，将自适应偏置信号提供给放大器的输入。
14. 如权利要求13所述的自混合自适应偏置电路，其中，自适应偏置信号包括在放大器的输入接收的栅极电压或基极电流。
15. 如权利要求13所述的自混合自适应偏置电路，其中，信号采样器电连接到或磁耦 合到放大器的输出。
16. 如权利要求13所述的自混合自适应偏置电路，其中，混合器包括无源混合器，所述 无源混合器包括场效应晶体管。
17. 如权利要求13所述的自混合自适应偏置电路，其中，移相器包括并联电容器和来 自混合器的串联电阻。
18. 如权利要求13所述的自混合自适应偏置电路，其中，偏置供给块包括源极跟随器 或发射极跟随器，所述源极跟随器或发射极跟随器用于在放大器的输入进行接收之前对自 适应偏置信号提供DC电平移动。
19. 如权利要求18所述的自混合自适应偏置电路，其中，偏置供给块还包括用于为源 极跟随器或发射极跟随器提供电流路径的电阻器和二极管连接的晶体管。
20. 如权利要求13所述的自混合自适应偏置电路，其中，放大器是差分放大器，所述差分放大器具有与第一差分输出信号相应的第一差 分输入信号和与第二差分输出信号相应的第二差分输入信号，其中，信号采样器对第一差分输出信号进行采样，其中，混合器将采样的输出信号与第 一差分输入信号进行混合，以产生混合的信号。
全文摘要
提供了一种用于功率放大器的自混合自适应偏置电路的系统和方法。所述自混合自适应偏置电路包括混合器、低通滤波器或移相器、偏置供给块。自混合自适应偏置电路可根据输入信号功率级产生自适应偏置信号。由于输入功率级升高，所以自适应偏置电路增加偏置电压或偏置电流，以使功率放大器与传统的偏置技术相比在低功率操作水平节省电流消耗，并在高功率操作水平获得更好的线性。此外，可使用自适应偏置输出信号来去除三阶互调谱项(IM3)，以进一步增强线性作为辅助效果。
文档编号H03F1/02GK101764582SQ20091026107
公开日2010年6月30日 申请日期2009年12月22日 优先权日2008年12月24日
发明者乔伊·拉斯卡尔, 安奎焕, 李彰浩, 李洞护 申请人:三星电机株式会社;佐治亚科技研究公司