用于动态误差向量大小加强的集成启动偏置增强的制作方法

用于动态误差向量大小加强的集成启动偏置增强的制作方法
【专利摘要】公开了用于校正集成功率放大器中的启动瞬变的设备和方法。延迟元件(116)被安排成产生响应于输入电压信号的延迟波形信号。跨导元件(118)具有接收延迟波形信号的输入，并且被安排成提供基于该延迟波形信号和跨导元件的增益的输出增强电流(102)。参考元件(104)提供响应于静态参考电流(106)和增强电流(102)的输出偏置电流(108)。偏置元件(110)具有接收偏置电流(108)的输入并被安排成提供偏置控制输出(112)。功率放大器(114)对偏置控制输出(112)进行响应并被安排成提供经放大的功率输出(RFOUT)。
【专利说明】用于动态误差向量大小加强的集成启动偏置增强 发明领域
[0001] 本公开涉及增强功率放大器性能，尤其涉及增强集成电路中功率放大器的上电性 能。
[0002] 发明背景
[0003] 在诸如无线LAN之类的许多通信标准中，功率放大器可与接收或其他类型的放大 器集成在同一管芯上。取决于通信电路的需求，开关准许通过天线向/从功率放大器电路 或是接收或其他放大器传输信号。当功率放大器正在传输信号时，功率被提供给功率放大 器。当功率放大器没有在主动地传输信号时，功率不被提供给功率放大器。在上电之际， 功率放大器经历一段时间，在该段时间内所传送的信号正在变化并且功率放大器的传输特 性也在变化，而耦合至功率放大器电路的其他电路组件或其他电路难以对此进行训练或表 征。在诸如无线LAN之类的一些情况下，接收从功率放大器传送的信号的接收电路被安排 成确定有限时间段内自功率放大器传入的信号的特性，在此时间段后接收电路假设在随时 间进一步接收该信号时信号变化保持一致。
[0004] 与在其间功率放大器正上电并且功率放大器信号的传输特性正在变化以及它们 变化的方式也正在变化的时间段相比，接收电路在其间确定自功率放大器传入的信号的特 性的时间段相对较短，在一些无线LAN示例中约为4yS。信号变化的方式不再发生变化的 这种假设导致接收电路假设功率放大器信号不再继续以相同方式变化，然而事实上功率放 大器信号的特性正在继续变化，这可能导致接收电路正如何处理信号的不准确性。
[0005] 为了容适功率放大器的上电时段期间变化的传输特性，参考电路已被耦合至功率 放大器以向流过功率放大器的电流生成互补参考电流。参考电路产生的互补参考电流具 有来自控制源的电压输入，后者随后被参考电路转换成参考电流。参考电路电阻器设置稳 定状态电流值和时间常数或延迟两者。作为参考电路电阻器的固定值的结果，参考电路电 容器值变为固定。稳定状态电流值要求电容器值相对较大并且该值在一些示例中可以高达 100nF。要让这么大的电容器物理地存在于管芯上是不实际的，因此电容器必须位于管芯之 外。
[0006] 因此，对功率放大器固有经历的上电或启动瞬变进行校正从而达到尺寸和成本两 方面有效的改进是本领域中所希望的。 发明概要
[0007] 本发明的目的是提供适于校正功率放大器中的启动瞬变的方法和设备结构。
[0008] 校正功率放大器中的启动瞬变的示例电路包括增强发生器、参考元件、偏置元件、 以及功率放大器。增强发生器可包括延迟元件、跨导元件或者这两者。延迟元件被安排成 产生响应于输入电压信号的延迟波形信号。跨导元件具有接收来自延迟元件的延迟波形信 号的输入，并且被安排成提供基于该延迟波形信号和跨导元件的增益的输出增强电流。参 考元件提供响应于静态参考电流和增强电流的输出偏置电流。偏置元件具有接收偏置电流 的输入并被安排成提供偏置控制输出。功率放大器对偏置控制输出进行响应并被安排成提 供经放大的功率输出。功率放大器在功率放大器上电后的第一时段期间提供第一功率增益 量以及在功率放大器上电后接着第一时段的第二时段期间提供第二功率增益量。第一功率 增益量响应于增强电流与静态参考电流之和。第二功率增益量由输出偏置电流朝静态参考 电流的值的衰减所决定。
[0009] 用于校正功率放大器中的启动瞬变的方法包括产生具有衰减特性的增强电流，产 生静态参考电流，累加增强电流和静态参考电流，以及应用经累加的增强电流与静态参考 电流以偏置功率放大器。用于校正功率放大器中的启动瞬变的方法还包括基于功率放大器 的供电电压和功率放大器的输入功率来调节该增强电流。
[0010] 根据参照附图的以下详细描述，本发明的上述和其他目标、特征、和优点将变得显 而易见。
[0011] 附图简述
[0012] 图1是根据本发明的诸方面对应功率放大器的集成启动偏置增强电路的各元件 的框图。
[0013] 图2是示出图1中所示的功率放大器的集成启动偏置增强电路的各元件的另一框 图。
[0014] 图3A是根据本公开的诸方面的功率放大器的集成启动偏置增强电路的示例延迟 元件、跨导元件和任选的极性转换器的示意图。
[0015] 图3B是根据本公开的诸方面的功率放大器的集成启动偏置增强电路的示例偏置 参考元件的示意图。
[0016] 图3C是根据本公开的诸方面的功率放大器的集成启动偏置增强电路的示例偏置 电路和功率放大器的示意图。
[0017] 图4是根据本公开的诸方面随时间的偏置电流的图形表示。
[0018] 图5示出了根据本公开的诸方面对功率放大器中的启动瞬变进行校正的方法的 步骤。
[0019] 图6是对应功率放大器的集成启动偏置增强电路的另一实施例的框图。
[0020] 图7是对应图6的增强发生器的一些元件的另一框图。
[0021] 图8是对应图6所示的集成启动偏置增强电路的一些附加和任选元件的又一框 图。
[0022] 图9是图8所示的集成启动偏置增强电路的示例示意图。
[0023] 图10是图8所示的集成启动偏置增强电路的另一示例示意图。
[0024] 详细描述
[0025] 在不一定按比例的附图中，所公开系统和方法的类似或对应元素由相同附图标记 来标示。
[0026] 为了校正功率放大器（诸如MicrosemiCorporation?生产的LX5585和LX559〇 功率放大器）中固有的启动瞬变，本文公开的电路和方法提供将用于设置延迟的电路元件 与用于设置偏置电流的输出大小和功率放大器的输出信号的特性的那些电路元件分离开。 通过将延迟与偏置电流的输出大小分离开，功率放大器的输出信号对许多环境中例如特别 是单片电路方案中功率放大器中固有的启动瞬变进行补偿。此安排能够提供可调的控制机 制以及控制任何标准CMOS/BiCMOS工艺中的电路行为的能力。
[0027] 现在参照图1，以框图形式解说了校正功率放大器100中的启动瞬变的电路。电路 100包括提供增强电流102的增强发生器101，提供参考电流（1 #冑）106的参考元件104,提 供偏置控制输出112的偏置元件或偏置电路110、以及功率放大器114。电流I102和I 参#被累加以产生输出偏置电流108,后者被接收作为偏置电路110的输入。偏置电路 110基于108产生偏置控制输出112。功率放大器114对偏置控制输出112进行响应 并被安排成提供经放大的功率输出（RFfl^)。
[0028] 图2示出了对应图1所示的电路元件并带有增强发生器的附加元件的框图。具体 而言，图2中所示的示例增强发生器101包括延迟元件116和跨导元件118。
[0029] 任选地，校正电路100还可包括极性转换电路120。延迟元件116被安排成产生响 应于输入信号的延迟波形信号。在其他示例中，任何种类的开关可生成在跨导元件118的 输入处被接收的输入电压信号。跨导元件118具有接收来自延迟元件116的延迟波形信号 的输入，并且被安排成提供基于该延迟波形信号和跨导元件118的增益的输出增强电流（I 增强）102。参考元件104可以是提供静态参考电流（I参考）106的偏置参考元件。电流I增强 102和1#冑106被累加以产生输出偏置电流（I{Sa)108,后者被接收作为偏置电路110的输 入。偏置电路110基于108产生偏置控制输出112。如上讨论地，功率放大器114对偏 置控制输出进行响应并被安排成提供经放大的功率输出。
[0030] 图1和2所示的功率放大器114在该功率放大器被上电后的第一时段期间提供第 一功率增益量以及在该功率放大器被上电后的第二时段期间提供第二功率增益量。在此示 例中，该第二时段在该第一时段之后。该第一功率增益量响应于和1 #$之和。第二功 率增益量由输出控制偏置中的输出偏置电流I部分随时间朝着静态参考电流I的值的 衰减来决定。例如，第一时段和第二时段在功率放大器上电后延续约100US。第一时段可 在启用控制信号121被提供给功率放大器之时开始，在一些示例中，这可以与功率放大器 上电同时、或者稍前或稍后。在第一时段结束，偏置控制输出的输出偏置电流值具有峰 值，并且朝着静态参考电流1 #$的值衰减。
[0031] 图2所解说的启动偏置增强电路100的框图的跨导元件118将在其输入处收到的 延迟波形信号转换成具有输出增益的输出电流。在一些示例中，延迟波形信号包括被跨导 元件118转换成输出电流的延迟波形电压。任选地，跨导元件118的输出电流被接收作为极 性转换电路120的输入。极性转换电路120可将电流讲（currentsink)转为电流源。例 如，当跨导元件118输出需要放大的电流时，该电流随后被传送通过极性转换电路120或电 流反射镜电路以将电流放大至其最大值。当跨导元件118的输出电流正确时，诸如等于其 最大值时，则极性转换电路120可被旁路。不管是否经过极性转换电路120,跨导元件118 的输出电流产生输出增强电流1^102。在跨导元件118的输出电流经过极性转换电路120 传输的示例中，极性转换电路120从跨导元件118的输出接收该增强电流，并且被安排成提 供作为镜像增强电流的输出电流。镜像增强电流或简单而言该增强电流在图2中被描绘为 I增强。
[0032] 取决于电流是否经过极性转换电路120传输，输出偏置电流响应于或镜 像增强电流。在电流经过极性转换电路120传输的示例中，输出偏置电流I是静态参考 电流与镜像增强电流之和。在电流旁路极性转换电路120的示例中，输出偏置电流 i是静态参考电流与输出自跨导元件118的增强电流之和。
[0033] 图3A-3C示出了图1和2所讨论的启动偏置增强电路100的一些元件的示例示意 图。这些是示例，而根据本公开可实现校正电路的其他实施例。图3A是延迟元件116、跨 导元件118和极性转换电路120的示例示意图。延迟元件116在一些示例中可以是电阻 器-电容器（RC)充电电路，其中电容器122在触发电压输入130从低（0V)转换为高时开始 充电。延迟开关124、126、128的组合被闭合以选择延迟(1〈0>、(1〈1>、或(1〈2>之一。例如，至 延迟元件116的电压输入130范围从0V到约3. 3V，0V时未向延迟元件116提供电压，3. 3V 时电压被提供给延迟元件116并且电容器122开始对RC充电电路充电。在替换示例中，延 迟元件可包括一个或更多个简单开关或者向启动偏置增强电路提供功率的其他电路元件。
[0034] 在图3A所示的示例中，延迟元件116包括串联地电耦合在一起的电容器122和一 系列可数控的电阻器132、134、136。然而，在替换示例中，电容器可电耦合至单个电阻器或 任何其他合适数目的电阻器。另外，开关元件可与多个电容器组合使用以提供可调的延迟。 再次参照图3A，该系列的电阻器132、134、136可通过其相应的开关124、126、128来数字地 选择，这些开关诸如是例如场效应晶体管（FET)或任何其他合适的开关。在此示例中，当 FET124、126闭合（导通）而FET128断开（非导通）时，延迟元件116的电阻变为值札。 在此示例中，当FET124、128闭合而FET126断开时，电阻变为值2*1。在此示例中，当FET 126、128闭合而FET124断开时，延迟元件116的电阻变为值4*Ri。通过改变被断开和闭 合的FET124、126、128，可控制延迟元件116的电阻值。通过控制延迟元件116的电阻值， 还可控制延迟波形信号对延迟元件116所接收的输入电压信号的响应。
[0035] 延迟元件116的输出电压信号在跨导元件118的输入处被接收，跨导元件118产 生输出增强电流。跨导元件118包括串联地电耦合在一起的放大器件138或晶体管和一系 列电阻器140、142、144。在图3A所示的示例跨导元件118中，放大器件138是例如FET，或 者可以是任何其他合适类型的放大器件。在其他示例中，电阻器140、142、144可以是一个 大电阻器。然而，在图3A中，电阻器140、142、144是串联地电耦合在一起的一系列三个可 数字选择的电阻器。这些电阻器140、142、144通过两个开关146、148进行数控，它们改变 电阻并且因此改变从跨导元件118输出的输出增强电流。跨导元件118具有最小电阻R2， 其可取决于开关146U48中的一者或两者是断开还是闭合而增加。
[0036] 跨导元件118的输出增强电流被接收作为极性转换电路120的输入，如图3A所 示。极性转换电路120包括在此示例中彼此串联地电耦合在一起的两个金属氧化物半导体 场效应晶体管150、152 (M0SFET)。极性转换电路120生成镜像的输出增强电流，后者大于跨 导元件118输出的增强电流但是与其成正比例。
[0037] 图3B是示例参考元件104。参考元件104可以是静态参考元件，其被安排成提供 设置功率放大器的工作参数的静态参考电流，即流经功率放大器的双极性晶体管的电流。
[0038] 现在转到图3C，示出了偏置电路110和功率放大器114的示例示意图。偏置电路 110接收输出增强电流（来自图3A的输出电流）与静态参考电流（来自图3B的输出电流） 的累加偏置电流。图3C所示的偏置电路110包括彼此串联地电耦合在一起的双极性晶体 管156和电感器158。旁路路径160将栅极耦合至双极性晶体管156的集电极，由此实际上 将该双极性晶体管156转为了二极管。偏置电路110在功率放大器114上电时向功率放大 器114提供提升的偏置电压，这有助于校正上电时段期间功率放大器114的性能特性的变 化。
[0039] 图3C还示出具有电容器162、双极性晶体管164以及电感器166的功率放大器114 的示例示意图。功率放大器114的输入信号是射频（RF)输入，而功率放大器114的输出是 根据功率放大器114所定义的增益被放大了的RF输出信号。当功率放大器114被断电时， 通过功率放大器114的双极性晶体管164的电流基本为零。当功率放大器114被上电时， 通过双极性晶体管164的电流迅速变化，并且随后逐步达到其稳定状态值。在通过双极性 晶体管164的电流正在变化的时段期间，功率放大器114的RF特性也正在变化。通过功率 放大器114的双极性晶体管164的电流的稳定状态值与静态参考电流106的值成比例。偏 置控制电流是在与静态参考电流累加并被输入到功率放大器114中时有助于校正功率放 大器114在其上电时或在其"瞬变"时段期间的RF特性变化的电流增强，否则会对总体系 统性能具有负面影响。
[0040] 偏置电路110生成用于功率放大器114的双极性晶体管164的偏置电压。功率放 大器114的双极性晶体管164的工作点由流过偏置电路110的参考器件156的静态参考电 流来设置。如上讨论地，至偏置电路110的输入电流是通过累加静态参考电流和输出电流 增强所产生的。当功率放大器114断电时，启动偏置增强电路100的控制电压130 (V?4S) 被接地,这对图1-3C所示的示例中的电路100进行重置。在替换实施例中，电路100可具 有恒定的供电电压（尽管供电电压的值可以变化），并且电路可通过其他方式（诸如FET开 关）来重置。
[0041] 在图3A-3C所示的示例中，启动偏置增强电路100具有两个设计等式：
[0042]t延迟=(RfCi)秒
[0043] I增强，最大=(Vcc_VM1) /R2 女培
[0044] 启动偏置增强电路设计等式具有三个自由度--Q、札和R2。Q是启动偏置增强 电路100的延迟元件116中包括的电容器122, 一般根据布局约束所固定并且可选择成常规 尽可能地大。为了达成所期望的延迟（在100Us的范围内），对应延迟元件116的电阻值 132、134、136的札也往往趋于相对较大，诸如2MQ。为了达成输出增强电流的所期望的大 小，对应跨导元件118的电阻值140、142、144的R2的值可独立于&和Q来选取。所有三 个自由度Q、&、和R2是可控的，以改变所期望的延迟的值和输出增强电流。
[0045] 如上讨论地，在功率放大器114上电之前，给延迟元件116的控制电压130为零， 这意味着所有节点电压也为零以及静态参考电流为零。偏置电路110中的二极管156和功 率放大器114中的双极性晶体管164是关断的，并且跨延迟元件116的Q122的电压为零。 当功率放大器114上电时，静态参考电流导通，在一些示例中达到值lOOyA。给增强电路 100的控制电压130也被提高至期望值，在一些示例中至3. 3V。控制电压130的转换可以 与静态参考电流导通同时发生、稍前、或者稍后。跨C:122的电压仍然为零，这将跨导元件 118中的晶体管138的栅极电压上拉到控制电压130,这导致晶体管138导通。R2140、142、 144提供的源极退化限制了漏极电流，这允许通过晶体管138的电流近似为如上讨论的 强，最大=(Vcc_vM1) /R2。
[0046] 随着时间的增加，跨Q122的电压以反指数特性增加。跨Q122的电压增加的速率 由札132、134、136的值控制。随着Q122充电，跨导元件118中的晶体管138的栅极电压呈 指数地降低，这导致流过晶体管138的电流也呈指数地降低。流过晶体管138的电流的降 低生成了输出增强电流的指数衰减。当随时间发生跨Q122的电压变成等 时，晶体管138截止并且通过晶体管138的电流变为零。此变化导致输出增强电流衰减为 零，并且偏置电流变为等于静态参考电流，这是所期望的稳定状态条件。
[0047] 图4是偏置电流随时间从峰值为输出增强电流与静态参考电流之和的值402然后 衰减到静态参考电流的值404的图形表示400。再次参考功率放大器的功率增益，在功率放 大器上电后的第二时段期间功率放大器所提供的第二功率增益量由第二时段期间输出偏 置电流朝静态参考电流的值的指数衰减所决定。在一些示例中，第二时段在第二功率增益 量已经降到可接受地接近功率增益的稳定状态量的值时开始。功率放大器的第一功率增益 量自第一时段开始起测量。时间常数可被定义为功率放大器的初始上电（由此开始第一时 段）与当功率放大器的功率增益的量足够接近其稳定状态以在输出信号中引起可接受的 小误差时之间的时间量。功率放大器的功率增益与输出偏置电流的指数衰减成比例，如图 4所描绘的。
[0048] 现在参照图5,示出了用于校正功率放大器中的启动瞬变的方法500中的步骤。步 骤包括产生具有衰减特性的增强电流502、产生静态参考电流504、累加增强电流和静态参 考电流506、以及应用累加的增强电流和静态参考电流以偏置功率放大器508。如上讨论 地，功率放大器在功率放大器上电后的第一时段期间提供第一功率增益量以及在功率放大 器上电后接着第一时段的第二时段期间提供第二功率增益量。第一功率增益量响应于增强 电流与静态参考电流之和，以及第二功率增益量由累加增强电流朝静态参考电流值的衰减 所决定。
[0049] 图6-10示出校正电路600的另一示例集成启动偏置增强电路。类似于在图1-5 所示并且在上文讨论的校正电路100,校正电路600通过将用于设置延迟的电路元件与用 于设置偏置电流的输出大小和功率放大器的输出信号的特性的那些电路元件分离开来校 正功率放大器中固有的启动瞬变。然而，图6-10所示的校正电路600还可包括两个缩放操 作。功率放大器的供电电压以及功率放大器的RF^^或功率水平输出两者皆影响功率放大 器开启时发生的热事件的大小。由于热事件的大小受到影响，所需要的增强电流的量也改 变。
[0050] 由于功率放大器上的供电电压的影响所需要的变化的增强电流水平可通过根据 缩放因子对原始增强电流进行缩放来校正。缩放因子与功率放大器的供电电压（V PA)成比 例。由于功率放大器上的RF驱动的影响所需要的变化的增强电流水平是通过根据与RF信 号RF fl^的大小成比例的缩放因子对原始增强电流进一步缩放来处理的。
[0051] 通过根据基于RF_和VPA的缩放因子来调节I 的大小，校正电路600实现对I ts强的动态缩放。图6是示例校正电路600的框图，该校正电路包括基于RF输出和VPA的I增强 缩放。校正电路600包括增强发生器602、参考元件606、偏置元件或偏置电路610、以及功 率放大器616。增强发生器包括三个输入：时间常数618、V PA 620和622,它们组合在 一起基于与功率放大器616相关联的值来调节增强发生器602输出的604。由于与功 率放大器616相关联的值在功率放大器被开启的瞬变时段期间变化，增强发生器通过缩放 以基于功率放大器的变化的供电电压和输入功率值进行调节来校正该开启的热事件。
[0052] 类似于上述校正电路100,图6所示的校正电路600具有提供参考电流（1#$) 608 的参考元件606。电流和1#$被累加以产生输出偏置电流I{Sa609,后者被接收作为 偏置电路610的输入。偏置电路610产生基于609的偏置控制输出612。功率放大器 616对偏置控制输出612进行响应并被安排成提供经放大的功率输出。
[0053] 图7示出了带有对缩放电流的更详细解说的校正电路600的另一框图。增强 发生器602包括被提供作为增强波形发生器624的输入的触发电压（V?4S)输入618。增 强波形发生器624的输出是放大器627的输入，放大器627具有VPA 620作为其增益控制输 入。具有VPA 620作为其输入的放大器627根据基于VPA的缩放因子对输出的I进行调 节。放大器627的输出是第二放大器628的输入，第二放大器628具有功率放大器616的 作为其增益控制输入。功率放大器627根据基于功率放大器627的622的缩放 因子进一步调节来自增强发生器602的输出1^^604。基于缩放的的输出 随后与进行累加，如上所述。
[0054] 图8示出了根据基于VpJPRF^^的缩放因子来调节的校正电路600的又一框 图。如上所讨论的，增强发生器602可包括延迟元件626和跨导元件628。然而，与上文讨 论的示例校正电路100不同，缩放Its?的校正电路600包括跨导元件628,其中输出电流基 于延迟波形信号，并且延迟兀件626的输出电压的大小与VPA成比例。
[0055] 增强发生器的输出电流I是任选的极性转换器630的输入，这与上文在图2中 讨论的极性转换器的方式相类似。极性转换器630的输出是功率缩放兀件624的电流输入。 功率缩放元件624的输出电流是经缩放的后者经过与功率放大器的输出功率成比例 的缩放因子进行了调节。如上文讨论的，与1 #$相累加以产生作为偏置电流610的输 入的I609。该偏置电路的输出是作为功率放大器616的输入的偏置控制612。
[0056] 图9是示出了延迟元件626、跨导元件628、极性转换电路630、功率缩放元件622、 和极性与增益元件632的示例示意图。类似于图3A中描述的校正电路100,延迟元件626 可以是电阻器-电容器（RC)充电电路，其中电容器636在触发电压输入（VI4S) 633从低 (0V)转换为高时开始充电。VI4S633是功率放大器634的输入，功率放大器634还接收来 自VPA的输入，由此基于VPA调节最终的I延迟开关638、640、642的组合被闭合以选择 延迟(10、(11、(12、(13、(14、(15、(16、和(17中的一者。也可以使用简单开关或其他电路元件。延 迟兀件626包括彼此串联地电稱合在一起的电容器636和一系列可数控的电阻器644、646、 648。可使用任何合适的可调延迟。通过控制延迟元件626的电阻值，还可控制延迟波形信 号对延迟兀件626所接收的输入电压信号的响应。
[0057] 延迟元件626的输出电压信号在跨导元件628的输入处被接收。跨导元件628包 括串联地电稱合在一起的放大器件650或晶体管和一系列电阻器652、654、656。在图9所 示的示例跨导元件中，放大器件650是例如FET，或者可以是任何其他合适类型的放大器 件。电阻器652、654、656是串联地电稱合在一起的一系列三个可数字选择的电阻器。电阻 器652、654、656通过两个开关658、660进行数控，它们改变电阻并且因此改变从跨导元件 628输出的输出增强电流。
[0058] 跨导元件628的输出增强电流被接收作为图9所示的极性转换电路630的输入。 极性转换电路630包括两个M0SFETs 662、664,在此示例中它们彼此串联地电耦合在一起。 极性转换电路630生成镜像的输出增强电流，后者大于跨导元件628输出的增强电流但是 与其成正比例。
[0059] 极性转换电路630的输出增强电流被接收作为功率缩放元件622的输入。功率缩 放元件622包括两个并联的MOSFETs668、670。M0SFET668具有参考电压输入（V参考），以 及MOSFET670具有参考电压（V#；t)以及与功率放大器的RF功率水平成比例的电压（VKF)。 和VKF两者皆由功率检测器（未示出）提供，功率检测器位于管芯上与本文描述的功率 放大器和校正电路分开的其他位置。是来自功率检测器的参考电压，以及VKF是使得 与所公开的功率放大器的RF功率水平成比例的信号。功率缩放电路622的输出可 以取自设备668或者670,这取决于所期望的缩放的极性。
[0060] 功率缩放元件622的输出被接收作为任选的极性与增益元件632的输入。极性 与增益元件632包括增益部分，该部分包括彼此串联地电耦合在一起的两个M0SFET672、 674。极性与增益元件632还包括与增益部分串联的极性转换电路部分。极性转换电路部 分包括彼此串联地电耦合在一起的两个M0SFET676、678。极性与增益元件632的输出是I 增强，其经过调整以针对RFf触和VPA进行缩放。
[0061] 图10是基于VPA和RF_来缩放I_的另一校正电路。取代图9中所示的包括延 迟开关638、640、642和电阻器644、646、648的可选延迟626,图10中所示的校正电路600 包括具有单个电阻器 68〇的延迟626A。替换地，该延迟元件可以是一系列电阻或者任何其 他合适的电阻元件。
[0062] 已经在本发明的优选实施例中描述和说明了本发明的原理，但应当显而易见的 是，能在安排和细节方面修改本发明而不背离这样的原理。 申请人:要求保护落在所附权利 要求的精神和范围内的所有修改和变化。
【权利要求】
1. 一种校正功率放大器中的启动瞬变的电路，包括： 增强发生器，被安排以提供增强电流； 参考元件，提供响应于静态参考电流和所述增强电流的输出偏置电流； 偏置元件，具有接收偏置电流的输入并被安排成提供偏置控制输出；以及 功率放大器，所述功率放大器响应于所述偏置控制输出并被安排成提供经放大的功 率输出，其中所述功率放大器在所述功率放大器上电后的第一时段期间提供第一功率增益 量，以及在所述功率放大器上电后的第二时段期间提供第二功率增益量，所述第二时段在 所述第一时段之后，所述第一功率增益量响应于所述增强电流与所述静态参考电流之和， 所述第二功率增益量由所述输出偏置电流朝所述静态参考电流的值的衰减所决定。
2. 如权利要求1所述的电路，其特征在于，还包括极性转换电路，所述极性转换电路具 有接收所述增强电流的输入并被安排成提供作为镜像的增强电流的输出，其中所述偏置电 流响应于所述镜像的增强电流。
3. 如权利要求2所述的电路，其特征在于，所述输出偏置电流是所述静态参考电流与 所述镜像的增强电流之和。
4. 如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述第二功率增益量由所述第二时段期间 所述输出偏置电流朝所述静态参考电流的所述值的指数衰减所决定。
5. 如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述第一时段开始于向所述功率放大器提 供启用控制信号之时。
6. 如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述第二时段开始于所述第二功率增益量 为所述第一时段开始时的所述第一功率增益量的值的37%之时。
7. 如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述增强发生器包括延迟元件和跨导元件。
8. 如权利要求7所述的电路，其特征在于，所述延迟元件包括串联地电耦合的电容器 和至少一个电阻器。
9. 如权利要求8所述的电路，其特征在于，所述延迟元件包括串联地电耦合在一起并 且是可数控的第一电阻器、第二电阻器和第三电阻器。
10. 如权利要求7所述的电路，其特征在于，所述延迟元件被安排成产生响应于输入电 压信号的延迟波形信号，并且所述跨导元件具有接收来自所述延迟元件的所述延迟波形信 号的输入并且被安排成提供所述输出增强电流。
11. 如权利要求10所述的电路，其特征在于，所述跨导元件的输出根据基于所述功率 放大器的供电电压的缩放因子被调节。
12. 如权利要求11所述的电路，其特征在于，所述缩放因子与所述功率放大器的供电 电压成比例。
13. 如权利要求7所述的电路，其特征在于，所述跨导元件包括串联地电耦合在一起的 开关和至少一个电阻器。
14. 如权利要求11所述的电路，其特征在于，所述跨导元件包括串联地电耦合在一起 并且是可数控的第一电阻器、第二电阻器和第三电阻器。
15. 如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述输出偏置电流是所述静态参考电流与 所述增强电流之和。
16. 如权利要求1所述的电路，其特征在于，还包括功率缩放元件，所述功率缩放元件 根据基于所述功率放大器的输入功率的功率缩放因子来调节所述增强电流。
17. 如权利要求11所述的电路，其特征在于，还包括功率缩放元件，所述功率缩放元件 根据基于所述功率放大器的输出功率的功率缩放因子来调节所述增强电流。
18. 如权利要求16所述的电路，其特征在于，所述功率缩放因子与所述功率放大器的 输出功率的大小成比例。
19. 如权利要求17所述的电路，其特征在于，所述功率缩放因子与所述功率放大器的 输出功率的大小成比例。
20. -种用于校正功率放大器中的启动瞬变的方法，包括： 产生具有衰减特性的增强电流； 产生静态参考电流； 累加所述增强电流和所述静态参考电流； 应用经累加的增强电流与静态参考电流以偏置功率放大器。
21. 如权利要求20所述的方法，其特征在于，所述功率放大器在所述功率放大器上电 后的第一时段期间提供第一功率增益量，以及在所述功率放大器上电后的第二时段期间提 供第二功率增益量，所述第二时段在所述第一时段之后，所述第一功率增益量响应于所述 增强电流与所述静态参考电流之和，所述第二功率增益量由经累加的增强电流朝所述静态 参考电流的值的衰减所决定。
22. 如权利要求20所述的方法，其特征在于，所述增强电流由延迟元件和跨导元件产 生，所述延迟元件具有接收启用控制信号的输入并且被安排成提供包括延迟输出信号的输 出，所述跨导元件具有接收来自所述延迟元件的延迟输出电压的输入并且被安排成提供包 括所述增强电流的输出，所述增强电流基于所述延迟输出电压和所述跨导元件的增益。
23. 如权利要求22所述的方法，其特征在于，所述延迟元件包括串联地耦合在一起的 开关和至少一个电阻器。
24. 如权利要求22所述的方法，其特征在于，所述跨导元件包括串联地耦合在一起的 开关和至少一个电阻器。
25. 如权利要求20所述的方法，其特征在于，所述增强电流的衰减特性使所述增强电 流朝所述静态参考电流的值指数衰减。
26. 如权利要求20所述的方法，其特征在于，所述增强电流的衰减开始于向所述功率 放大器提供启用控制信号之时。
27. 如权利要求20所述的方法，其特征在于，还包括根据基于所述功率放大器的供电 电压和所述功率放大器的输入功率的缩放因子来调节所述增强电流。
28. 如权利要求27所述的方法，其特征在于，所述缩放因子是与所述供电电压成比例 的电压缩放因子和与所述功率放大器的输出功率的大小成比例的功率缩放因子。
29. -种用于校正功率放大器中的启动瞬变的方法，包括： 产生具有衰减特性的增强电流； 产生静态参考电流； 根据基于所述功率放大器的供电电压和所述功率放大器的输入功率的缩放因子来调 节所述增强电流； 累加所述增强电流和所述静态参考电流； 应用经累加的增强电流与静态参考电流以偏置功率放大器。
30. 如权利要求29所述的方法，其特征在于，所述功率放大器在所述功率放大器上电 后的第一时段期间提供第一功率增益量，以及在所述功率放大器上电后的第二时段期间提 供第二功率增益量，所述第二时段在所述第一时段之后，所述第一功率增益量响应于所述 增强电流与所述静态参考电流之和，所述第二功率增益量由经累加的增强电流朝所述静态 参考电流的值的衰减所决定。
31. 如权利要求29所述的方法，其特征在于，所述增强电流由延迟元件和跨导元件产 生，所述延迟元件具有接收启用控制信号的输入并且被安排成提供包括延迟输出信号的输 出，所述跨导元件具有接收来自所述延迟元件的延迟输出电压的输入并且被安排成提供包 括所述增强电流的输出，所述增强电流基于所述延迟输出电压和所述跨导元件的增益。
32. 如权利要求31所述的方法，其特征在于，所述延迟元件包括串联地耦合在一起的 开关和至少一个电阻器。
33. 如权利要求31所述的方法，其特征在于，所述跨导元件包括串联地耦合在一起的 开关和至少一个电阻器。
34. 如权利要求29所述的方法，其特征在于，所述增强电流的衰减特性使所述增强电 流朝所述静态参考电流的值指数衰减。
35. 如权利要求29所述的方法，其特征在于，所述增强电流的衰减开始于向所述功率 放大器提供启用控制信号之时。
36. 如权利要求29所述的方法，其特征在于，所述缩放因子是与所述供电电压成比例 的电压缩放因子和与所述功率放大器的输出功率的大小成比例的功率缩放因子。
【文档编号】H03F1/30GK104321964SQ201380025313
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2013年5月17日 优先权日:2012年5月17日
【发明者】K·赫什伯格, B·艾普莱特, M·圣蒂尼 申请人:美高森美公司