多模多频带功率放大器的制造方法
【专利说明】多模多频带功率放大器
[0001]背景
[0002]领域
[0003]本发明一般涉及功率放大器。本发明尤其涉及用于多模多频带功率放大器的方法、系统和设备。
【背景技术】
[0004]在无线通信系统中，发射机可处理(例如，编码和调制)数据以生成输出采样。发射机可进一步调理(例如，转换到模拟、滤波、上变频、和放大)这些输出采样以生成输出射频(RF)信号。发射机随后可经由无线信道向接收机传送该输出RF信号。接收机可接收所传送的RF信号并对所接收到的RF信号执行互补处理。接收机可调理(例如，放大、下变频、滤波和数字化)收到RF信号以获取输入样本。接收机还可处理(例如，解调和解码)输入样本以恢复所传送的数据。
[0005]发射机可支持多种模式和多个频带。每一种模式都可对应于不同的无线电技术，且每一频带都可覆盖不同的频率范围。发射机可包括数个功率放大器以支持多种模式和多个频带。例如，每一个功率放大器都可支持特定频带上的特定模式。发射机于是可能需要相对较大数量的功率放大器，这会增加发射机的尺寸和成本。
[0006]存在对增强的多模多频带功率放大器的需求。更具体而言，存在对提高多模多频带功率放大器的功率附加效率并减少多模多频带功率放大器的插入损耗的需求。
[0007]附图简述
[0008]图1是根据本发明的示例性实施例的无线通信设备的框图。
[0009]图2解说了包括多个发射路径的功率放大器模块。
[0010]图3解说了根据本发明的示例性实施例的被配置成用于在多种操作模式之一以及多个频带之一中操作的另一功率放大器模块。
[0011]图4解说了在高功率模式中操作期间的图3的功率放大器模块。
[0012]图5解说了在中功率模式中操作期间的图3的功率放大器模块。
[0013]图6解说了在低功率模式中操作期间的图3的功率放大器模块。
[0014]图7是描绘与常规放大器模块和图3的功率放大器模块的输出功率有关的功率附加效率的标绘。
[0015]图8是解说根据本发明的示例性实施例的方法的流程图。
[0016]图9是解说根据本发明的示例性实施例的另一方法的流程图。
[0017]详细描述
[0018]以下结合附图阐述的详细描述旨在作为本发明的示例性实施例的描述，而无意表示能在其中实践本发明的仅有实施例。贯穿本描述使用的术语“示例性”意指“用作示例、实例或解说”，并且不应当一定要解释成优于或胜过其他示例性实施例。本详细描述包括具体细节以提供对本发明的示例性实施例的透彻理解。对于本领域技术人员将显而易见的是，没有这些具体细节也可实践本发明的示例性实施例。在一些实例中，公知的结构和器件以框图形式示出以免煙没本文给出的示例性实施例的新颖性。
[0019]本文描述了能够支持多种模式和多个频带的多模多频带功率放大器(PA)模块。该PA模块可用于各种电子设备，诸如无线通信设备、蜂窝电话、个人数字助理(PDA)、手持式设备、无线调制解调器、膝上型计算机、无绳电话、蓝牙设备、消费者电子设备等。为了清楚起见，下面描述该PA模块在无线通信设备中的使用。
[0020]如本文描述的示例性实施例涉及增强的多模多频带功率放大器模块。根据一个示例性实施例，放大器模块可包括包含第一放大器和第二放大器的发射路径。该放大器模块还可包括变压器，该变压器耦合在第一放大器和第二放大器之间并且可切换地配置成用于在第一模式中将第一放大器与第二放大器串联地耦合并且在第二模式中耦合第一放大器以旁路掉第二放大器。
[0021]图1示出了无线通信设备50的示例性设计的框图。在此示例性实施例中，无线设备50包括数据处理器52和收发机56。收发机56包括包含上变频器电路60和PA模块62的发射机58。收发机56还包括包含前端模块68和下变频器电路66的接收机64。一般而言，无线设备50可包括用于任何数目的通信系统和任何数目的频带的任何数目的发射机和任何数目的接收机。
[0022]在发射路径中，数据处理器52可以处理待传送的数据并且向发射机58提供输出基带信号。在发射机58中，上变频器电路60可处理(例如，放大、滤波和上变频)输出基带信号并提供输入RF信号。上变频器电路60可包括放大器、滤波器、混频器等。PA模块62可放大该输入RF信号以获得期望输出功率电平并提供输出RF信号，该输出RF信号可经由天线70传送。PA模块62可包括激励放大器(DA)、功率放大器、开关等，如下所述。
[0023]在接收路径中，天线70可以接收由基站和/或其他发射机站传送的RF信号并且可以提供收到RF信号，该收到RF信号可以被路由经过PA模块62并且提供给接收机64。在接收机64中，前端模块68可处理(例如，放大和滤波)收到RF信号并提供经放大RF信号。前端模块68可包括双工器、低噪声放大器(LNA)等。下变频器电路66还可处理(例如，下变频、滤波和放大)经放大RF信号并将输入基带信号提供给数据处理器52。下变频器电路66可包括混频器、滤波器、放大器等。数据处理器52还可处理(例如，数字化、解调和解码)输入基带信号以恢复所传送的数据。
[0024]控制单元72可以从数据处理器52接收控制信息并且可生成用于发射机58和接收机64中的电路和模块的控制。数据处理器52还可将控制直接提供给发射机58和接收机64中的电路和模块。在任一种情形中，这些控制可指导这些电路和模块的操作以获得期望性能。
[0025]图1不出了发射机58和接收机64的不例性设计。一般而言，在发射机58和接收机64中对信号的调理可由一级或多级的放大器、滤波器、混频器等执行。这些电路块可被安排成各种配置。发射机58的全部或部分以及接收机64的全部或部分可实现在一个或多个模拟集成电路(1C)、一个或多个RF IC(RFIC)、一个或多个混和信号IC等上。例如，PA模块62可以实现在一个RFIC上，而上变频器电路60和下变频器电路66可以实现在另一RFIC 上。
[0026]数据处理器52可执行无线设备50的各种功能，例如，对正被传送或接收的数据进行处理。存储器54可存储供数据处理器52使用的程序代码和数据。数据处理器52可实现在一个或多个专用集成电路(ASIC)和/或其他IC上。
[0027]无线设备50可支持多种模式和多个频带。PA模块62可被设计成支持无线设备50所支持的所有模式和频带。多种模式可对应于不同的无线电技术，诸如码分多址(CDMA) IX、宽带CDMA (WCDMA)、全球移动通信系统(GSM)、长期演进(LTE)、无线局域网(WLAN)等。每一种模式都可对应于可利用频分双工(FDD)或时分双工(TDD)的特定无线电技术。对于FDD，对下行链路和上行链路使用不同的频道，并且可使用双工器来将输出RF信号从发射机路由至天线并将收到RF信号从天线路由至接收机。对于TDD，对下行链路和上行链路两者使用相同的频道，并且可使用开关来在某一时间将发射机耦合到天线并且在某一其他时间将接收机耦合到天线。
[0028]图2示出了功率放大器模块100。功率放大器模块100包括经由电容器Cl耦合到变压器TA的初级绕组TAP的第一端的单端输入102。变压器TA的初级绕组TAP的第二端耦合到开关SI。变压器TA的次级绕组TAS耦合到激励放大器104的输入。功率放大器模块100还包括电容器C2-C5以及电感器L1-L3。另外，功率放大器模块1