具有电源控制的功率放大器模块的制作方法

具有电源控制的功率放大器模块的制作方法
【专利摘要】具有电源控制的功率放大器模块。一种功率放大控制系统可以包括接口，被配置为从收发机接收收发机控制信号。所述功率放大控制系统还可以包括：功率放大器控制部件，被配置为基于来自所述收发机的收发机控制信号来生成功率放大器控制信号；以及电源控制部件，被配置为基于来自所述收发机的收发机控制信号来生成电源控制信号，并且基于来自所述功率放大器控制部件的本地控制信号来生成所述电源控制信号。
【专利说明】
具有电源控制的功率放大器模块
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求2015年2月15日提交的、发明名称为"SWITCHING MODE POWER SUPPLY CONTROLLED BY POWER AMPLIFIER MASTER (由功率放大器主器件控制的开关模式电源）"的 美国临时申请第62/116, 463号的优先权，特此通过引用而将其公开内容明确地全部合并 于此。
技术领域
[0003] 本申请一般涉及功率放大系统。
【背景技术】
[0004] 一些无线通信装置包括功率放大器（PA)和开关模式电源（SMPS)两者。SMPS和 PA可以由调制解调器/收发机系统独立地控制。作为结果，作为PA操作状况的函数来调整 SMPS的能力有限。

【发明内容】

[0005] 根据一些实施方式，本申请涉及一种功率放大控制系统。所述功率放大控制系统 包括接口，被配置为从收发机接收收发机控制信号。所述功率放大控制系统还包括：功率放 大器控制部件，被配置为基于来自所述收发机的收发机控制信号来生成功率放大器控制信 号；以及电源控制部件，被配置为基于来自所述收发机的收发机控制信号来生成电源控制 信号，并且基于来自所述功率放大器控制部件的本地控制信号来生成所述电源控制信号。
[0006] 在一些实施例中，所述接口可以包括一个或多个控制寄存器。在一些实施例中，所 述一个或多个控制寄存器可以包括一个或多个功率放大器控制寄存器和一个或多个电源 控制寄存器。在一些实施例中，所述功率放大器控制部件可以被配置为基于写入到所述一 个或多个功率放大器控制寄存器的收发机控制信号的一部分来生成所述功率放大器控制 信号，并且所述电源控制部件被配置为基于写入到所述一个或多个电源控制寄存器的收发 机控制信号的一部分来生成所述电源控制信号。在一些实施例中，所述功率放大器控制部 件可以被配置为利用所述本地控制信号来覆写所述电源控制寄存器中的一个或多个。
[0007] 在一些实施例中，所述电源控制部件可以具有：第一输入，耦接到所述接口，以接 收所述收发机控制信号的至少一部分；以及第二输入，耦接到所述功率放大器控制部件，以 从所述功率放大器控制部件接收所述本地控制信号。
[0008] 在一些实施例中，所述功率放大器控制信号可以包括偏置电压或使能信号中的至 少一个。在一些实施例中，所述电源控制信号可以包括基准电压或使能信号中的至少一个。
[0009] 在一些实施例中，所述电源控制部件还可以被配置为基于来自替换功率放大器控 制部件的外部控制信号来生成所述电源控制信号。
[0010] 在一些实施例中，所述功率放大器控制部件可以被配置为基于功率放大器的感测 状况来生成所述本地控制信号。在一些实施例中，所述功率放大器的感测状况可以是饱和 状况或安全状况中的至少一个。
[0011] 在一些实施方式中，本申请涉及一种射频（RF)模块，包括封装衬底，被配置为容 纳多个部件。所述RF模块包括功率放大系统，实现在所述封装衬底上。所述功率放大系统 包括被配置为由电源供电的功率放大器和控制系统。所述控制系统被配置为生成功率放大 器控制信号以控制所述功率放大器。所述控制系统还被配置为生成电源控制信号以控制所 述电源。
[0012] 在一些实施例中，所述RF模块可以是前端模块（FEM)。
[0013] 在一些实施例中，所述电源可以实现在所述封装衬底上。在一些实施例中，所述电 源可以包括开关模式电源。在一些实施例中，所述电源可以包括升压转换器。
[0014] 在一些实施例中，所述控制系统可以包括：接口，被配置为从收发机接收收发机控 制信号；功率放大器控制部件，被配置为基于所述收发机控制信号来生成所述功率放大器 控制信号；以及电源控制部件，被配置为基于来自所述收发机的所述收发机控制信号来生 成所述电源控制信号，并且基于来自所述功率放大器控制部件的本地控制信号来生成所述 电源控制信号。
[0015] 在一些实施例中，所述电源控制部件可以具有：第一输入，耦接到所述接口，以接 收所述收发机控制信号的至少一部分；以及第二输入，耦接到所述功率放大器控制部件，以 从所述功率放大器控制部件接收所述本地控制信号。
[0016] 在一些实施方式中，本申请涉及一种无线装置，包括：收发机，被配置为生成射频 (RF)信号。所述无线装置包括前端模块（FEM)，与所述收发机进行通信。所述FEM包括封装 衬底，被配置为容纳多个部件。所述FEM模块包括功率放大系统，实现在所述封装衬底上。 所述功率放大系统包括功率放大器，所述功率放大器被配置为由电源供电并且放大所述RF 信号。所述功率放大系统还包括控制系统，所述控制系统被配置为生成功率放大器控制信 号以控制所述功率放大器。所述控制系统还被配置为生成电源控制信号以控制所述电源。 所述无线装置包括天线，与所述FEM进行通信。所述天线被配置为发射放大后的RF信号。
[0017] 在一些实施例中，所述收发机不直接耦接到所述电源。
[0018] 出于概述本公开的目的，已经在这里描述了本发明的某些方面、优点和新颖特征。 应当理解，根据本发明的任何具体实施例，不一定要实现所有这些优点。因而，可以按照实 现或优化如在这里教导的一个优点或一组优点的方式来实施或实现本发明，而不需要实现 如在这里可以教导或建议的其它优点。
【附图说明】
[0019] 图1示出了示例无线系统或结构（architecture)。
[0020] 图2示出了在一些实施方式中，放大系统可以包括具有具有一个或多个功率放大 器的射频（RF)放大器组件。
[0021] 图3A-3E示出了功率放大器的非限制性示例。
[0022] 图4图示了具有独立功率放大器控制和电源控制的功率放大配置的框图。
[0023] 图5图示了具有集成的功率放大器控制和电源控制的功率放大配置的框图。
[0024] 图6图示了具有包括集成的功率放大器控制部件和电源控制部件的示例控制器 的功率放大配置的框图。
[0025] 图7图示了具有包括控制寄存器的示例控制器的功率放大配置的框图。
[0026] 图8图示了图7的电源可以如何响应于基准电压的各种输入的示例。
[0027] 图9描绘了具有如在这里描述的一个或多个特征的模块。
[0028] 图10描绘了具有如在这里描述的一个或多个特征的无线装置。
【具体实施方式】
[0029] 如果有的话，在这里提供的标题仅仅为了方便起见，而不应影响要求保护的发明 的范围或含义。
[0030] 参考图1，本申请的一个或多个特征一般地涉及具有放大系统52的无线系统或结 构50。在一些实施例中，可以将放大系统52实现为一个或多个器件，并且这种器件可以用 于无线系统/结构50中。在一些实施例中，例如可以将无线系统/结构50实现在便携式 无线装置中。在这里描述了这种无线装置的示例。
[0031] 图2示出了图1的放大系统52典型地包括射频（RF)放大器组件54,其具有一个 或多个功率放大器（PA)。在图2的示例中，将三个PA 60a-60c描绘为形成RF放大器组件 54。将理解，也可以实现其它数目的PA。还将理解，也可以在具有其它类型的RF放大器的 RF放大器组件中实现本申请的一个或多个特征。
[0032] 在一些实施例中，可以在一个或多个半导体晶片上实现RF放大器组件54,并且可 以将这种晶片包括在诸如功率放大器模块（PAM)或前端模块（FEM)之类的封装模块中。这 种封装模块典型地安装在例如与便携式无线装置相关联的电路板上。
[0033] 典型地，通过偏置系统56来对放大系统52中的各PA(例如，60a_60c)施加偏置 (bias)。此外，典型地由供电系统58来提供用于各PA的供电电压。在一些实施例中，偏置 系统56和供电系统58中的任一个或两者可以包括在具有RF放大器组件54的前述封装模 块中。
[0034] 在一些实施例中，放大系统52可以包括匹配网络62。这种匹配网络可以被配置为 向RF放大器组件54提供输入匹配和/或输出匹配功能。
[0035] 出于描述的目的，将理解，可以以多种方式来实现图2的PA 60a_60c中的每个。图 3A-3E示出了可以如何配置这种PA的非限制性示例。图3A示出了具有放大晶体管64的示 例PA，其中向晶体管64的基极提供输入的RF信号（RF_in)，并且通过晶体管64的集电极 来输出放大后的RF信号（RF_out)。
[0036] 图3B示出了具有在各级中安排的多个放大晶体管（例如，64a、64b)的示例PA。输 入的RF信号（RF_in)提供到第一晶体管64a的基极，并且来自第一晶体管64a的放大后的 RF信号通过其集电极来输出。来自第一晶体管64a的放大后的RF信号提供到第二晶体管 64b的基极，并且来自第二晶体管64b的放大后的RF信号通过其集电极来输出，以由此产生 PA的输出RF信号（RF_out)。
[0037] 在一些实施例中，可以将图3B的前述示例PA配置描绘为两级或更多级，如图3C 所示的。第一级64a可以例如被配置为驱动级；并且第二级64b可以例如被配置为输出级。
[0038] 图3D示出了在一些实施例中，PA可以被配置为多尔蒂（Doherty)PA。这种多尔蒂 PA可以包括放大晶体管64a、64b，被配置为提供输入RF信号（RF_in)的载波放大和峰值放 大，以产生放大后的输出RF信号（RF_out)。分离器（splitter)可以将输入RF信号分离为 载波部分和峰值部分。组合器（combiner)可以组合放大后的载波和峰值信号，以产生输出 RF信号。
[0039] 图3E示出了在一些实施例中，可以以共射共基（cascode，或共源共栅）配置来实 现PA。可以向操作为共发射极器件的第一放大晶体管64a提供输入RF信号（RF_in)。第 一放大晶体管64a的输出可以通过其集电极来提供并且提供到操作为共基极器件的第二 放大晶体管64b的发射极。第二放大晶体管64b的输出可以通过其集电极来提供，从而产 生PA的放大后的输出RF信号（RF_out)。
[0040] 在图3A-3E的各个示例中，将放大晶体管描述为诸如异质结双极型晶体管（HBT) 之类的双极结型晶体管（BJT)。将理解，也可以以或利用诸如场效应晶体管（FET)之类的其 它类型的晶体管来实现本申请的一个或多个特征。
[0041] 在一些实施例中，可以将图2的放大系统52实现为高压（HV)功率放大系统。这 种系统可以包括HV功率放大组件，被配置为包括一些或所有PA(例如，60a-60c)的HV放 大操作。如在这里所描述的，可以通过偏置系统来对这种PA施加偏置。在一些实施例中， 可以通过HV供电系统来促成前述的HV放大操作。例如，这种HV供电系统可以包括开关模 式电源（SMPS)。在一些实施例中，可以实现PA主器件系统（PA master system)。这种PA 主器件系统可以包括用于控制一些或所有PA的控制部件。控制部件也可以被配置为提供 SMPS的至少一些控制。尽管在这里在HV操作的上下文中描述各种示例，但是将理解，也可 以在非HV应用中实现本申请的一个或多个特征。
[0042] 图4图示了具有独立功率放大器控制和电源控制的功率放大配置400的框图。 例如，可以在手持移动装置中实现功率放大配置400。功率放大配置400包括功率放大器 (PA) 422和电源（PS) 412。在一些实施例中，电源412可以包括开关模式电源（SMPS)，诸如 升压转换器、降压转换器、降压升压转换器、电荷栗等。
[0043] 电源412接收（例如，来自电池的Vbatt或来自另一来源的）输入电压，并且向功 率放大器422提供供电电压（Vcc)。功率放大器422由供电电压来供电。供电电压的幅度 可以通过由电源控制器411提供并且由电源412接收的电源控制信号进行设置。电源控制 器411可以基于从收发机401接收到的收发机控制信号来生成电源控制信号。
[0044] 功率放大器422接收输入信号（RFin)，并且提供放大版本的输入信号，作为输出 信号（RFout)。输入信号可以从自收发机401接收信号的功率放大器控制器421接收（如 图4所示的），可以从收发机401直接接收，或可以从另一来源接收。功率放大器422通过 由功率放大器控制器421提供并且由功率放大器422接收的功率放大器控制器信号（例 如，诸如偏置电压或偏置电流之类的偏置信号）施加偏置。功率放大器控制器421可以基 于从收发机401接收到的收发机控制信号来生成功率放大器控制信号。可以将功率放大器 控制器421和功率放大器422集成到单个模块420上。具体地，可以将功率放大器控制器 421和功率放大器422集成在单个晶片（die)上。在一些实施方式中，还可以将电源412集 成到该模块上或集成在该晶片上。
[0045] 因而，收发机401独立地控制电源412和功率放大器422。作为结果，作为功率放 大器422的操作状况的函数来调整电源的能力有限。在一些配置中，功率放大器422和电 源412的控制可以通过固定的状况来完成。作为示例，用于指定输出功率的系统请求基于 预定的表格来驱动用于功率放大器422和电源412的设定状况。
[0046] 在一些配置中，（例如，经由功率放大器控制器421的）功率放大器422与收发机 401之间的附加接口信号允许感测功率放大器输出，使得收发机401可以基于这些感测到 的状况来改变电源412的操作状态。例如，响应于功率放大器422的感测状况，功率放大器 控制器421可以向收发机401发送请求，由增加供电电压。作为响应，收发机401可以向电 源控制器411发送收发机控制信号，该电源控制器411可以继而向电源412发送电源控制 信号，以增加供电电压（Vcc)。
[0047] 在一些实施例中，如下面详细描述的，一些或所有的电源控制特征可以与一些或 所有的功率放大器控制特征进行集成。这种集成可以允许电源响应于来自收发机、直接来 自功率放大模块或其任何组合的输入。例如，功率放大器控制功能内的内部监视可以生成 一个或多个输出，其可以用于直接控制电源和调整向功率放大器施加的供电电压，而无需 要求收发机的任何知情。
[0048] 电源和功率放大器控制特征的集成可以提供显著优势。例如，无需用于收发机系 统或软件的定制，以便支持与功率放大器的功率提供相关联的更加先进的特征。在一些实 施例中，收发机可以提供传统的设定状况，而然后可以基于相关联的功率放大器所需或期 望的一个或多个特定参数来调整电源。
[0049] 图5图示了具有集成的功率放大器控制和电源控制的功率放大配置500的框图。 例如，这种集成可以允许功率放大器522与电源512之间的交互，而无需来自收发机501的 输入或与收发机501的交互。具体地，收发机501不直接耦接到电源512,且不经由专门的 电源控制器耦接到电源512。
[0050] 与图4的配置400类似的，功率放大器配置500包括功率放大器522和电源512。 在一些实施例中，电源512可以包括开关模式电源（SMPS)，诸如升压转换器、降压转换器、 降压升压转换器、电荷栗等。
[0051] 电源512接收（例如，来自电池的Vbatt或来自另一来源的）输入电压，并且向功 率放大器522提供供电电压（Vcc)。功率放大器522由供电电压来供电。供电电压的幅度 可以通过由集成的控制器521提供并且由电源512接收的电源控制信号进行设置。控制器 521可以基于从收发机501接收到的收发机控制信号或基于功率放大器522的感测状况来 生成电源控制信号。
[0052] 功率放大器522接收输入信号（RFin)，并且提供放大版本的输入信号，作为输出 信号（RFout)。输入信号可以从自收发机501接收信号的控制器521接收（如图5所示 的），可以从收发机501直接接收，或可以从另一来源接收。功率放大器522通过由控制器 521提供并且由功率放大器522接收的功率放大器控制器信号（例如，诸如偏置电压或偏置 电流之类的偏置信号）施加偏置。功率放大器控制器521可以基于从收发机501接收到的 收发机控制信号来生成功率放大器控制信号。控制器521和功率放大器522可以集成到在 这里称为PA主器件（PA master)的单个模块520上。具体地，可以将控制器521和功率放 大器522集成在单个晶片（die)上。在一些实施方式中，还可以将电源512集成到该模块 上或集成在该晶片上。
[0053] 图6图示了具有包括集成的功率放大器控制部件和电源控制部件632、633的示例 控制器621的功率放大配置600的框图。与图5的配置500类似的，功率放大器配置600包 括功率放大器622和电源612。在一些实施例中，电源612可以包括开关模式电源（SMPS)， 诸如升压转换器、降压转换器、降压升压转换器、电荷栗等。
[0054] 电源612接收（例如，来自电池的Vbatt或来自另一来源的）输入电压，并且向功 率放大器622提供供电电压（Vcc)。功率放大器622由供电电压来供电。供电电压的幅度 可以通过由控制器621提供并且由电源612接收的电源控制信号进行设置。具体地，电源 控制信号可以由控制器621的电源控制部件632来提供。电源控制部件632可以基于经由 接口 631从收发机501接收到的收发机控制信号或基于从功率放大器控制部件633接收到 的本地控制信号来生成电源控制信号。例如，本地控制信号可以基于功率放大器622的感 测状况。如图6所示，电源控制部件632包括：第一输入，耦接到接口 631，以接收收发机控 制信号的至少一部分；以及第二输入，耦接到功率放大器控制部件633,以从功率放大器控 制部件633接收本地控制信号。
[0055] 功率放大器622接收输入信号（RFin)，并且提供放大版本的输入信号，作为输出 信号（RFout)。输入信号可以从经由接口 631自收发机601接收信号的功率放大器控制部 件633接收（如图6所示的），可以从收发机601直接接收，或可以从另一来源接收。功率 放大器622通过由功率放大器控制部件633提供并且由功率放大器622接收的功率放大器 控制器信号（例如，诸如偏置电压或偏置电流之类的偏置信号）施加偏置。功率放大器控 制部件633可以基于经由接口 631从收发机601接收到的收发机控制信号来生成功率放大 器控制信号。控制器621和功率放大器622可以集成到在这里称为PA主器件（PA master) 的单个模块620上。具体地，可以将控制器621和功率放大器622集成在单个晶片（die) 上。在一些实施方式中，还可以将电源612集成到该模块上或集成在该晶片上。
[0056] 因而，图6的功率放大配置600包括包含控制器621的功率放大控制系统。控制 器621包括接口 631，被配置为从收发机601接收收发机控制信号。控制器621包括：功率 放大器控制部件633,被配置为基于来自收发机601的收发机控制信号来生成功率放大器 控制信号；以及电源控制部件632,被配置为基于来自收发机601的收发机控制信号来生成 电源控制信号，并且基于来自功率放大器控制部件633的本地控制信号来生成该电源控制 信号。
[0057] 在一些实施例中，由功率放大器控制部件633向功率放大器622提供的功率放大 器控制信号包括用于对功率放大器622施加偏置的偏置电压。在一些实施例中，功率放大 器控制信号包括用于使能（或禁止）功率放大器622的使能信号。
[0058] 在一些实施例中，由电源控制部件632向电源612提供的电源控制信号包括基准 电压，其指示要向功率放大器622提供的供电电压的幅度。在一些实施例中，电源控制信号 包括用于使能（或禁止）电源612的使能信号。
[0059] 在一些实施例中，由功率放大器控制部件633向电源控制部件632提供的本地控 制信号指示要增加供电电压。在一些实施例中，该本地控制信号指示要降低供电电压。在 一些实施例中，该本地控制信号指示要禁止电源612。
[0060] 在一些实施例中，该本地控制信号基于功率放大器622的感测状况。该感测状况 可以是饱和状况或安全状况。例如，功率放大器控制部件633可以检测功率放大器622 (或 功率放大器622的一个或多个晶体管）饱和。作为响应，功率放大器控制部件633可以向 电源控制部件632提供本地控制信号，其指示要增加供电电压。作为另一示例，功率放大器 控制部件633可以检测功率放大器622操作在（或接近操作在）可能对功率放大器622造 成损害的不安全状况中。作为响应，功率放大器控制部件633可以向电源控制部件632提 供本地控制信号，其指示要降低供电电压或要禁止电源612。
[0061] 图7图示了具有包括控制寄存器731的示例控制器621的功率放大配置700的框 图。功率放大配置700包括功率放大器722和开关模式电源（SMPS) 712。开关模式电源可 以包括升压转换器、降压转换器、降压升压转换器、电荷栗等。功率放大器722可以是高压 功率放大器。
[0062] SMPS 712接收（例如，来自电池的或来自另一来源的）输入电压，并且向功率放大 器722提供输出处的供电电压。功率放大器722由供电电压来供电。供电电压的幅度可以 通过由控制器721提供并且由电源712接收的电源控制信号进行设置。具体地，电源控制 信号可以由控制器721的SMPS控制部件732来提供。数模转换器734可以将电源控制信 号从数字信号转换为模拟基准电压（Vref)。SMPS控制部件732可以基于经由接口 731从 调制解调器/收发机（未示出）接收到的收发机控制信号或基于从功率放大器偏置控制部 件733接收到的本地控制信号来生成电源控制信号。例如，本地控制信号可以基于功率放 大器722的感测状况。如图7所示，SMPS控制部件732包括：第一输入，耦接到接口 731，以 接收收发机控制信号的至少一部分；以及第二输入，耦接到功率放大器偏置控制部件733， 以从功率放大器偏置控制部件733接收本地控制信号。
[0063] SMPS控制部件732还可以基于从替换PA模块750接收到的外部控制信号来生成 电源控制信号，该替换PA模块750包括由SMPS 712的供电电压所供电的功率放大器。具 体地，外部控制信号可以从替换PA模块750的功率放大器控制部件（例如，功率放大器偏 置控制部件）进行接收。
[0064] 功率放大器722接收输入信号（RFin)，并且提供放大版本的输入信号，作为输出 信号（RFout)。输入信号可以从经由接口 731自收发机接收信号的功率放大器偏置控制部 件733接收（如图7所示的），可以从收发机直接接收，或可以从另一来源（诸如，另一功率 放大器控制部件）接收。功率放大器722通过由功率放大器偏置控制部件733提供并且由 功率放大器722接收的功率放大器控制器信号（例如，诸如偏置电压或偏置电流之类的偏 置信号）施加偏置。功率放大器偏置控制部件733可以基于经由接口 731从收发机接收到 的收发机控制信号来生成功率放大器控制信号。控制器721和功率放大器722可以集成到 在这里称为PA主器件（PA master)的单个模块720上。具体地，可以将控制器721和功率 放大器722集成在单个晶片（die)上。在一些实施方式中，还可以将电源712集成到该模 块上或集成在该晶片上。
[0065] 控制器721的接口 731包括一个或多个控制寄存器。控制寄存器例如可以是 Μ?Ρ1_?控制寄存器。具体地，如图7所示，接口 731包括一个或多个功率放大器控制寄存 器和一个或多个电源控制寄存器。接口 731还包括一次性可编程（0ΤΡ)存储器。
[0066] 功率放大器偏置控制部件733被配置为基于写入到一个或多个功率放大器控制 寄存器的收发机控制信号的一部分来生成功率放大器控制信号，并且SMPS控制部件732被 配置为基于写入到一个或多个电源控制寄存器的收发机控制信号的一部分来生成电源控 制信号。在一些实施例中，功率放大器偏置控制部件733被配置为利用本地控制信号来覆 写（overwrite) -个或多个电源控制寄存器。因而，在一些实施方式中，可以经由接口 731 向SMPS控制部件732提供本地控制信号。
[0067] 接口 731可以包括输入/输出电压（VI0)管脚、时钟（CLK)管脚、地（GND)管脚、 和数据管脚。收发机控制信号可以经由数据管脚从调制解调器/收发机传送（并且写入到 控制寄存器）。
[0068] 因而，图7的功率放大配置700包括包含控制器721的功率放大控制系统。控制 器721包括接口 731，被配置为从收发机接收收发机控制信号。控制器721包括：功率放大 器控制部件（例如，功率放大器偏置控制部件733)，被配置为基于来自收发机的收发机控 制信号来生成功率放大器控制信号（例如，偏置电压）；以及电源控制部件（例如，SMPS控 制部件732)，被配置为基于来自收发机的收发机控制信号来生成电源控制信号（例如，基 准电压），并且基于来自功率放大器控制部件的本地控制信号来生成该电源控制信号。
[0069] 表1列举了 SMPS控制部件732可以通过使用3位信号（其可以写入到各SMPS控 制寄存器之一）生成以生成Vref的各种值的控制信号的示例。表1说明了可以利用Vref 的变化值来实现多种操作模式，包括禁止模式。在"升压"模式中，可以使用写入到另一 SMPS 控制寄存器的值来指示特定的Vref输出。
[0070] 表 1
[0071]
[0073] 图8图示了图7的SMPS 712可以如何响应于基准电压Vref的各种输入的示例， 所述各种输入中的一些列举在表1中。在2G偏置模式（Vref〈0. 3V)中，SMPS可以输出适 于2G偏置目的的电压。在降压模式（Vref处于0. 3V与0. 4V之间）中，SMPS可以输出例 如是电池电压一半的电压。在旁路模式（Vref处于0.4V与0.8V之间）中，SMPS可以输出 例如基本上等于电池电压的电压。在升压模式（Vref>0.8V)中，SMPS可以输出与Vref成 正比的升压电压。例如，可以利用这种输出，作为用于一个或多个操作在HV模式中的PA的 供电电压。
[0074] 图9图示了在一些实施例中，可以将在这里描述的集成PA主器件功能的一些或所 有实现在一模块中。这种模块例如可以是前端模块（FEM)。在图9的示例中，模块300可以 包括封装衬底302,并且多个部件可以安装在这种封装衬底上。例如，前端功率管理集成电 路（FE-PMIC)部件302、包括PA主器件307的功率放大器组件306、匹配部件308、和双工器 组件310可以安装和/或实现在封装衬底302上和/或该封装衬底1002内。诸如多个表 面安装技术（SMT)器件314和天线开关模块（ASM) 312之类的其它部件也可以安装在封装 衬底302上。尽管将所有的各个部件都描绘为部署在封装衬底302上，但是将理解，可以在 一些部件上实现其它部件。
[0075] 在一些实施方式中，具有在这里描述的一个或多个特征的器件和/或电路可以包 括在诸如无线装置之类的RF装置中。可以直接地在无线装置、如在这里描述的模块形式、 或其一些组合中实现这种器件和/或电路。在一些实施例中，这种无线装置例如可以包括 蜂窝电话、智能电话、具有或没有电话功能的手持无线装置、无线平板电脑等。
[0076] 图10描绘了具有在这里描述的一个或多个有利特征的示例无线装置200。在具有 如在这里描述的一个或多个特征的模块的上下文中，可以通过虚线框300来一般地描绘这 种模块，并且例如可以将这种模块实现为前端模块（FEM)。这种模块可以包括具有如在这里 描述的一个或多个特征的PA主器件307。
[0077] 参考图10,功率放大器（PA) 220可以从收发机210接收它们相应的RF信号，该收 发机210可以按照已知的方式进行配置和操作，以生成要放大和发射的RF信号，并且处理 所接收的信号。将收发机210示出为与基带子系统208进行交互，该基带子系统208被配 置为提供适于用户的数据和/或话音信号与适于收发机210的RF信号之间的转换。收发 机210还可以与功率管理部件206进行通信，该功率管理部件206被配置为管理用于操作 无线装置200的功率。这种功率管理还可以控制基带子系统208和模块300的操作。
[0078] 将基带子系统208示出为连接到用户接口 202,以促成向用户提供和从用户接收 的话音和/或数据的各种输入和输出。基带子系统208还可以连接到存储器204,该存储 器204被配置为存储数据和/或指令，以促成无线装置的操作，和/或向用户提供信息的存 储。
[0079] 在示例无线装置200中，将各PA 220的各输出示出为（经由相应的匹配电路222) 进行匹配，并且路由到它们相应的双工器220。可以通过天线开关214将这种放大且滤波后 的信号路由到天线216,以用于发射。在一些实施例中，双工器220可以允许使用公共天线 (例如，216)来同时地执行发射和接收操作。在图10中，将所接收的信号示出为路由到例 如可以包括低噪声放大器（LNA)的"接收（Rx) "路径（未示出）。
[0080] 多个其它无线装置配置可以利用在这里所描述的一个或多个特征。例如，无线装 置不必是多频带装置。在另一示例中，无线装置可以包括诸如分集天线之类的附加天线、和 诸如Wi-Fi、蓝牙、和GPS之类的附加连接特征。
[0081] 除非上下文清楚地另有要求，否则贯穿说明书和权利要求书，要按照与排他性或 穷尽性的意义相反的包括性的意义，也就是说，按照"包括但不限于"的意义来阐释术语"包 括（comprise)"，包含（comprising)"等。如在这里一般使用的词语"耦接"是指两个或更 多元件可以直接地连接、或者借助于一个或多个中间元件来连接。另外，当在本申请中使用 时，术语"在这里"、"上面"、"下面"和相似含义的术语应该是指作为整体的本申请，而不是 本申请的任何具体部分。在上下文允许时，使用单数或复数的以上描述中的术语也可以分 别包括复数或单数。提及两个或更多项目的列表时的术语"或"，这个术语涵盖该术语的以 下解释中的全部：列表中的任何项目、列表中的所有项目、和列表中项目的任何组合。
[0082] 本发明实施例的以上详细描述不意欲是穷尽性的，或是将本发明限于上面所公开 的精确形式。尽管上面出于说明的目的描述了本发明的具体实施例和用于本发明的示例， 但是如本领域技术人员将认识到的，在本发明范围内的各种等效修改是可能的。例如，尽管 按照给定顺序呈现了处理或块，但是替换的实施例可以执行具有不同顺序的步骤的处理， 或采用具有不同顺序的块的系统，并且一些处理或块可以被删除、移动、添加、减去、组合和 /或修改。可以按照各种不同的方式来实现这些处理或块中的每一个。同样地，尽管有时将 处理或块示出为串行地执行，但是相反地，这些处理或块也可以并行地执行，或者可以在不 同时间进行执行。
[0083] 可以将在这里提供的本发明的教导应用于其他系统，而不必是上述的系统。可以 对上述的各个实施例的元素和动作进行组合，以提供进一步的实施例。
[0084] 尽管已经描述了本发明的一些实施例，但是已经仅仅借助于示例呈现了这些实施 例，并且所述实施例不意欲限制本申请的范围。其实，可以按照多种其他形式来实施在这里 描述的新颖方法和系统；此外，可以做出在这里描述的方法和系统的形式上的各种省略、替 换和改变，而没有脱离本申请的精神。附图和它们的等效物意欲涵盖如将落入本申请的范 围和精神内的这种形式或修改。
【主权项】
1. 一种功率放大控制系统，包括： 接口，被配置为从收发机接收收发机控制信号； 功率放大器控制部件，被配置为基于来自所述收发机的收发机控制信号来生成功率放 大器控制信号；以及 电源控制部件，被配置为基于来自所述收发机的收发机控制信号来生成电源控制信 号，并且基于来自所述功率放大器控制部件的本地控制信号来生成所述电源控制信号。2. 根据权利要求1的功率放大控制系统，其中，所述接口包括一个或多个控制寄存器。3. 根据权利要求2的功率放大控制系统，其中，所述一个或多个控制寄存器包括一个 或多个功率放大器控制寄存器和一个或多个电源控制寄存器。4. 根据权利要求3的功率放大控制系统，其中，所述功率放大器控制部件被配置为基 于写入到所述一个或多个功率放大器控制寄存器的收发机控制信号的一部分来生成所述 功率放大器控制信号，并且所述电源控制部件被配置为基于写入到所述一个或多个电源控 制寄存器的收发机控制信号的一部分来生成所述电源控制信号。5. 根据权利要求3的功率放大控制系统，其中，所述功率放大器控制部件被配置为利 用所述本地控制信号来覆写所述电源控制寄存器中的一个或多个。6. 根据权利要求1的功率放大控制系统，其中，所述电源控制部件具有：第一输入，耦 接到所述接口，以接收所述收发机控制信号的至少一部分；以及第二输入，耦接到所述功率 放大器控制部件，以从所述功率放大器控制部件接收所述本地控制信号。7. 根据权利要求1的功率放大控制系统，其中，所述功率放大器控制信号包括偏置电 压或使能信号中的至少一个。8. 根据权利要求1的功率放大控制系统，其中，所述电源控制信号包括基准电压或使 能信号中的至少一个。9. 根据权利要求1的功率放大控制系统，其中，所述电源控制部件还被配置为基于来 自替换功率放大器控制部件的外部控制信号来生成所述电源控制信号。10. 根据权利要求1的功率放大控制系统，其中，所述功率放大器控制部件被配置为基 于功率放大器的感测状况来生成所述本地控制信号。11. 根据权利要求10的功率放大控制系统，其中，所述功率放大器的感测状况是饱和 状况或安全状况中的至少一个。12. -种射频RF模块，包括： 封装衬底，被配置为容纳多个部件；以及 功率放大系统，实现在所述封装衬底上，所述功率放大系统包括被配置为由电源供电 的功率放大器和控制系统，所述控制系统被配置为生成功率放大器控制信号以控制所述功 率放大器，所述控制系统还被配置为生成电源控制信号以控制所述电源。13. 根据权利要求12的RF模块，其中，所述RF模块是前端模块FEM。14. 根据权利要求12的RF模块，其中，所述电源实现在所述封装衬底上。15. 根据权利要求12的RF模块，其中，所述电源包括开关模式电源。16. 根据权利要求15的RF模块，其中，所述电源包括升压转换器。17. 根据权利要求13的RF模块，其中，所述控制系统包括：接口，被配置为从收发机接 收收发机控制信号；功率放大器控制部件，被配置为基于所述收发机控制信号来生成所述 功率放大器控制信号；以及电源控制部件，被配置为基于来自所述收发机的所述收发机控 制信号来生成所述电源控制信号，并且基于来自所述功率放大器控制部件的本地控制信号 来生成所述电源控制信号。18. 根据权利要求17的RF模块，其中，所述电源控制部件具有：第一输入，耦接到所述 接口，以接收所述收发机控制信号的至少一部分；以及第二输入，耦接到所述功率放大器控 制部件，以从所述功率放大器控制部件接收所述本地控制信号。19. 一种无线装置，包括： 收发机，被配置为生成射频RF信号和收发机控制信号； 前端模块FEM，与所述收发机进行通信，所述FEM包括封装衬底，所述封装衬底被配置 为容纳多个部件，所述FEM还包括功率放大系统，所述功率放大系统实现在所述封装衬底 上，所述功率放大系统包括功率放大器，所述功率放大器被配置为由电源供电并且放大所 述RF信号，所述功率放大系统还包括控制系统，所述控制系统被配置为生成功率放大器控 制信号以控制所述功率放大器，所述控制系统还被配置为生成电源控制信号以控制所述电 源；以及 天线，与所述FEM进行通信，所述天线被配置为发射放大后的RF信号。20. 根据权利要求19的无线装置，其中，所述收发机不直接耦接到所述电源。
【文档编号】H03F3/20GK105897176SQ201510639715
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2015年9月30日
【发明人】D·S·里普利
【申请人】天工方案公司