具有延迟校准的包络跟踪功率放大器系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本文所公开的实施方式涉及包络跟踪功率放大器系统，并且更具体地涉及对包络跟踪功率放大器系统中的延迟进行校准。
【背景技术】
[0002]在包络跟踪(ET)功率放大器(PA)系统中，电源向PA提供动态变化的供电电压。至PA的供电电压随着至PA的射频(RF)信号的幅值的变化进行调节，使得:对于给定的瞬时输出功率需求，PA操作在峰值效率处或者峰值效率附近。
[0003]在传统的ET PA系统中，在RF信号路径和包络跟踪电源路径中会存在变化的延迟，因而引起包络跟踪的未对准。这种未对准是不期望的，因为它引起输出信号的失真。
【发明内容】
[0004]延迟校准系统在包络跟踪系统中将供电电压与功率放大器RF信号在时间上进行对准。基于所检测的输入信号的幅值来生成包络跟踪信号。在第一时间情况下，电源操作于静态模式以产生下述供电电压:所述供电电压为不依赖于包络跟踪信号的基本恒定的电压。在第二时间情况下，电源操作于动态模式以产生下述供电电压:所述供电电压为基于包络跟踪信号的、动态变化的包络跟踪电压。基于在电源操作于静态模式时所捕获的输入信号和输出信号的一部分来确定输入信号和输出信号之间的第一延迟。基于在电源操作于动态模式时所捕获的输入信号和输出信号的一部分来确定输入信号和输出信号之间的第二延迟。对延迟块进行编程以对至功率放大器的输入信号和供电电压之间的延迟不匹配进行补偿，其中，所确定的延迟不匹配基于第一延迟和第二延迟之间的差。由供电电压进行供电的功率放大器对输入信号进行放大以生成输出信号。
[0005]在一种实施方式中，电源控制器响应于输入信号的幅值超过幅值阈值而控制电源使其操作于动态模式，以及响应于输入信号的幅值在幅值阈值以下而控制电源使其操作于静态模式。
[0006]在一种实施方式中，通过捕获输入信号的窗口和输出信号的窗口以及在所捕获的输入信号的窗口中在第一阈值以下的低幅值样本和所捕获的输出信号的窗口中在第一阈值以下的低幅值样本之间执行第一互相关来确定第一延迟。对第一阈值进行设置使得低幅值样本在延迟校准系统的静态模式操作期间出现。通过在所捕获的输入信号的窗口中在第二阈值以上的高幅值样本和所捕获的输出信号的窗口中在第二阈值以上的高幅值样本之间执行第二互相关来确定第二延迟。对第二阈值进行设置使得高幅值样本在延迟校准系统的动态模式操作期间出现。第一延迟与第二延迟之间的差表示至功率放大器的输入信号和供电电压之间的延迟不匹配。
[0007]说明书中所描述的特征和优点并非是全部的，特别地，鉴于附图和说明书，许多另外的特征和优点对于本领域普通技术人员来说将会是明显的。另外，应当注意的是，说明书中使用的语言主要是为了可读性和指导的目的而选择的，而不是被选择来界定或者限制本发明的主题。
【附图说明】
[0008]通过结合附图考虑以下详细描述，可以较容易地理解本文所公开的实施方式的教
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[0009]图1为示出具有延迟校准的包络跟踪功率放大器系统的第一实施方式的电路图。
[0010]图2为示出双重模式电源控制器的一种实施方式的电路图。
[0011]图3A为示出基本对准的示例性包络跟踪供电电压和示例性功率放大器输出信号的波形图。
[0012]图3B为示出未对准的示例性包络跟踪供电电压和示例性功率放大器输出信号的波形图。
[0013]图4为示出用于对包络跟踪功率放大器系统的延迟进行校准的处理的第一实施方式的流程图。
[0014]图5为示出用于对包络跟踪功率放大器系统的延迟进行校准的处理的第二实施方式的流程图。
[0015]图6为示出使用单独的、输入信号和输出信号的高幅值部分之间的互相关以及输入信号和输出信号的低幅值部分之间的互相关的延迟校准计算的波形图。
[0016]图7为示出具有延迟校准的包络跟踪功率放大器系统的第二实施方式的电路图。
[0017]图8为示出用于对包络跟踪功率放大器系统的延迟进行校准的处理的第三实施方式的流程图。
【具体实施方式】
[0018]附图和以下描述涉及仅为了说明的各种实施方式。应当注意的是，根据以下讨论，本文所公开的结构和方法的替代实施方式将较容易地被实现为在不背离本文所讨论的原理的情况下采用的可行的替代方式。
[0019]现在将详细参照若干实施方式，这些实施方式的示例在附图中示出。值得注意的是，只要可行，类似或相同的附图标记可以用在附图中并且可以指示类似或相同的功能。附图描绘了仅为了说明的各种实施方式。本领域的技术人员将容易从以下描述中认识到:在不背离本文所描述的原理的情况下，可以采用本文所示结构和方法的替代实施方式。
[0020]包络跟踪功率放大器系统在延迟校准期间将来自电源的供电电压与至功率放大器的输入信号在时间上进行对准。电源对于至功率放大器的低幅值输入信号操作于静态模式，以及对于至功率放大器的高幅值输入信号操作于动态模式。在静态模式下，电源产生不依赖于输入信号的幅值的基本恒定的供电电压。在动态模式下，电源产生基于输入信号的幅值的、动态变化的包络跟踪供电电压。基于在电源的静态操作期间所捕获的输入信号和输出信号的一部分来确定第一延迟，以及基于在动态操作期间所捕获的输入信号和输出信号的一部分来确定第二延迟。然后可以基于第一延迟和第二延迟之间的差来对延迟不匹配进行估计。对延迟块进行编程以对所估计的延迟不匹配进行补偿。
[0021]图1示出包络跟踪功率放大器系统100的一种实施方式。发射信号发生器102生成用于由包络跟踪功率放大器系统100进行传输的输入信号103。输入信号可以包括例如长期演进(LTE)信号或者适于经由射频(RF)载波来进行传输的其他信号。在信号路径120中，延迟块122接收输入信号103并且基于延迟控制信号153来对输入信号103施加延迟以产生延迟的输入信号123。RF上变频器124对延迟的输入信号123进行上变频以产生至功率放大器(PA) 126的RF输入信号125。例如，在一种实施方式中，RF上变频器124基于由本机振荡器(LO) 128产生的振荡信号129而将延迟的输入信号123调制到RF载波频率上。PA 126对RF输入信号125进行放大以生成RF输出信号131。
[0022]在包络跟踪路径130中，幅值计算器132检测输入信号103的幅值并且生成表示所检测的幅值的包络跟踪信号133。延迟块134基于延迟控制信号151向包络跟踪信号133施加延迟以生成延迟的包络跟踪信号135。电源控制器136接收延迟的包络跟踪信号135并且生成电源控制信号137以控制电源，在本示例中所述电源为开关模式电源(SMPS) 138，但是在其他实施方式中可以使用其他类型的电源。开关模式电源138基于电源控制信号137而从电池电压(Vbatt) 139生成至PA 126的供电电压155。一般地，根据传统包络跟踪原理，电源控制器136进行操作以控制电源138随着RF输入信号125的幅值增大而增大供电电压155以及随着RF输入信号125的幅值减小而减小供电电压155。例如，在一种实施方式中，电源控制器136控制电源138使其产生下述包络跟踪供电电压155:该包络跟踪供电电压155使功率放大器126对于给定的RF输入信号125的瞬时功率需求能够操作在最佳效率处或者最佳效率附近。
[0023]因为缺少来自延迟块122和延迟块134的补偿，所以信号路径120和包络跟踪路径130可能具有不同的穿过延迟。延迟上的不同使包络跟踪供电电压155与至PA 126的RF输入信号125未对准，因而降低PA 126的效率或者将噪声引入输出信号131。为确保对准，对延迟块134和/或延迟块122进行调节以对延迟差进行补偿，这将在下文进行描述。在替代实施方式中，延迟块122和延迟块134可以定位在它们各自的信号路径120和130中的其他位置。例如，可替代地，延迟块122可以定位在RF上变频器124和PA 126之间。此夕卜，可替代地，延迟块134可以定位在电源控制器136和SMPS 138之间。在另一种实施方式中，仅存在延迟块122和延迟块134中之一，而另一延迟块则被省略。例如，因为穿过包络跟踪路径130的延迟一般大于穿过信号路径120的延迟，所以在一种实施方式中，延迟块134被省略并且通过经由延迟块122向信号路径120加入延迟来对延迟不匹配进行补偿。
[0024]在反馈路径140中，RF下变频器142接收输出信号131并且对输出信号131进行下变频以生成经下变频的输出信号143。例如，在一种实施方式中，RF下变频器142使用基于本机振荡器128的载频信号141来对输出信号131进行解调。延迟确定器144确定经下变频的信号143和输入信号103之间的相对延迟。延迟确定器144基于所确定的延迟来控制延迟块122和延迟块134以使未对准最小化或者减小未对准。
[0025]在一种实施方式中，可以在PA 126和RF下变频器142之间包括一个或更多个RF滤波器(未示出)。这些滤波器可以在反馈路径140中引入另外的延迟。然而，在一种实施方式中，因为这些延迟在延迟确定之间的短时间内是基本不变的，所以由这些滤波器引入的延迟可以忽略