具有延迟校准的包络跟踪功率放大器系统的制作方法_2

文档序号:8303629阅读:来源:国知局

[0026]在一种实施方式中,延迟确定器144部分地基于校准控制信号145来确定延迟,其中,校准控制信号145提供与下述有关的信息:温度或其他环境因素;所估计的在PA 126的输出处的不匹配(例如天线不匹配);或者用作确定延迟的初始偏移的包络跟踪功率放大器系统100的输出功率。以下对延迟确定器144的操作进行更详细的描述。
[0027]图2示出具有由模式控制器202控制的双重模式操作的电源控制器136的一种实施方式。在动态模式下,电源控制器136控制SMPS 138使其成为按以上描述的方式基于输入信号103的幅值对至PA 126的供电电压155进行调节的包络跟踪电源。在静态模式下,电源控制器136控制电源138使其输出不执行包络跟踪的基本恒定的供电电压155。
[0028]在一种实施方式中,模式控制器202基于所检测的输入信号103的幅值在动态模式和静态模式之间进行自动切换。例如,在所检测的输入信号103的幅值在阈值幅值以上时,电源控制器136控制SMPS 138使其操作于如上所述的动态模式下。在所检测的输入信号103的幅值在阈值幅值以下时,电源控制器136控制SMPS 138使其工作在输出恒定供电电压155的静态模式下。在一种实施方式中,强制模式选择信号203可以不依赖于所检测的输入信号103的幅值而任意地强制模式控制器202为动态模式或者静态模式。在替代实施方式中,模式控制器202可以被省略并且电源控制器136总是操作在动态模式下。
[0029]在另一种替代实施方式中,电源控制器136包括将包络跟踪信号135 (表示所检测的输入信号103的幅值)映射至待施加于PA 126的包络跟踪供电电压155的查找表。在此,可以对查找表进行填充,使得所检测的在阈值以下的输入信号103的幅值映射至恒定供电电压,而所检测的在阈值以上的输入信号103的幅值映射至包络跟踪电压电平。该实施方式有效地实施以上描述的相同的静态控制模式和动态控制模式而不必具有在离散的静态模式和动态模式之间切换的基于切换的模式控制器202。在以下描述中,“静态模式”一般指SMPS 138产生基本恒定的输出电压(可以经由模式控制器202、查找表或者其他装置来实施)的操作状态。类似地,动态模式一般指SMPS 138产生包络跟踪输出电压(可以经由模式控制器202、查找表或者其他装置来实施)的操作状态。
[0030]图3A至图3B示出由包络跟踪系统100产生的示例性波形。在图3A中,输出信号131表示示例性RF信号,例如LTE信号。供电电压155在RF输入信号125在阈值V1以上时为近似地遵循至PA 126的RF输入信号125的幅值的包络跟踪信号,以及在RF输入信号125在阈值V1以下时近似恒定。为描述清楚起见,将阈值V1示为相对于输出信号131缩放的阈值GV1,其中G表示PA 126的增益。在图3A中,包络跟踪供电电压155与输出信号131较好地对准。
[0031]图3B表示类似的信号,但是包络跟踪供电电压155相对于至PA 126的RF输入信号125未对准(例如有延迟)。因此,输出信号131的一部分被修剪,这引起输出信号131的失真。例如,在图3A的对准示例中,在时刻^观察到输出信号131的峰。然而,由于未对准,该峰在图3B的示例中被修剪,并且输出信号131的峰改为在时刻t2出现。正如可以观察到的,在峰值的时刻上的差可以用于近似未对准的量。例如,可以观察到包络跟踪路径130具有相对于穿过信号路径120的延迟的近似t2-ti的附加延迟。
[0032]基于上述原理,图4为示出用于包络跟踪功率放大器系统100的延迟校准的处理的示例性实施方式的流程图。
[0033]电源控制器136首先被配置402成使SMPS 138操作于静态模式以产生恒定供电电压155。在此,将供电电压155设置成足够高以满足至PA 126的RF输入信号125的峰值瞬时功率需求。延迟确定器144然后确定404输入信号103和经下变频的输出信号143之间的第一延迟。可以使用以下将对其进行更详细描述的各种不同方法来计算延迟确定。因为供电电压155是静态的,所以第一延迟不受穿过包络跟踪路径130的延迟的影响。
[0034]电源控制器136然后被配置406成使SMPS 138操作于动态模式以使供电电压155为包络跟踪信号。延迟确定器144然后确定408输入信号103和经下变频的输出信号143之间的第二延迟。延迟估计器144然后基于第一延迟和第二延迟对延迟块122和延迟块134中的至少一个进行配置410。例如,第一延迟和第二延迟之间的差近似于分别穿过信号路径120和包络跟踪路径130的相对延迟的差。如果第一延迟小于第二延迟,这表示包络跟踪路径130具有比信号路径120更长的延迟,以及可以通过经由延迟块122增加穿过信号路径120的延迟和/或经由延迟块134减小穿过包络跟踪路径130的延迟来对上述延迟进行补偿。或者,如果第一延迟大于第二延迟,这表示包络跟踪路径130具有比信号路径120更短的延迟,以及可以通过经由延迟块122减小穿过信号路径120的延迟和/或经由延迟块134增加穿过包络跟踪路径130的延迟来对上述延迟进行补偿。
[0035]步骤404和步骤408中的延迟计算可以通过各种不同的方法来执行。在一种实施方式中,计算所捕获的输入信号103的窗口(例如时间有限的样本集)和所捕获的经下变频的输出信号143的窗口之间的互相关。该互相关生成作为施加至信号103和信号143中之一的时间延迟的函数的、表示信号103和信号143之间的相似性的矢量。互相关矢量在与这样的时间延迟相对应的值处具有峰值:如果将这样的时间延迟施加于信号中的一个,则其表示信号之间的统计最佳匹配。互相关峰值因此提供对信号之间的相对延迟的估计。
[0036]在另一种实施方式中,延迟确定器144对输入信号103和经下变频的输出信号143的峰值的位置进行检测并且计算这些峰值之间的时间延迟。或者,在电源控制器136在低电压处未自动切换至静态模式的实施方式中,延迟确定器144可以改为对输入信号103和经下变频的输出信号143的局部极小值的位置进行检测,并且基于这些位置之间的时间延迟来计算延迟。在又一种实施方式中,延迟确定器144使用延迟估计的基于相位的方法,其中,延迟确定器144基于输入信号和输出信号的一个或更多个零交叉点之间的偏移来确定延迟。
[0037]图5为示出用于包络跟踪系统100的延迟校准的处理的另一种实施方式的流程图。在电源控制器136如上所述在所检测的输入信号103的幅值在阈值以上时使SMPS 138操作于动态模式以及在所检测的幅值在阈值以下时使SMPS操作于静态模式的情况下,可以利用该实施方式。确定502输入信号103的低幅值部分和经下变频的输出信号143的低幅值部分之间的第一延迟。在此,低幅值部分指信号103和信号143的具有在第一阈值y以下的幅值的样本,其中,I被设置成使得SMPS 138对于在y以下的幅值操作在静态模式下。因此,穿过包络跟踪路径130的延迟将不影响第一延迟并且第一延迟将仅表示穿过信号路径120的延迟。然后确定504输入信号103的高幅值部分和经下变频的输出信号143的高幅值部分之间的第二延迟504。在此,高幅值部分指信号103和信号143的具有在第二阈值X以上的幅值的样本,其中,X被设置成使得SMPS 138对于在X以上的幅值操作在动态模式下。因为包络跟踪用于高幅值信号,所以第二延迟受穿过包络跟踪路径130的延迟的影响。因而,第一延迟和第二延迟之间的差表示分别穿过信号路径120和包络跟踪路径130的相对延迟。可以通过基于第一延迟和第二延迟对延迟块122和延迟块134中的至少一个进行配置506来对所确定的延迟进行补偿。
[0038]图6为示出图5的校准方法的示例性波形图。特别地,图6示出由延迟确定器144同时捕获的输入信号103的示例性捕获窗口 602和经下变频的输出信号143的示例性捕获窗口 605。如上所述,确定分别在输入信号103和经下变频的输出信号143的捕获窗口中具有在X以上的幅值的样本606A和样本606B之间的第一延迟(例如通过寻找具有在x以上的幅值的样本之间的互相关的峰值)。确定分别在输入信号103和经下变频的输出信号143的捕获窗口中具有在y以下的幅值的样本608A和样本608B之间的第二延迟(例如通过寻找具有在y以下的幅值的样本之间的互相关的峰值)。
[0039]在一种实施方式中,第二阈值X设置在捕获窗口 602 (或者604)中的输入信号103 (或者经下变频的输出信号143)的平均幅值处,但是其他X值也是可以的。此外,在一种实施方式中,第一阈值y设置为x/2,但是其他y值也是可以的。在一种实施方式中,在查找表被电源转换器控制器136用来确定供电电压155的电压电平的情况下,延迟确定器144可以使用来自查找表的值来设置X和J。例如,延迟确定器144可以确定电源转换控制器136将在静态操作和动态操作之间进行切换的幅值阈值,并且对X和y进行设置以确保在X以上的幅值在动态操作期间出现以及在y以下的幅值在静态操作期间出现。
[0040]在图5至图6中所描述的校准技术的优点为包络跟踪系统100不需要进入单独的校准模式以执行延迟校准。相反,包络跟踪系统100可以在其正常操作期间基于对输入信号和输出信号的实时
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