用于包络跟踪系统的包络路径中的信号的减小的带宽的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及具有到功率放大器的信号输入的RF输入路径和到功率放大器的电源输入的包络路径的包络跟踪系统。这样的包络跟踪系统可以用在例如蜂窝系统或者WiFi系统中。
【背景技术】
[0002]包络跟踪功率放大器系统在本领域已知，并且通常包括要放大的输入信号在到功率放大器的信号输入的RF输入路径上的提供以及用于基于输入信号生成经调制的电源的包络路径，其中经调制的电源被提供给功率放大器的电源输入。
[0003]图1(a)中图示了示例性现有技术的包络跟踪功率放大器系统。要放大的信号在本示例中是具有I和Q分量的复数信号，由源块108来生成。要被放大的信号被提供给延迟块106，延迟块106提供延迟对准。延迟块106的输出向RF输入路径提供信号并且向包络路径提供信号。RF输入路径中的信号被提供给RF上变频块104，RF上变频块104将输入信号转换成RF信号，并且然后向功率放大器102提供输入。包络路径在包络检测器块114中从延迟块106接收信号，包络检测器块114检测该信号的包络。这样检测到的包络被提供给包络成形块112，包络成形块112对包络成形，并且包络成形块112的输出被递送给电源调制器110。电源调制器110的输出向功率放大器102的电源端子提供经调制的电源电压。功率放大器102的输出提供RF输出信号。
[0004]延迟块106提供延迟调节以维持向功率放大器102的输入施加的输入路径中的RF信号与向功率放大器102的电源端子施加的经调制的电源电压之间的精确的定时对准。
[0005]包络成形块112包括成形表并且实现包络成形功能，并且可以被提供以便从包络路径中的信号中去除信号凹槽。
[0006]图1(a)的电路的RF线性化可以通过调节包络成形块112的包络成形函数来实现。
[0007]图1(b)表示现有技术的包络跟踪功率放大器系统的替选实现。图1 (b)的系统对应于图1(a)的系统，并且相似的附图标记用于表示相似的元件。图1(b)另外包括被定位在延迟块106的输出信号与RF上变频块104的输入之间的DPD(数字预失真)块116 JH)块116提供RF波形的预失真并且附加于或者替选于包络成形函数112起作用，以实现系统的RF线性化。在本实现中，复数信号的预失真在检测到包络之后出现。
[0008]图1(c)图示用于现有技术的包络跟踪功率放大器系统的图1(a)的布置的另外的修改。图1(c)的系统对应于图1(a)的系统，并且相似的附图标记用于图示类似的元件。在图1 (c)中，DH)块118连接在源块108的输出与到延迟块106的输入之间。因此，预失真在检测到包络之前施加。由DPD块118附加于或者替选于包络成形块112所提供的这一预失真功能实现系统的RF线性化。
[0009]现有技术的包络跟踪系统维持向功率放大器施加的瞬时电源电压与向功率放大器施加的RF输入信号的瞬时包络之间的1:1关系。也就是，对于RF输入的包络的每个值，存在一个对应的电源电压值。由于这一1:1关系，DPD块仅需要是一维的并且仅接收表示到功率放大器的信号输入的信号。由包络检测器块114提供的非线性包络检测操作的操作增加了包络路径中的信号的带宽。在典型的实现中，电源调制器带宽(即包络路径中的带宽)被选择为RF路径的带宽的1.5到3倍。
[0010]包络跟踪系统能够支持的最大带宽通常由电源调制器110的设计来决定。特别地，电源调制器在没有引入明显失真的情况下能够支持的最大电流和电压信号转换速率通常决定包络跟踪系统的最大带宽。
[0011]最近的蜂窝系统的RF输入路径所需要的最大RF带宽为20MHz，但是在未来的系统中期望其上升到40MHz或者更高。
[0012]诸如802.1lac等未来的WiFi系统必须在高达160MHz的输入路径中支持RF(射频)带宽。
[0013]使用现有的半导体技术设计带宽大于40MHz的电源调制器是一个极大的挑战。另夕卜，需要由延迟块106针对这些更高带宽系统控制的亚纳秒定时对准准确性变得越来越难以实现和维持。
[0014]电源调制器的带宽和RF至包络延迟匹配需求可以通过使用部分包络跟踪来显著降低。这需要在包络路径中生成带宽减小的电源参考信号，以满足电源参考信号的瞬时电压必须始终大于全带宽RF包络信号的瞬时电压以便提供足以在功率放大器102中放大输入信号的电源电压这一约束。
[0015]这可以参考图2来说明。
[0016]图2图示用于带宽减小的包络信号以及用于具有全(正常)带宽的包络信号的电压电源与时间的曲线。附图标记202标识用于带宽减小的包络信号的电源电压，附图标记204图示用于全带宽包络信号的电源电压。
[0017]如果没有电源参考信号的电压必须始终大于全带宽RF包络的电压这一约束，电源电压实际上可以在某些时间低于RF包络的幅度。如果在包络路径中引入了简单的低通滤波器，则不满足这一约束。因此，由于过度的功率放大器压缩，不能使用RF预失真来线性化RF信号。
[0018]通过这样的系统，应用这一约束，瞬时RF包络信号与瞬时电源电压之间不再存在1:1的映射，因此，不能够使用如图1(b)和(C)所示的简单的一维Dro块(图1(b)的元件116和图1(c)的元件118)来校正系统非线性。
[0019]在现有技术中，公开了用于生成带宽减小的包络的方法。可以参考J.Jeong等人的IEEE IMS2009的文章，“Wideband Envelope Tracking Power Amplifier with ReducedBandwidth Power Supply Waveform” 和A.Cesari等人的2006年11 月的Proc.IndustrialElectronics Conf.的“A DSP Structure authorizing Reduced-Bandwidth DC/DCconverter for Dynamic Supply of RF Amplifiers in Wideband Applicat1ns，，。
[0020]本发明的目的是提供一种减小包络路径中的带宽的改进的包络跟踪功率放大器系统。
【发明内容】
[0021]本发明提供了一种包括RF路径和包络路径的包络跟踪功率放大器系统，包络路径包括:用于检测输入信号的多个相邻频带的包络并且每个生成输出信号的多个包络检测器；以及用于组合包络检测器的输出的组合器。
[0022]包络路径还可以包括每个被适配成接收输入信号并且用于生成到特定频带的包络检测器的输入的对应的多个滤波器。
[0023 ]每个包络检测器可以被适配成接收特定频带的输入信号。
[0024]输入信号可以向RF放大器提供输入，并且还包括用于基于包络检测器的组合输出提供到调制器的输入的包络处理电路装置，调制器向RF放大器提供经调制的电源。包络处理电路装置可以包括包络成形块。
[0025]包络跟踪电源还可以包括被布置成接收表示功率放大器输入的信号和表示功率放大器电源电压的信号的数字预失真块。数字预失真块可以被设置在输入路径中。数字预失真块可以向功率放大器提供输入。
[0026]包络跟踪电源还可以包括用于使得功率放大器电源电压与功率放大器输入电压对准的延迟块。延迟块向输入路径中的信号施加延迟。
[0027]本发明还提供一种包括RF输入路径和用于提供经调制的功率放大器电源的包络路径的包络跟踪功率放大器系统，还包括:用于检测输入信号的多个频带的包络并且每个生成输出信号的多个包络检测器;用于