电源调制器和包括电源调制器的通信装置的制作方法

技术领域

与示例实施例一致的方法和设备涉及一种通信装置，更具体地讲，涉及一种用在无线发送器中的电源调制器以及包括电源调制器的通信装置。

背景技术：

无线通信装置(诸如，智能电话、平板电脑和物联网(IoT)装置)使用宽带码多址(WCDMA)(3G)、长期演进(LTE)和LTE-先进(4G)技术来进行高速通信。随着通信技术越进步，需要具有更高峰值平均功率比(PAPR)和更大带宽能力的发送和接收信号。为了增加具有高PAPR和宽带宽的功率放大器的功率效率，平均功率跟踪(APT)或包络跟踪(ET)被使用。支持APT技术或ET技术的芯片被称为电源调制器(SM)。

技术实现要素：

一个或多个示例实施例提供一种同时支持用于多个发送功率放大器的电源调制的电源调制器。

根据示例实施例的一方面，提供一种用于将第一电源电压和第二电源电压分别提供给同时操作的第一功率放大器和第二功率放大器的电源调制器，所述电源调制器包括：第一调制电路，包括线性稳压器和开关稳压器，第一调制电路被配置为产生根据包络跟踪的第一调制电压，并将第一调制电压作为第一电源电压而提供给第一功率放大器；单电感多输出SIMO转换器，被配置为基于具有固定电平的输入电压产生第一输出电压和第二输出电压，将第一输出电压提供给第一调制电路的线性稳压器，并将第二输出电压作为第二电源电压而提供给第二功率放大器。

根据另一示例实施例的方面，提供一种电源调制器，包括：多个调制电路，被配置为产生作为电源电压而被提供给多个功率放大器的多个调制电压，所述多个调制电路中的每个调制电路包括用于根据包络跟踪的电力调制的线性稳压器和开关稳压器；单电感多输出SIMO转换器，被配置为在时分的基础上通过输入电压的直流/直流(DC/DC)转换来产生多个输出电压，并将所述多个输出电压作为电源电压而提供给所述多个调制电路中的相应调制电路的线性稳压器。

根据另一示例实施例的方面，提供一种通信装置，包括：调制解调器，被配置为产生与多个发送信号中的至少一个发送信号对应的包络信号；射频RF块，被配置为产生与多个载波对应的多个RF信号；多个功率放大器，配置为基于动态变化的电源电压来对所述多个RF信号进行功率放大；电源调制器，包括：单电感多输出SIMO转换器，被配置为产生多个输出电压；调制电路，被配置为接收多个输出电压中的一个输出电压作为输入电源电压，并基于包络信号产生调制电压，所述电源调制器被配置为将调制电压提供给所述多个功率放大器中的一个功率放大器，并将所述多个输出电压中的另一输出电压提供给所述多个功率放大器中的另一个功率放大器。

根据另一示例实施例的方面，提供一种被配置为将电源电压提供给放大器的调制电路，所述电源调制器包括：线性稳压器，被配置为从单电感多输出SIMO转换器接收输出电压；比较器，被配置为感测线性稳压器的输出电流并产生比较结果；复用器，被配置为基于模式信号将参考电压与比较结果中的一个选择性地输出作为复用器的输出；开关控制器，被配置为基于复用器的输出控制所述调制电路的输出电流。

附图说明

通过下面结合附图的详细描述，将会更加清楚地理解示例实施例，其中：

图1是根据示例实施例的发送装置的框图；

图2是根据示例实施例的电源调制器的框图；

图3A、3B和3C示出功率放大器的电源电压和输出信号的波形；

图4A是示出根据示例实施例的单电感多输出(SIMO)转换器的示图；

图4B是根据示例实施例的图4A的SIMO转换器的时序图；

图5A是示出根据示例实施例的电源调制器的框图；

图5B是更加具体地示出图5A的调制电路的电路图；

图6A示出当根据包络跟踪(ET)的电源电压被提供给功率放大器时的电源调制器的操作；

图6B示出调制电路根据ET供应电源电压的方法；

图6C示出当根据平均功率跟踪(APT)的电源电压被提供给功率放大器时的电源调制器的操作；

图7是示出根据示例实施例的电源调制器的示例的框图；

图8A示出当根据ET的电源电压被提供给功率放大器时的电源调制器操作的示例；

图8B示出当根据APT的电源电压被提供给功率放大器时的电源调制器操作的示例；

图8C示出当根据APT的电源电压被提供给功率放大器时的电源调制器操作的另一示例；

图9是示出根据示例实施例的电源调制器的示例的框图；

图10是示出根据示例实施例的电源调制器的示例的框图；

图11是示出根据示例实施例的电源调制器的示例的框图；

图12是根据示例实施例的发送装置的框图；

图13是示出根据示例实施例的电源调制器的操作方法的流程图；

图14是根据示例实施例的通信装置的框图；

图15是根据示例实施例的物联网(IoT)装置的框图；

图16是根据实施例的移动终端的框图。

具体实施方式

以下，将参照附图来详细描述本发明的实施例。

图1是根据示例实施例的发送装置10的框图。

作为无线发射器的发送装置10可安装在无线通信系统中，并将数据发送到外部装置。发送装置10可通过使用载波聚合(CA)来经由多个频带发送发送信号。为此，发送装置10可包括用于将与多个载波对应的多个射频(RF)输入信号进行功率放大的多个功率放大器。

参照图1，发送装置10可包括调制解调器200、电源调制器100、RF块300和功率放大单元400。功率放大单元400可包括与多个载波分别对应的多个功率放大器401至40n。

调制解调器200可处理包括将根据通信方案发送的信息的基带信号。例如，调制解调器200可处理将根据诸如正交频分复用(OFDM)、正交频分多址(OFDMA)、宽带码分多址(WCDMA)、高速分组接入(HSPA+)的通信方案发送的信号。此外，调制解调器200可根据各种类型的应用了对发送信号的幅度和频率进行调制的技术的通信方案处理信号。

调制解调器200可通过多个载波中的每个载波从包括将发送的信息的多个基带信号产生多个发送信号TX1至TXn。此外，调制解调器200可检测多个基带信号的包络，并产生包络信号ENV和多个平均功率信号D_REF1至D_REFn。包络信号ENV和多个平均功率信号D_REF1至D_REFn可对应于多个发送信号TX1至TXn的幅度分量。多个平均功率信号D_REF1至D_REFn可作为参考电压被提供给电源调制器100。虽然图1示出产生一个包络信号ENV的示例，但是示例实施例不限于此，并且可产生多个包络信号ENV。此外，在示例实施例中，多个发送信号TX1至TXn和包络信号ENV可以是差分信号，每个差分信号包括正信号和负信号。

从调制解调器200输出的多个发送信号TX1至TXn和包络信号ENV可以是模拟信号，并且多个平均功率信号D_REF1至D_REFn可以是数字信号。调制解调器200可通过使用设置在调制解调器200中的数模转换器(DAC)，来对多个基带信号和多个基带信号的数字包络信号执行数模转换，从而产生作为模拟信号的多个发送信号TX1至TXn和包络信号ENV。从调制解调器200输出的多个平均功率信号D_REF1至D_REFn可通过设置在电源调制器100中的DAC被转换为模拟信号(例如，多个参考电压)。在示例实施例中，设置在调制解调器200中的DAC可以以比设置在电源调制器100中的DAC相对更快的速度操作。

然而，示例实施例不限于此，并且调制解调器200可将多个平均功率信号D_REF1至D_REFn转换为模拟信号，并输出模拟信号。多个平均功率信号D_REF1至D_REFn可作为多个参考电压而被提供给电源调制器100。

RF块300可对通过基于多个载波中的对应载波对多个发送信号TX1至TXn进行频率上转换，来产生多个RF输入信号RF1_IN至RFn_IN。

功率放大单元400包括多个功率放大器401至40n，并可放大多个RF输入信号RF1_IN至RFn_IN的功率，以产生多个RF输出信号RF1_OUT至RFn_OUT。多个功率放大器401至40n中的每个功率放大器可基于施加的电源电压放大接收的RF输入信号的功率。可通过天线ANT发送多个RF输出信号RF1_OUT至RFn_OUT。

电源调制器100可基于包络信号ENV和多个平均功率信号D_REF1至D_REFn来产生具有动态变化的电平的调制电压，并可将调制电压作为电源电压提供给功率放大器401至40n。

当具有固定电平的电源电压被施加到功率放大器时，功率放大器(例如，功率放大器401至40n中的每个功率放大器)的效率降低。为了功率放大器的有效电力管理，电源调制器100可基于根据发送信号TX1至TXn的幅度分量产生的包络信号ENV和/或平均功率信号(例如，平均功率信号D_REF1至D_REFn中的一个平均功率信号)来调制输入电压(例如，从电池供应的电压)，并可将调制输入电压(例如，调制功率)作为电源电压提供给功率放大器。

电源调制器100可包括单电感多输出(SIMO)转换器110。SIMO转换器110可通过输入电压的直流/直流(DC/DC)转换来产生多个输出电压。电源调制器100可将SIMO转换器110的多个输出电压或基于多个输出电压产生的调制电压作为电源电压而分别提供给多个功率放大器401至40n。因此，根据示例实施例的发送装置10允许包括SIMO转换器110的一个电源调制器100同时将电源电压供应给多个功率放大器401至40n。

相比之下，传统的转换电路需要转换电路以同时将电源电压供应给多个功率放大器401至40n中的每个功率放大器。在这种情况下，当电感器被添加时，电源调制器100的布局面积可增加，并且电源调制器100的造价可增加。然而，基于根据示例实施例的发送装置10，通过使用SIMO转换器110来支持多个功率放大器401至40n的功率调制，电源电压可在不增加电源调制器100的布局面积和造价的情况下被同时施加到多个功率放大器401至40n中的每个功率放大器。

图2是示意性地示出根据示例实施例的电源调制器100的框图。图2的电源调制器100可被应用到图1的发送装置10。

参照图2，电源调制器100可包括SIMO转换器110、调制电路120和多个DAC 130。虽然图2示出电源调制器100包括一个调制电路120的示例，但是示例实施例不限于此，并且电源调制器100可包括多个调制电路120。

从图1的调制解调器200提供的多个平均功率信号D_REF1至D_REFn可被DAC 130分别转换为模拟信号(即，多个参考电压V_REF1至V_REFn)。SIMO转换器110可基于多个参考电压V_REF1至V_REFn产生多个输出电源(例如，多个输出电压VO1至VOn)。SIMO转换器110可通过基于多个参考电压V_REF1至V_REFn对输入电压进行升压或阶梯式降压，来产生多个输出电压VO1至VOn。如上面参照图1所述，多个参考电压V_REF1至V_REFn可表示提供给多个功率放大器PA1至PAn的发送信号的幅度分量。例如，多个参考电压V_REF1至V_REFn可基于针对发送信号的发送时间间隔(TTI)的发送信号的包络的峰值电平而被产生。因此，多个参考电压V_REF1至V_REFn的电平可针对每个TTI而变化，并且与多个参考电压V_REF1至V_REFn的多个输出电压VO1至VOn的电平也可针对每个TTI而变化。如此，多个输出电压VO1至VOn的电平可基于发送信号的包络而被动态改变。

SIMO转换器110可将一个输出功率源(例如，第一输出电压VO1)作为电源电压而提供给调制电路120的线性稳压器121。此外，SIMO转换器110可将至少一个其他输出功率源(例如，第二输出电压VO2至第n输出电压VOn)提供给至少一个功率放大器(例如，第二功率放大器PA1至第n功率放大器PAn)。

调制电路120可具有包括线性稳压器121和开关稳压器122的混合结构，并可被称为混合调制电路。调制电路120可将根据包络跟踪(ET)或平均功率跟踪(APT)的调制电压提供给功率放大器(例如，第一功率放大器PA1)。

当ET被应用时，线性稳压器121和开关稳压器122可一起操作来产生调制电压。线性稳压器121可基于从SIMO转换器110提供的电源电压和接收的包络信号ENV来执行ET。线性稳压器121的输出和开关稳压器122的输出可被相加，并且相加的输出可作为电源电压而被提供给功率放大器(例如，第一功率放大器PA1)。

当APT被应用时，线性稳压器121关闭，开关稳压器122可产生提供给第一功率放大器PA1的调制电压。下面将参照图5A、5B、6A和6B对此进行详细描述。

在示例实施例中，当APT被应用时，调制电路120停止操作，SIMO转换器110可直接将第一输出电压VO1提供给第一功率放大器PA1。

在示例实施例中，电源调制器100可包括至少两个调制电路120，SIMO转换器110可将至少两个输出电压作为电源电压而提供给包括在至少两个调制电路120中的至少两个线性稳压器121。SIMO转换器110同样可直接将至少一个其他输出电压作为电源电压而提供给至少一个功率放大器。

因此，电源调制器100可将根据ET或APT的调制电压提供给多个功率放大器PA1至PAn中的一些功率放大器，并可将根据APT的调制电压提供给其他功率放大器。提供给多个功率放大器PA1至PAn的电源电压可基于SIMO转换器110的多个输出电压VO1至VOn被产生。

图3A、3B和3C示出功率放大器的电源电压和输出信号的波形。图3A示出接收固定电源电压的功率放大器的输出波形。图3B和图3C示出根据示例实施例的接收可变电源电压的功率放大器的波形，其中，可变电源电压基于由图2的电源调制器100提供的发送信号的包络。

参照图3A，当功率放大器通过接收固定电源电压(例如，作为电源电压的电池电压)来操作时，输出信号RF_OUT与固定电源电压之间的电压差可能相对大。这个电压差可降低电池寿命和产生热量。

参照图3B，APT是用于将基于针对每个预定TTI的包络的峰值电平变化的调制电压施加到功率放大器的技术。参照图3C，ET是用于将即使跟随包络的电平的调制电压施加到功率放大器的技术。

根据本示例实施例的电源调制器100可将如在图3B中所示的根据平均功率跟踪变化的功率源Vcc_APT或如在图3C中所示的根据包络跟踪变化的功率源Vcc_ET作为电源电压而提供给功率放大器。因此，通过降低功率放大器的输出信号RF_OUT与电源电压之间的电压差，最小化能量浪费和增加电池寿命是可能的。

功率放大器的功率效率在ET中比在APT中高。然而，电源调制器100的功率效率在APT中比在ET中高。整个系统的功率效率(例如，图1的发送装置10的效率)可与电源调制器100的效率和功率放大器PA1至PAn的效率的乘积成比例。因此，整个系统的功率效率是这样的：ET的功率效率在高功率区域中相对高，其中，在高功率区域中，输出信号RF_OUT的电平相对高；APT的功率效率在低功率区域中相对高，其中，在低功率区域中，输出信号RF_OUT的电平相对低。因此，图2的调制电路120可根据发送信号的包络的电平产生根据从ET和APT选择的一个的调制电压。

如上面参照图2所述，根据本示例实施例的电源调制器100被配置为这样：具有混合结构的调制电路120将根据ET或APT的可变电源电压提供给至少一个功率放大器(例如，第一功率放大器PA1)，并因此，电源调制器100的效率可被增加。

图4A是示出根据示例实施例的SIMO转换器110的示图，图4B是根据示例实施例的图4A的SIMO转换器110的时序图。

参照图4A，SIMO转换器110可包括转换电路111和控制器112。转换电路111可包括一个电感器L、多个转换开关S1、S2和S3、多个输出开关SW₁、SW₂、…和SW_n以及多个电容器C1、C2…和Cn。如在图4A中所示，转换电路111可被实现为对输入电压VDD进行阶梯式降压或升压的降压-升压转换器。在控制器112的控制下，转换电路111可在时分基础上产生多个输出电压VO1至VOn。多个电容器C1至Cn可将多个输出电压VO1至VOn的电平保持恒定。例如，多个电容器C1至Cn的电容可以是几至几百微法。

控制器112可产生用于基于多个参考电压V_REF1至V_REFn来将多个转换开关S1、S2和S3以及多个输出开关SW1至SWn接通或断开的开关控制信号。可根据多个转换开关S1、S2和S3以及多个输出开关SW1至SWn的状态来产生多个输出电压VO1至VOn。控制器112可基于多个参考电压V_REF1至V_REFn通过使用脉冲宽度调制(PWM)、脉冲频率调制(PFM)等来控制开关控制信号，以产生具有期望的电平的多个输出电压VO1至VOn。控制器112可通过反馈多个输出电压VO1至VOn的电平，调节开关控制信号使得：多个输出电压VO1至VOn的电平的是期望的电平。

将参照图4B对SIMO转换器110的操作进行描述。为了说明的方便，如在图4B中所示，假设：第一输出开关SW1和第二开关SW2被操作，SIMO转换器110产生两个输出电压VO1和VO2。在图4B中，当施加到转换开关S1、S2和S3以及输出开关SW1和SW2的信号的电平为高时，转换开关S1、S2和S3以及输出开关SW1和SW2被接通。

参照图4B，SIMO转换器110的操作可被分成两个阶段和第一输出电压VO1可在第一阶段被产生，第二输出电压VO2可在第二阶段被产生。在第一阶段中，第一转换开关S1被接通，第三转换开关S3被接通然后断开，第一输出开关SW1被断开然后接通，并因此，通过输入电压VDD的升压而得到的第一输出电压VO1可被产生。在第二阶段中，第一转换开关S1被接通然后断开，并且当第一转换开关S1被断开时，第二转换开关S2被接通。在这种情况下，当第二转换开关SW2被接通时，通过对输入电压VDD进行阶梯式降压而得到的第二输出电压VO2可被产生。因此，第一输出电压VO1可在第一时段T1和第三时段T3中被产生，第二输出电压VO2可在第二时段T2和第四时段T4中被产生。以这种方式，SIMO转换器110可在时分的基础上产生多个输出电压。

虽然已经参照图4B描述了SIMO转换器在两个阶段和中执行不同的操作(即，升压操作和阶梯式降压操作)的示例，但是示例实施例不限于此。例如，SIMO转换器110可在不同的阶段执行同一操作。此外，虽然图4B示出第一时段T1至第四时段T4的长度彼此相等的示例，但是示例实施例不限于此。例如，第一时段T1至第四时段T4中的每个时段的长度可基于目标电平和/或多个输出电压VO1至VOn的反馈电平而变化。

上面，已经参照图4A和4B描述了SIMO转换器110的实施示例和操作示例。然而，SIMO转换器110的结构和操作可被各种修改。

图5A是示出根据示例实施例的电源调制器100a的框图，图5B是更加具体地示出图5A的调制电路的电路图。为了说明的方便，同样在图5A中示出了第一功率放大器401和第二功率放大器402。

图5A示出将根据ET或APT的电源电压提供给一个功率放大器(例如，第一功率放大器401)并将根据APT的电源电压提供给另一功率放大器(例如，第二功率放大器402)的电源调制器的结构。在这种情况下，指示ET模式或APT模式的模式信号MD可从图1中的调制解调器200被提供。然而，示例实施例不限于此，并且电源调制器100a可包括控制逻辑在其中，控制逻辑可基于平均功率信号确定模式，并根据确定的模式产生模式信号MD。

参照图5A，电源调制器100a包括多个DAC 130、SIMO转换器110a和调制电路120a。

电源调制器100a可从图1中的电源调制器200接收第一包络信号ENV1、第一平均功率信号D_REF1和第二平均功率信号D_REF2。第一平均功率信号D_REF1和第二平均功率信号D_REF2可通过DAC 130分别被转换为模拟信号。例如，第一平均功率信号D_REF1和第二平均功率信号D_REF2可被转换为第一参考电压V_REF1和第二参考电压V_REF2。如在图5B中所示，第一包络信号ENV1可以是包括正信号ENV1p和负信号ENV1n的差分信号。

SIMO转换器110a基于第一参考电压V_REF1和第二参考电压V_REF2产生第一输出信号VO1和第二输出信号VO2。第一参考电压V_REF1和第二参考电压V_REF2可表示将提供给多个功率放大器PA1至PAn的发送信号的幅度分量，第一参考电压V_REF1和第二参考电压V_REF2的电平可针对每个TTI而变化。因此，第一输出电压VO1和第二输出电压VO2可被称为根据APT的调制电压。

SIMO转换器110a可将第一输出电压VO1作为电源电压而提供给调制电路120a的线性稳压器121，并可提供第二输出电压VO2作为第二功率放大器402的电源电压。因此，根据APT的电源电压可被提供给第二功率放大器402。

调制电路120a可包括线性稳压器121、开关稳压器122、电流传感器123、比较器124和选择器125，并可将第一电源PA1提供给第一功率放大器PA1。下面将参照图5A和5B描述调制电路120a。

线性稳压器121可接收从SIMO转换器110a提供的第一输出电压VO1作为电源电压，并放大和输出第一包络信号ENV1。例如，线性稳压器121可被实现为线性放大器。参照图5B，线性稳压器121可被实现为差分放大器，并通过正端(+)和负端(-)分别接收第一包络信号ENV1的正信号ENV1p和负信号ENV1n。线性稳压器121的输出可被反馈并施加到线性稳压器121的负端(-)。

例如，开关稳压器122可包括降压转换器、升压转换器、降压-升压转换器、Cuk转换器或其他DC-DC转换器中的任何一个。

开关稳压器122可与线性稳压器121一起操作(例如，ET模式)，并且在这种情况下，输出电流可通过基于比较器124的输出信号来控制开关稳压器122的开关(例如，图5B中的开关S4和S5)的状态而被增加或减少。作为结果，开关稳压器122可将平均电流供应给第一功率放大器401。

开关稳压器122还可在独立的操作(例如，APT模式)期间将输入电压调节为目标电平，并输出调节的电源电压。

参照图5B，开关稳压器122可包括开关控制器SCNT、开关S4和S5、电感器L2以及电容器Cs。如在图5B中所示，开关S4和S5、电感器L2以及电容器Cs可构成降压转换器。然而，示例实施例不限于此，开关S4和S5、电感器L2以及电容器Cs可构成其他DC-DC转换器。

开关控制器SCNT可控制开关S4和S5的状态。开关S4和S5可基于从开关控制器SCNT输出的控制信号而被接通或断开。开关控制器SCNT可在ET模式下基于比较器124的输出信号产生控制信号，并在APT模式下基于第一参考电压V_REF1产生控制信号。

电流传感器123可感测线性稳压器121的输出电流，并输出感测的输出电流的电平作为检测电压。例如，当线性稳压器121的输出电流的方向是输出方向时(也就是，当从线性稳压器121输出电流时)电流传感器123可检测正电压，以及线性稳压器121的输出，并当线性稳压器121的输出电流的方向是输入方向时(也就是，当电流被施加到线性稳压器121时)电流传感器123可检测负电压。例如，电流传感器123可包括电阻性元件。

比较器124可输出用于基于从电流传感器123供应的检测电压来控制开关稳压器122的操作的信号。例如，如在图5B中所示，比较器124将从电流传感器123输出的检测电压(也就是，电流传感器123的两端的电压)进行比较，并输出比较结果。如上所述，在ET模式下，开关稳压器122可根据比较器124的输出信号操作。

选择器125可基于模式信号MD选择用于控制开关稳压器122的操作的信号。例如，选择器125可当模式信号MD指示ET模式时将比较器124的输出信号提供给开关稳压器122，并当模式信号MD指示APT模式时将第一参考电压V_REF1提供给开关稳压器122。

以这种方式，调制电路120a产生根据ET或APT的调制电压，并将调制电压提供给第一功率放大器401。将参照图6A至6C对根据操作模式(也就是，ET模式和APT模式)的电源调制器100a的操作进行详细描述。

图6A示出当根据ET的电源电压被提供给功率放大器时的电源调制器的操作。具体地，图6A示出当图5A的电源调制器100a将根据ET的电源电压提供给第一功率放大器401时的电源调制器100a的操作。独立于操作模式而操作的SIMO转换器110a和DAC 130的描述将被省略。

参照图6A，当调制电路120a在ET模式下操作时，线性稳压器121、开关稳压器122、电流传感器123和比较器124可操作来产生调制电压Vcc1，并且产生的调制电压Vcc1可被提供给第一功率放大器PA1。电流传感器123和比较器124可对线性稳压器121的输出执行反馈操作，使得开关稳压器122基于线性稳压器121的输出而操作。

开关稳压器122具有高电流效率，线性稳压器121具有相对低电流效率和高操作速度。因此，当调制电路120a在ET模式下操作时，开关稳压器122可将平均电流提供给负载(例如，第一功率放大器PA1)，线性稳压器121可将剩余电流供应给第一功率放大器PA1。换言之，开关稳压器122跟踪第一包络信号ENV1的低频区域以提供宽范围的输出电压，线性稳压器121跟踪第一包络信号ENV1的高频区域并确保关于第一功率放大器401的电源电压的高输出准确性。如在图5B中所示，开关稳压器122的电容器Cs可连接到线性稳压器121的输出。如上所述，为了快速改变线性稳压器121的输出。电容器Cs的电容必须小。

图6B示出调制电路120a根据ET供应电源电压的方法。

如在图6B中所示，开关稳压器122可供应平均电流(c)，线性稳压器121可当开关稳压器122的输出电流小于第一功率放大器401所要求的电流时将附加电流(a)供应给第一功率放大器401，并可当开关稳压器122的输出电流大于第一功率放大器401所要求的电流时吸收过剩电流(b)。

图6C示出当根据APT的电源电压被提供给功率放大器时的电源调制器的操作。具体地，图6C示出当图5A的电源调制器100a将根据APT的电源电压提供给功率放大器401时的电源调制器100a的操作。

参照图6C，当调制电路120a在APT模式下运行时，线性稳压器121可被关闭。因此，电流传感器123和比较器124的操作可被停止。在这种情况下，选择器125可将第一参考电压V_REF1提供给开关稳压器122，开关稳压器122可基于第一参考电压V_REF1产生根据APT的调制电压Vcc1。开关稳压器122可将图5B中的输入电压VDD调节为目标电平(例如，第一参考电压V_REF1的电平)，并可将调节的电源电压(也就是，根据APT的调制电压Vcc1)输出到第一功率放大器401。

图7是示出根据示例实施例的电源调制器100b的示例的框图。为了说明的方便，同样示出了第一功率放大器401和第二功率放大器402。

参照图7，调制解调器100b可包括SIMO转换器110b和调制电路120b。调制解调器100b还可包括多个DAC 130。图7的电源调制器100b的操作和配置与图5A的电源调制器100a的操作和配置类似。因此，将主要描述电源调制器100b与电源调制器100a之间的差别。

SIMO转换器110b的配置和操作与图4A的SIMO转换器110的配置和操作类似，调制电路120b的配置和操作与图5A和图5B的调制电路120a的配置和操作类似。

根据本示例实施例的SIMO转换器110b可将第一输出电压VO1作为电源电压而提供给调制电路120b的线性稳压器121或提供给第一功率放大器401。为此，电源调制器100b可包括根据模式信号MD操作的输出开关OSW。

例如，当电源调制器100b将根据ET的电源电压提供给第一功率放大器401(例如，ET模式)时，输出开关OSW可响应于指示ET模式的模式信号MD而被断开。第一输出电压VO1可被提供给线性稳压器121。当电源调制器100b将根据APT的电源电压提供给第一功率放大器401(例如，APT模式)时，输出开关OSW可响应于指示APT模式的模式信号MD而被接通。。第一输出电压VO1可被提供给第一功率放大器401。作为另一示例，在APT模式下，开关稳压器122可将电源电压提供给第一功率放大器401。在这种情况下，输出开关OSW可响应于模式信号MD而被接通，开关稳压器122可通过使用设置在SIMO转换器110b中的电容器(例如，图4A中的第一电容器C1)来稳定地供应电源电压。

以下，将参照图8A至8C对图7的调制解调器100b的操作进行更加详细描述。

图8A示出当根据ET的电源电压被提供给功率放大器时的电源调制器操作的示例。具体地，图8A示出当电源调制器100b将根据ET的电源电压提供给第一功率放大器401时的图7的电源调制器100b的操作。

参照图8A，当根据ET的电源电压被提供给第一功率放大器401时，输出开关OSW可根据指示ET模式的模式信号MD而被断开。SIMO转换器110b可将第一输出电压VO1作为电源电压而提供给调制电路120b的线性稳压器121，并且包括线性稳压器121的调制电路120b可基于第一包络信号ENV1操作，产生根据ET的调制电压，并将调制电压作为电源电压Vcc1(ET)而提供给第一功率放大器401。

图8B示出当根据APT的电源电压被提供给功率放大器时的电源调制器操作的示例。具体地，图8B示出当图7的电源调制器100b将根据APT的电源电压提供给第一功率放大器401并且施加到第一功率放大器401的电流小(例如，轻负载状态)时的图7的电源调制器100b的操作。

参照图8B，当根据APT的电源电压被提供给第一功率放大器401时，输出开关OSW可根据指示APT模式的模式信号MD而被接通。因此，SIMO转换器110b可直接将第一输出电压VO1作为电源电压Vcc1(APT)而提供给第一功率放大器401。在这种情况下，调制电路120b的操作可被停止。

图8C示出当根据APT的电源电压被提供给功率放大器时的电源调制器操作的另一示例。具体地，图8C示出当图7的电源调制器100b将根据APT的电源电压提供给功率放大器401并且施加到第一功率放大器401的电流大(例如，重负载状态)时的图7的电源调制器100b的操作。

如上面参照图6A所述，开关稳压器122具有高电流效率。因此，当第一功率放大器401中消耗的电流大时，具有高电流效率的开关稳压器122可提供根据APT的电源电压Vcc1(APT)。

设置在开关稳压器122中的电容器(例如，图5B中的电容器Cs)可具有相对小的电容，设置在SIMO转换器110b中的电容器(例如，图4A中的第一电容器C1)可具有相对大的电容。因此，为了将具有稳定电平的电源电压Vcc1(APT)供应给第一功率放大器401，设置在SIMO转换器110b中的电容器(例如，图4A中的第一电容器C1)可被使用。

输出开关OSW可响应于模式信号MD指示APT模式而被接通，设置在SIMO转换器110b中的第一电容器C1可连接到开关稳压器122的输出。第一电容器C1可稳定保持开关稳压器122的输出电压的电平。在这种情况下，SIMO转换器110b可不再产生第一输出电压VO1，而是仅产生第二输出电压VO2。因此，图4A中的连接到第一电容器C1的第一输出开关SW1可保持断开状态。

图9是示出根据示例实施例的电源调制器100c的示例的框图。为了说明的方便，同样示出了第一功率放大器401和第二功率放大器402。

参照图9，电源调制器100c可包括SIMO转换器110c、多个DAC 130、第一调制电路120c和第二调制电路130c。

电源调制器100c可从图1中的电源调制器200接收第一包络信号ENV1、第二包络信号ENV2、第一平均功率信号D_REF1和第二平均功率信号D_REF2。第一平均功率信号D_REF1和第二平均功率信号D_REF2可通过DAC 130分别被转换为第一参考电压V_REF1和第二参考电压V_REF2。SIMO转换器110c基于第一参考电压V_REF1和第二参考电压V_REF2产生第一输出电压VO1和第二输出电压VO2，提供第一输出电压VO1作为第一调制电路120c的线性稳压器121的电源电压，并提供第二输出电压VO2作为第二调制电路130c的线性稳压器131的电源电压。当第一调制电路120c(或第二调制电路130c)产生根据ET的调制电压时，第一调制电路120c的线性稳压器121(或第二调制电路130c的线性稳压器131)的输出与开关稳压器122的输出(或开关稳压器132的输出)的和可被产生作为根据ET的调制电压。当第一调制电路120c(或第二调制电路130c)产生根据APT的调制电压时，第一调制电路120c的线性稳压器121(或第二调制电路130c的线性稳压器131)可被关闭，开关稳压器122(或开关稳压器132)的输出可被产生作为根据APT的调制电压。在这种情况下，当第一调制电路120c和第二调制电路130c二者产生根据APT的调制电压时，分别设置在第一调制电路120c和第二调制电路130c中的线性稳压器121和131不操作，并因此，SIMO转换器110c可被关闭。

第一调制电路120c和第二调制电路130c的结构和操作与参照图5A描述的调制电路120a的结构和操作类似。因此，更详细的描述将被省略。

可基于第一功率放大器401和第二功率放大器402的输出信号的电平来分别确定指示ET模式或APT模式的第一模式信号MD1和第二模式信号MD2。例如，可考虑第一功率放大器401、第二功率放大器402和电源调制器100c的功率效率来确定第一模式信号MD1和第二模式信号MD2。因此，第一模式信号MD1和第二模式信号MD2可彼此相同或不同。换言之，可将根据ET的电源电压和根据APT的电源电压提供给第一功率放大器401和第二功率放大器402二者。可将根据ET的电源电压提供给第一功率放大器401，并可将根据APT的电源电压提供给第二功率放大器402。此外，可将根据APT的电源电压提供给第一功率放大器401，并可将根据ET的电源电压提供给第二功率放大器402。

在另一示例实施例中，如参照图7和图8B所述，当根据APT的电源电压被提供给第一功率放大器401或第二功率放大器402时，SIMO转换器110c的第一输出电压VO1或第二输出电压VO2可被提供作为根据APT的电源电压。为此，电源调制器100c还可包括响应于第一模式信号MD1和第二模式信号MD2而分别将SIMO转换器110c的第一输出电压VO1和第二输出电压VO2提供给第一功率放大器401和第二功率放大器402的输出开关。

图10是示出根据示例实施例的电源调制器100d的示例的框图。为了说明的方便，同样示出了第一功率放大器401至第四功率放大器404。

图10示出将根据ET或APT的电源电压提供给一个功率放大器(例如，第一功率放大器401)并将根据APT的电源电压提供给多个其他功率放大器(例如，第二功率放大器402至第四功率放大器404)的电源调制器结构。在本示例实施例中，虽然根据APT的电源电压被提供给三个功率放大器，但是示例实施例不限于此。例如，根据APT的电源电压被提供给两个功率放大器或者四个或更多个功率放大器。

SIMO转换器110d可基于第一参考电压V_REF1至第四参考电压V_REF4产生第一输出电压VO1至第四输出电压VO4，将第一输出电压VO1作为电源电压而提供给调制电路120d的线性稳压器121，并将第二输出电压VO2至第四输出电压VO4作为电源电压而分别提供给第二功率放大器402至第四功率放大器404。因此，电源调制器100d可通过使用SIMO转换器110d来将基于发送信号的幅度分量而调制的电源电压提供给多个功率放大器(例如，第一功率放大器401至第四功率放大器404)。电源调制器100d的配置和操作与图5的电源调制器100a的配置和操作类似，其重复的描述将被省略。

图11是示出根据示例实施例的电源调制器100e的示例的框图。为了说明的方便，同样示出了第一功率放大器401至第三功率放大器403。

图11示出将根据ET或APT的电源电压提供给多个功率放大器(例如，第一功率放大器401和第二功率放大器402)并将根据APT的电源电压提供给至少一个其他功率放大器(例如，第三功率放大器403)的电源调制器结构。

参照图11，电源调制器100e可包括多个DAC 130、SIMO转换器110e、第一调制电路120e和第二调制电路130e。SIMO转换器110e可基于从多个DAC 130输出的第一参考电压V_REF1至第三参考电压V_REF3分别产生第一输出电压VO1至第三输出电压VO3。第一输出电压VO1至第三输出电压VO3可以是根据APT的调制电压。SIMO转换器110e可将第一输出电压VO1作为电源电压而提供给第一调制电路120e的线性稳压器121，将第二输出电压VO2作为电源电压而提供给第二调制电路130e的线性稳压器131，并将第三输出电压VO3作为电源电压而提供给第三功率放大器403。第一调制电路120e可产生根据ET或APT的调制电压，并将产生的调制电压作为电源电压而提供给第一功率放大器401。第二调制电路130e也可产生根据ET或APT的调制电压，并将产生的调制电压作为电源电压而提供给第二功率放大器402。因此，根据ET或APT的电源电压可被提供给多个功率放大器(例如，第一功率放大器401和第二功率放大器402)，根据APT的电源电压可被提供给至少一个其他功率放大器(例如，第三功率放大器403)。第一调制电路120e和第二调制电路130e的配置和操作与图9的第一调制电路120c和第二调制电路130c的配置和操作类似。参照图9提供的描述可被应用到图11的示例实施例。

已经参照图5至图11描述了根据各种示例实施例的电源调制器的结构和操作。基于上面的描述，电源调制器的结构和操作可被各种改变。

图12是根据示例实施例的发送装置20的框图。

参照图12，发送装置20可包括调制解调器200、电源调制器100f、RF块300和功率放大单元400。功率放大单元400可包括与多个载波对应的多个功率放大器401至40n。

图12的发送装置20的操作与图1的发送装置19的操作类似。然而，在本示例实施例中，电源调制器100f可向RF块300提供多个调制电压。以这种方式，除调制电压(即，提供给多个功率放大器401至40n的电源电压)之外，电源调制器100f可通过使用SIMO转换器110f还产生和供应各种调制电压。

图13是示出根据示例实施例的电源调制器的操作方法的流程图。图13中的操作方法可在参照图1至图12描述的电源调制器100、100a、100b、100c、100d、100e和100f中被执行，并且上面参照图1至图12提供的描述可被应用到本示例实施例。

参照图13，在操作S110，电源调制器可接收参考信号、包络信号和模式信号。参考信号、包络信号和模式信号可从调制解调器被提供。参考信号基于施加到多个功率放大器的多个发送信号中的每个发送信号的幅度分量而被产生。在示例实施例中，如上面参照图1所述，电源调制器可从调制解调器接收作为数字信号的平均功率信号作为参考信号。电源调制器可通过使用DAC转换器将为数字信号的平均功率信号转换为模拟信号。

在操作S130，包括在电源调制器中的SIMO转换器可基于参考信号产生多个输出电压。例如，当电源调制器将调制电力提供给n个功率放大器(n是2或更大的整数)时，SIMO转换器可产生n个输出电压。

在操作S150，电源调制器可基于多个输出电压向多个功率放大器提供电源电压。在示例实施例中，电源调制器可包括具有混合结构的至少一个调制电路，多个输出电压中的至少一个可作为电源电压而被提供给至少一个调制电路的线性稳压器，至少一个调制电路可产生根据ET或APT的调制电压并将产生的调制电压作为电源电压而提供给至少一个功率放大器。电源调制器还可将剩余输出电压作为电源电压而提供给其他功率放大器。因此，电源调制器可基于从SIMO转换器产生的多个输出电压，来向多个功率放大器提供具有基于发送信号的幅度分量变化的电平的电源电压。

图14是根据示例实施例的通信装置30的框图。

参照图14，通信装置30可包括调制解调器200、电源调制器100、RF块300、功率放大单元400和双工器500。

调制解调器200、电源调制器100、RF块300、功率放大单元400和双工器500可被分别实现为集成电路(IC)、芯片或模块。此外，调制解调器200、电源调制器100、RF块300、功率放大单元400和双工器500可被一起安装在印刷电路板(PCB)上。然而，示例实施例不限于此，并且在一些示例实施例中，调制解调器200、电源调制器100、RF块300、功率放大单元400和双工器500中的至少一些可被实现为单个通信芯片。

调制解调器200可包括数字信号产生器210以及第一DAC至第三DAC 220、230和240。虽然未示出，但是调制解调器200还可包括用于调节从数字信号产生器210输出的信号的增益的数字增益块。

数字信号产生器210可产生包括将被发送的信息的数字信号(例如，I信号或Q信号)，并从产生的数字信号输出数字发送信号、数字包络信号和数字平均功率信号。数字发送信号可与数字信号大体上相同，数字包络信号可从数字信号的幅度分量被产生。

第一DAC 220可将数字包络信号转换为模拟包络信号。

多个第二DAC 230可将数字平均功率信号转换为模拟平均功率信号。模拟平均功率信号可作为参考信号而被提供给电源调制器100。

多个第三DAC 240可将数字发送信号转换为模拟发送信号。

第一DAC 220将快速变化的包络信号从数字信号转换为模拟信号，每个第三DAC 240将快速变化的发送信号从数字信号转换为模拟信号，每个第二DAC 230将缓慢变化的平均功率信号从数字信号转换为模拟信号。因此，第一DAC 220和第三DAC 240可以以比第二DAC高的速度操作。

在本示例实施例中，虽然用于将数字平均功率信号转换为模拟平均功率信号的多个第二DAC 230被设置在调制解调器200中，但是示例实施例不限于此。多个第二DAC 230可被设置在电源调制器100中。因此，如在上面的示例实施例中所述，调制解调器200可将数字平均功率信号提供给电源调制器100，电源调制器100可将数字平均功率信号转换为模拟平均功率信号(即，参考信号)。

RF块300可包括多个低通滤波器1和混频器2。低通滤波器1可对从第三DAC 240输出的模拟发送信号执行低通滤波。混频器2可上转换低通滤波器1的输出的频率，并产生RF输入信号。多个模拟发送信号可通过RF块300被转换为多个RF输入信号。

电源调制器100可包括SIMO转换器110和具有混合结构的至少一个调制电路120。参照图1至图11和图13描述的根据各种示例实施例的电源调制器中的任意一个电源调制器可被用作本示例实施例的电源调制器100。电源调制器100可基于从SIMO转换器110输出的多个输出电压将电源电压提供给设置在功率放大单元400中的多个功率放大器。多个输出电压中的一些输出电压可作为电源电压而被提供给一些功率放大器，多个输出电压中的一些其他输出电压可被提供为调制电路120的电源电压，因此，调制电路120可产生调制电压并将产生的调制电压作为电源电压而提供给另一功率放大器。

功率放大单元400可包括多个功率放大器(例如，第一至第三功率放大器PA1、PA2和PA3)。多个功率放大器可基于施加的电源电压放大RF输入信号的功率，产生RF输出信号，并输出产生的RF输出信号。

双工器500可连接到天线ANT以分离发送频率与接收频率。双工器500可根据频带分离从功率放大单元400提供的RF输出信号，并将分离的RF输出信号提供给天线。例如，具有集成双工器的前端模块(FEMiD)可被应用为双工器500。

图15是根据示例实施例的物联网(IoT)装置1000的框图。

参照图15，根据本示例实施例的IoT装置1000可包括根据示例实施例的DAC。IoT可表示使用有线/无线通信的对象之间的网络。IoT装置1000可具有可访问的有线或无线接口，并可包括通过有线或无线接口与一个或多个其他装置通信以发送或接收数据的装置。可访问的有线或无线接口可包括可连接到有线局域网(LAN)、无线局域网(WLAN)(诸如，Wi-Fi)、无线个人区域网络(WPAN)(诸如，蓝牙)、无线通用串行总线(USB)、ZigBee、NFC、无线射频识别(RFID)、电力线通信(PLC)或移动网络(诸如，3G、4G或LTE)的调制解调器通信接口。蓝牙接口可支持蓝牙低功耗(BLE)。

具体地，IoT装置1000可包括用于与外部通信的通信接口1200(即，射频发送器/接收器)。通信接口1200可以是可连接到有线LAN的调制解调器通信接口、无线局域通信接口(诸如，蓝牙、Wi-Fi或ZigBee、PLC)或移动通信网络(诸如，3G或LTE)。通信接口1200可包括发送器和/或接收器。IoT装置1000可通过发送器和/或接收器从访问点或网关发送和/或接收信息。此外，IoT装置1000可与用户装置或另一IoT装置通信以发送和/或接收IoT装置1000的控制信息或数据。

在本示例实施例中，包括在通信接口1200中的发送器可通过使用载波聚合(CA)来经由多个频带发送发送信号。为此，发送器可包括用于将与多个载波对应的多个RF输入信号进行功率放大的多个功率放大器以及用于将电源电压提供给多个功率放大器的电源调制器。可根据参照上面图1至14描述的示例实施例实现电源调制器。

具体地，电源调制器可包括SIMO转换器和具有混合结构的至少一个调制电路。基于SIMO转换器的多个输出电压，调制电压(也就是，电源电压)可被提供给多个功率放大器。例如，SIMO转换器的多个输出电压中的至少一个输出电压可作为电源电压而被提供给至少一个调制电路，从调制电路产生的调制电压可作为电源电压而被提供给至少一个功率放大器。此外，在示例实施例中，SIMO转换器的多个输出电压中的至少一个输出电压可被施加作为功率放大器的电源电压。

IoT装置1000还可包括用于执行操作的处理器或应用处理器1100。IoT装置1000还可包括用于供应内部电力的嵌入电池或从外部接收电力的电源。此外，IoT装置1000可包括用于显示内部状态或数据的显示器1400。用户可通过显示器1400的用户接口(UI)控制IoT装置1000。IoT装置1000可通过发送器将内部状态和/或数据发送到外部，并可通过接收器从外部接收控制命令和/或数据。

存储器1300可存储用于控制IoT装置1000的控制命令代码、控制数据或用户数据。存储器1300可包括从易失性存储器和非易失性存储器选择的至少一个。非易失性存储器可包括各种存储器(诸如，只读存储器(ROM)、可编程只读存储器(PROM)、电可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、闪存、相变存储器(PRAM)、磁性RAM(MRAM)、电阻随机存取存储器(ReRAM)和铁电存储器(FRAM))。易失性存储器可包括各种存储器(诸如，动态RAM(DRAM)、静态RAM(SRAM)和同步DRAM(SDRAM))中的至少一个。

IoT装置1000还可包括存储装置。存储装置可以是诸如硬盘(HDD)、固态硬盘(SSD)、嵌入式多媒体卡(eMMC)或通用闪存的非易失性介质。存储装置可存储通过输入/输出(I/O)单元1500提供的用户的信息和通过传感器1600采集的感测信息。

图16是根据示例实施例的移动终端2000的框图。

参照图16，移动终端2000可包括应用处理器2100(以下被称为AP)、存储器2200、显示器2300和RF模块2400。此外，移动终端2000还可包括诸如镜头、传感器和音频模块的各种组件。

AP 2100可被实现为片上系统(SoC)，并包括中央处理器(CPU)2110、RAM 2120、电源管理单元(PMU)2130、存储器接口2140、显示器控制器2150、调制解调器2160和总线2170。

AP 2100还可包括各种IP。当调制解调器芯片的功能被集成到AP 2100中时，AP 2100可被称为“ModAP”。

CPU 2110可控制AP 2100和移动装置2000的全部操作。CPU 2110可控制AP 2100的每个组件的操作。在示例实施例中，CPU 2110可被实现为多核。多核是具有两个或更多个独立核的计算组件。

RAM 2120可暂时存储程序、数据或指令。例如，存储在存储器2200中的程序和/或数据可根据CPU 2110的控制或启动代码而被暂时存储在RAM 2120中。RAM 2120可被实现为DRAM或SRAM。

PMU 2130可管理AP 2100的每个组件的电力。PMU 2130还可确定AP 2100的每个组件的操作状态，并控制组件的操作。

存储器接口2140可控制存储器2200的全部操作，并可控制AP 2100的每个组件与存储器2200之间的数据的交换。存储器接口2140可根据CPU 2110的请求将数据写入存储器2200或从存储器2200读取数据。

显示器控制器2150可将将被显示在显示器2300上的图像数据发送到显示器2300。显示器2300可被实现为诸如液晶显示器(LCD)和有机发光二极管(OLED)的平板显示器或柔性显示器。

为了无线通信，调制解调器2160可调制将被发送的数据，以适合无线环境，并可恢复接收的数据。调制解调器2160可执行与RF模块2400的数字通信。

RF模块2400可将通过天线接收的高频信号转换为低频信号，并将低频信号发送到调制解调器2160。RF模块2400可将从调制解调器2160接收的低频信号转换为高频信号，并通过天线将高频信号发送到移动终端2000的外部。RF模块2160还可对信号进行放大或滤波。

在本示例实施例中，RF模块2160可通过使用载波聚合(CA)来经由多个频带发送发送信号。为此，RF模块2160可包括用于将与多个载波对应的多个RF输入信号进行功率放大的多个功率放大器以及用于将电源电压提供给多个功率放大器的电源调制器。可根据参照上面图1至14描述的示例实施例中的任意一个实现电源调制器。具体地，电源调制器可包括SIMO转换器和具有混合结构的至少一个调制电路。基于SIMO转换器的多个输出电压，调制电压(也就是，电源电压)可被提供给多个功率放大器。因此，移动终端2000可在降低用于通信的功耗的同时执行宽带通信。

虽然已经具体示出和描述了示例实施例的方面，但是将理解，在不脱离权利要求的精神和范围的情况下，可在其中做出形式和细节上的各种变化。