低功耗自适应功率放大器相关申请的制作方法

专利名称：低功耗自适应功率放大器相关申请的制作方法
技术领域：
本发明主要涉及功率放大器电路，更具体地，涉及以多个所需功 率输出电平提供RF输出信号的功率放大器电路。
背景技术：
许多无线通信协议规定在通信网络中工作的发射机能够以各种输 出功率电平发射。具有可变输出功率电平的一个原因是使发射机适应 各种无线装置，例如，无线电话、无线个人数字助理(PDA)、寻呼 机、双向无线电台和其它类型的无线装置，这些装置可位于距基站不 同的距离。在一些实例中，无线通信协议要求由基站接收的信号在相 对恒定或固定的功率电平上接收。
这些协议的示例包括码分多址(CDMA)和宽带码分多址 (WCDMA)。为了适应此要求，移动发射机将以多个功率输出电平 中的一个发射，这取决于接收该信号的电平。其它示例，其中发射的 输出功率可变，包括增强数据速率全球移动通信演进系统(EDGE) 和全球移动通信系统(GSM)，其规定移动发射机的输出功率控制在 20dB和30dB之间，其以步长2dB控制，并且包括早期的模拟蜂窝标 准，其要求无线发射机功率输出的4dB步长。另外，设计多模无线装 置以使用单个功率放大器发射不同调制方案的通信信号。因此，该单 个功率放大器也必须能够以每一不同调整方案所需的功率输出电平发射。
无线装置中的单个功率放大器通常设计为在最高功率电平工作时 最有效，而不是在最低功率电平。这是因为该功率放大器在最高功率 电平工作时比该功率放大器在较低功率电平工作时消耗更大的功率。 因此，针对高输出功率电平时高效率的功率放大器设计通常导致功率 放大器在较低功率电平时牺牲功率效率。然而，无线装置通常仅需要 在路径损坏最大时以其最大功率电平发射。相应地，无线装置通常在 其发射的较大部分时间内以较低的功率电平发射。因而，通常的功率 放大器在该无线装置以低功率电平发射的大部分时间内小于最优效 率，因为它们设计为在高功率工作时最有效率。结果，这些放大器没 有消耗可能的最低能量。
需要发射不同调制方案信号的功率放大器通常针对使用一种调整 方案时的操作进行优化，例如非线性调制。结果，当该功率放大器使 用另一种调制方案时，例如线性调制，该功率放大器低效。例如，在
使用线性调制工作的无线装置中，例如在CDMA中，在宽泛的功率 输出范围上需要线性调制性质。比较而言，在使用非线性调制工作的 无线装置中，例如GSM中，在所需的输出功率范围内需要恒定幅度 的GSM信号，以使功率放大器以高效率水平工作。结果，如果功率 放大器针对线性调制优化，则该功率放大器在使用非线性调制工作时 将不能提供高的效率水平。
一种用于改善功率放大器在低功率电平时效率的技术的示例是关 闭多级功率放大器中最后一级放大器元件，或消除其偏置信号。然而， 关闭元件或消除最后一级放大器元件的偏置信号影响该功率放大器的 其它参数，例如，最优输出电流与电压工作区，功率放大器负载以及 功率放大器输出阻抗。结果，此技术本身并不能提供优化性能，以最 小化在低功率电平时的功率消耗。已经釆用的另一项增加低功率输出值时工作效率的技术包括降低 供应至该功率放大器的偏置信号。然而，对该偏置信号的降低量存在 限制。过多降低该偏置将导致失真，并因此增加寄生信号进入该通信 系统中相邻信道的可能性。此外，该失真将消极影响基站接收机检测 来自无线装置发射机的入向信号的能力。
另一项已经采用的增强在RF输出信号的较低功率输出水平时工 作效率的技术是调整与该功率放大器相连的负载阻抗。然而，随着该 RF输出信号的功率输出电平进一步远离该原始的所需最大值，有必 要进行更大的阻抗变化，以维持性能。
还有一项技术结合改变供应至该功率放大器的偏置信号和改变施 加在该放大器输出端的负载阻抗。这使得至少部分地减弱与降低该偏 置信号关联的失真影响。然而，此项技术并不提供最小化功率消耗的 最优效率。


本发明以示例说明，但并不限制于附图，其中，相同的引用号码
表示相同的元件，并且其中
图1为根据本发明的一个实施例的功率放大电路的框图2为根据本发明示例实施例的放大方法的流程图3为采用多个放大器元件的功率放大电路的框图，其遵照本发
明的示例实施例；
图4为根据本发明的一个实施例的示例放大器元件的示意图5为根据本发明的一个实施例的示例功率放大电路和可变阻抗
电路的框图6为根据本发明的一个实施例的示例放大器和电源开关的示意
图7为根据本发明的一个实施例的无线装置的框图；和
图8为根据本发明的一个实施例的示例放大器元件的示意图。
具体实施例方式
功率放大电路包括在功率放大电路的输出端产生RF输出信号的 可縮放功率放大器，和连接至该功率放大电路的可变阻抗电路。该可 縮放功率放大器包括多个选择性激活的放大器元件，以根据所需的RF 输出信号功率电平产生RF输出信号。该功率放大电路通过，例如， 调整供应至各个放大器元件的功率，和选择性断开该RF输入信号和 至少一个放大器元件，选择性地激活各个放大器元件。该可变阻抗电 路改变该可变阻抗电路的阻抗，以动态调整连接至该可縮放功率放大 器输出端的负载值。
例如，如果该所需的RF输出信号功率电平降低，则可选择性地 关闭各个放大器元件，并调整输出端的负载，以使该可缩放功率放大 器对于该新选择的RF输出信号功率电平以高效率水平工作。类似地， 如果该所需的RF输出信号功率电平增加，则可选择性地激活各个放 大器元件，并重新调整输出端的负载阻抗，以使该可缩放功率放大器 对于该新选择的RF输出信号功率电平保持高效率水平的工作。相应 地，所需的功率输出电平与许多激活的放大器元件关联，以便以最优 的效率水平提供该所需的RF输出信号功率电平。类似地，输出阻抗 负载与激活放大器的数目关联，以恰好适应最优的效率水平。
其中，可选择性地激活每一放大器元件，并且输出端的负载阻抗 以协调的方式变化，以提供该所需的RF输出信号功率电平。作为结 果，该功率放大器电路在RF输出信号功率电平范围内以髙效率水平 工作。由于该功率放大器电路以高效率水平工作，因而最小化了该功 率放大电路的功率消耗。
该功率放大电路还可进一步包括可变偏置电路，以控制选择性激 活的放大器元件的偏置。该选择性激活的放大器元件的偏置可以组为 单位统一控制，也可单独控制。该可变偏置电路具有至少第一和第二功率放大器偏置配置，以针对至少两个不同的工作区配置每一选择性
激活的放大器元件。在至少一个实施例中，如果该RF输出信号功率 电平降低，则至少一个放大器元件配置为降低的偏置配置。每一选择 性激活的放大器元件的偏置水平可与该所需的功率输出电平关联。因 此可通过选择性地激活各个放大器元件，改变输出端的负载阻抗，并 且控制每一选择性激活放大器元件的偏置，可调节地配置该功率放大 器电路的性能。
在另外的实施例中，该功率放大电路包括用于根据所需的功率输 出电平配置该可缩放功率放大器，使得该功率放大电路工作于最优效 率水平的装置配置电路。该装置配置电路还进一步包括放大器配置电 路，阻抗配置电路，以及偏置调整电路。该装置配置电路可为，例如， 微处理器，或适用于接收输出功率电平数据和动态配置该可缩放功率 放大器与可变阻抗电路的其它电路。由该装置配置电路接收的输出功 率电平数据对应于预定的所需输出功率电平。该阻抗配置电路向该可 变阻抗电路提供可变阻抗信号，以加载该可縮放功率放大器的输出 端。类似地，该可变偏置控制电路产生偏置控制信号，以改变可縮放 放大器的偏置。相应地，该装置配置电路和该可变偏置电路根据所需 的RF信号输出功率电平中的变化共同配置该可变功率放大器。
一种放大方法选择性地激活至少一个选择性激活的放大器元件并 且改变该可变阻抗电路的阻抗，以改变放大器电路的功率输出电平。 例如，装置配置电路根据所需的功率放大器输出电平，动态配置该可 縮放功率放大器和该可变阻抗电路的阻抗。另外，将不同的偏置施加 至每个处于不同RF功率输出电平的功率放大器元件。如前所述，可 选择性地激活每一放大器元件，改变输出端的负载阻抗，并调整偏置， 以在所需的RF输出信号功率电平提供更加优化的性能水平。
该可縮放功率放大器可满足多模任务，以克服相互冲突的设计需 求，例如利用线性EDGE调制或饱和的非线性GSM调制工作。因此可动态配置该可缩放功率放大器，以便在任何所需的功率电平，利用 不同类型的调制工作，例如线性或非线性调制，以实现高效率水平， 导致降低的功耗。
图1表示功率放大电路10的示例，其包括可縮放功率放大器20， 多个选择激活的放大器元件22， 24， 26 (即，第一放大器元件，第二 放大器元件，第N放大器元件，其中N为整数)，放大器配置电路28， 可变阻抗电路30，以及阻抗选择电路32。在至少一些实施例中，各 个放大器元件可能是相同的，而在至少另一些实施例中， 一些放大器 的特性可能不同。该可縮放功率放大器20接收RF输入信号40并产 生RF输出信号50。放大器配置电路28接收功率输出电平数据60并 响应地配置该可缩放功率放大器20，以改变该RF输出信号50的功 率输出电平。通过，例如，调整各个放大器元件的电源电压，并选择 性地断开或降低连接至至少一个放大器元件的RF输入信号50的幅 度，重新配置该可缩放功率放大器20，以选择性地激活各个放大器元 件22， 24， 26，以便最小化可縮放功率放大器20的功率消耗。例如， 可以通过选择性地关闭该可縮放功率放大器20中的激活放大器元件 22， 24, 26，通过调整可缩放功率放大器20中的每一放大器元件的 工作偏置(Was)，或者通过任何其它适当的方法，对可縮放功率放 大器20进行重新配置。
可变阻抗电路30连接至可缩放功率放大器20的输出端，以改变 该可变阻挡电路30的阻抗，并且动态加载该可缩放功率放大器20的 输出端。阻抗选择电路32接收该功率输出电平数据60，以控制该可 变阻抗电路30。例如，该功率输出电平数据60可向阻抗选择电路32 指示RF输出信号50的功率输出电平发生改变，并且因此可适当地将 该可变阻抗电路30的阻抗与该可变功率放大器20匹配，使得可縮放 功率放大器20中的合适的放大器可在最优的工作区中工作。
图2表示放大方法200的一个示例，其用于动态配置选择性激活的放大器元件，以在不同的功率电平下，以高效率水平工作。该方法
200可由功率放大电路IO执行。然而，也可使用任何其它合适的结构。 将会知道，该方法200，其开始于步骤210，将被说明为一系列操作， 但能够以任何适当的顺序执行这些操作。
如在步骤220中所示，该可縮放功率放大器20动态配置该可缩 放功率放大器20中的选择性激活的放大器元件22， 24， 26，以改变 该可缩放功率放大器20的功率输出电平。如在步骤230中所示，该 阻抗选择电路32改变该可变阻抗电路30的阻抗。该可变阻抗电路30 通过改变该可变阻抗电路30的阻抗，动态加载该可縮放功率放大器 20。
如在可选步骤240中所示，该可縮放功率放大器20包括多个选 择性激活的放大器元件，每一个都能够接收RF输入信号40，以统一 产生RF输出信号50。相应地，该多个选择性激活的放大器元件22， 24， 26中的至少一个可产生RF输出信号50，以响应接收RF输入信 号40。例如，选择性激活的放大器元件22， 24， 26可配置为并行、 串行或任何其它适当的配置，使得每一功率放大器元件，或多个功率 放大器元件可单独地用于提供RF输出信号50，以响应接收该RF输 入信号40。
该放大配置电路28接收功率输出电平数据60,并响应以动态改 变选择性激活的放大器元件22， 24， 26中至少一个的工作电平，以 改变RF输出信号50的输出功率电平。根据另一实施例，该可縮放功 率放大器20接收偏置(bias)控制信号，以控制该可缩放功率放大器 的偏置。例如，该偏置控制信号可控制选择性激活的放大器元件22， 24， 26中的一个或多个，例如功率放大器晶体管，以便控制每一或至 少一个功率放大器晶体管的偏置。作为结果，可建立该可縮放功率放 大器20的最优工作区，以便提高该可缩放功率放大器20的整体效率， 特别是在低功率输出电平。图3表示根据本发明另一实施例的功率放大电路10的一个实施 例。根据此实施例，可縮放功率放大器20包括装置配置电路300，以 及多个选择性激活的放大器元件22， 24， 26。如前所述，每一选择性 激活的放大器元件22， 24， 26接收该RF输入信号40，并共同作用， 以产生或用于RF输出信号50的生成。根据一个实施例，每一选择性 激活的放大器元件22， 24， 26可在第一功率输出电平(例如，对应 于低功率输出电平)和第二功率输出电平(例如，高功率输出电平) 工作。
装置配置电路300包括放大器配置电路28和阻抗配置电路32。 该放大器配置电路28连接至该多个选择性激活的放大器元件22， 24， 26中的至少一个，以提供对应的装置配置信号310，以响应功率输出 电平数据60。该装置配置信号310配置每一对应的选择性激活的放大 器元件22， 24， 26。根据一个实施例，该装置配置电路为微处理器， 例如数字信号处理器，或用于配置这些选择性激活的放大器元件22， 24, 26的任何其它合适的装置。该装置配置电路可配置这些选择性激 活的放大器元件22， 24， 26中的一些，以在第一功率输出电平工作， 并配置其余的选择性激活的放大器元件22， 24， 26在第二功率输出 电平工作。
例如，放大器配置电路28产生该装置配置信号310，例如，降 低功率或改变每一选择性激活的放大器元件22， 24， 26的偏置。该 装置配置信号310可为控制供应至每一选择性激活的放大器元件22， 24, 26的功率或偏置的模拟信号。相应地，每一选择性激活的放大器 元件22， 24， 26可包括诸如开关的电路，以控制每一选择性激活的 放大器元件22， 24， 26的功率或偏置的供应。
可替换地，该装置配置信号310可表示由每一选择性激活的放大 器元件22， 24， 26解码的数字数据，其用于控制供应至每一放大器元^^的功率或偏置。每一放大器元件可包括读取并记录来自装置配置
信号310的数字数据的电路，例如开关，以控制每一选择性激活的放 大器元件22， 24， 26的内部功率或偏置。
阻抗配置电路32向可变阻抗电路30提供可变负载阻抗信号312。 作为接收该可变负载阻抗信号312的响应，该可变阻抗电路30至少 提供该可縮放功率放大器20输出端的第一阻抗负载和该可縮放功率 放大器20输出端的第二阻抗负载。调整该可变阻抗电路30的阻抗， 以提供选择性激活的放大器元件22， 24， 26的最优工作范围。
图4为根据一个实施例的多个放大器元件22， 24， 26之一的示 意图，(例如所示的第一放大器元件)，其包括电源开关400和功率 放大器晶体管402。根据一个实施例，每一选择性激活的放大器元件 22， 24, 26包括功率放大器晶体管402,例如场效应晶体管(FET)， 其包括栅极404，漏极406和源极408。该栅极接收RF输入信号40。 该漏极406连接至电源开关400，以响应装置配置信号310，接收参 考电位432。该源极408连接至第二参考电位410，例如接地点。
根据一个实施例，该电源开关400实质上从功率放大器晶体管402 的漏极406消除第一参考电位432，以关闭功率放大器晶体管402。 根据另一实施例，电源开关400并不完全关闭功率放大器晶体管402， 而是降低功率放大器晶体管402的电压。相应地，根据一个实施例， 在第二功率输出电平上工作时，该功率放大器晶体管402实际上不消 耗来自第一参考电位432的功率。电源开关400可从第一参考电位432 向漏极406转移功率，例如通过连续的方式，使得从第一参考电位432 施加的功率以连续可变的方式施加至漏极406。可替换地，功率从第 一参考电位432以离散的方式转移至漏极406，例如以离散的步骤， 100%， 90°/。， 80%， 75%， 2%，等等。
电源开关400包括共栅极晶体管422和开关电容器424。该共栅极晶体管422包括栅极426，源极428，和漏极430。该栅极426接收 对应的装置配置信号310。该漏极430接收第一参考电位432。该源 极428连接至功率放大器晶体管402的漏极406。可替换地，该晶体 管422的栅极426可为双极晶体管，或任何其它合适的装置。例如， 该共栅极晶体管422可向该功率放大器晶体管402的漏极406供应第 一参考电位432，以响应在该共栅极晶体管422的栅极426上接收到 装置配置信号310的启动信号。栅极426上的启动信号可导通共栅极 晶体管422，以向源极428提供来自第一参考电位432的电压，以便 为功率放大器晶体管402加电。该装置配置信号310可使其与共栅极 晶体管422的栅极426处的失效信号关联，以降低从第一参考电位432 至源极428的功率。相应地，装置配置信号310的电压电平使该共栅 极晶体管422启动和失效，并因此关闭功率放大器晶体管402。
图5表示功率放大电路10的另一实施例，其进一步包括可变阻 抗电路30，负载匹配网络510，第一传输线512,第二传输线514， 可变偏置电路516,输入匹配电路518，驱动级520，以及级间匹配电 路522。可变偏置电路516产生偏置控制信号530，以响应接收到偏 置控制数据532，以控制每一选择性激活的放大器源极22， 24， 26的 偏置。例如，该偏置控制数据532可向可变偏置电路516指示每一选 择性激活的放大器元件22， 24， 26的偏置水平。该偏置控制信号530 可基于RF输出信号50的所需功率输出电平，向每一选择性激活的放 大器元件22， 24， 26提供不同的偏置水平，以便增加该可缩放功率 放大器20的效率。
可变阻抗电路30包括开关540,其包含pin二极管，还包括接地 电容器542，电阻器544，电感546,以及RF输出电容器548。装置 配置电路300产生可变负载阻抗信号312，以控制该可变阻抗电路30 的可变阻抗。例如，如果该可变负载阻抗信号312提供足够高的信号， 使得该开关540，例如pin二极管，变为前向偏置，则该二极管使RF 输出电容器548接地。比较而言，如果该可变负载阻抗信号312以足够低的电压使开关540中的pin 二极管截止，则RF输出电容器548 将加载RF输出信号50。负载匹配网络510包括第一电容器550，电 感552,以及第二电容器554。该负载匹配网络510通过传输线512 向该可縮放功率放大器20的输出端提供固定负载。
图6为选择性激活的放大器元件22， 24， 26之一的示意图，其 包括功率放大器晶体管402， RF输入开关600，负载602，输入电容 器604，输入电容器608，以及偏置电感610。选择性激活的放大器元 件22， 24， 26中的每一个都通过电源开关400连接至第一参考电位 432，例如电源电压。每一电源开关400为每一选择性激活的放大器 元件22， 24， 26接收对应的装置配置信号310。作为接收到与第一功 率输出电平关联的装置配置信号310的响应，电源开关400将第一参 考电位432连接至每一选择性激活的放大器元件22， 24， 26。类似地， 作为接收到与第二功率输出电平关联的装置配置信号310的响应，电 源开关400降低从第一参考电位432至每一选择性激活的放大器元件 22， 24， 26的功率。
根据一个实施例，装置配置电路300产生偏置控制信号612，以 控制功率放大器晶体管402的偏置。该偏置控制信号通过第一电抗元 件610，例如电感，连接至栅极404,以控制功率放大器晶体管402 的偏置。根据一个实施例，动态控制功率放大器晶体管402的偏置， 以响应接收到偏置控制信号612。
RF输入开关600接收RF输入信号40，并产生开关RF输入信号 614。功率放大器晶体管402的栅极404接收该开关RF输入信号614。 该RF输入开关600接收对应的装置配置信号310，以在接通与断开 间切换该RF输入开关600。尽管示出该装置配置信号310控制电源 幵关400和RF输入开关600，但该装置配置信号310还控制其它装 置，例如偏置。该装置配置电路300向RF输入开关600提供装置配置信号310， 以将该RF输入信号40连接至功率放大器晶体管402的栅极404，以 响应接收到与该第一功率输出电平关联的功率输出电平数据60，例如 高输出功率电平。类似地，装置配置电路300向该RF输入开关600 提供装置配信号310，以降低与去往功率放大器晶体管402的栅极404 的RF输入信号关联的幅度，以在第二功率输出电平下操作，以响应 接收到与该第二功率输出电平关联的功率输出电平数据60，例如低输 出功率电平。例如，RF输入开关可工作，以从功率放大器晶体管402 的栅极404中完全消除RF输入信号40。可替换地，RF输入开关600 能够以连续或离散的方式降低信号或与去往栅极404的RF输入信号 40关联的幅度。根据另一实施例，RF输入开关600连接该RF输入信 号40,以例如连续的方式，或离散的方式产生开关RF输入信号6M。 RF输入开关600可包括晶体管，或用于开关去往功率放大器晶体管402 的栅极404的RF输入信号40的任何其它适当的装置。
图7为无线装置700的框图，其包括可縮放功率放大器20，可 变阻抗电路30,装置配置电路300，处理电路702，发射机704,以 及天线708。发射机704向该可缩放功率放大器20提供RF输入信号 40。处理电路702向装置配置电路300提供功率输出电平数据60。
图8为可缩放功率放大器20的示意图，其包括第一漏极802, 第二漏极804，第三漏极806，第四漏极808,栅极810，源极812, 第一开关晶体管814，第二开关晶体管816，第三开关晶体管818,第 四开关晶体管820,第一输出电容器822,第二输出电容器824,第三 输出电容器826，第四输出电容器828。尽管将该可縮放功率放大器20 示出为具有四个漏极的FET晶体管，但可使用任何数量的适当漏极元 件。另外，还可使用任何适当的装置，例如双极晶体管。装置配置电 路300提供第一装置配置信号822，第二装置配置信号824，第三装 置配置信号826，以及第四装置配置信号828，以选择性地激活各个 漏极元件。相应地，该装置配置电路300可针对任意数量的不同工作范围配置该可縮放功率放大器20，以实现高工作效率和对应的低功耗。
其中，可选择性地激活每一放大器元件，并且输出端的负载阻抗
以协调的方式变化，以更加优化的方式提供所需的RF输出信号功率 电平。该功率放大器电路在RF输出信号功率电平范围内以高工作效
率工作。由于该功率放大器电路以高工作效率工作，因而最小化了该 功率放大电路的功率消耗。
另外，该可縮放功率放大器的自适应性可用于更加容易地完成多 模任务，既不断保持更加优化的性能水平，又适应冲突的设计需求， 例如，以更多的线性工作模式或以更多的饱和工作模式工作。因此， 可动态配置该可縮放功率放大器，以在任何所需的功率电平下利用不 同类型的调制工作，例如，线性或非线性调整，以实现更高的效率水 平，其导致功耗降低。
将会理解，对于本领域的普通技术人员，本发明及其各种方面的 其它变形和修改的实现是显而易见的，并且本发明并不受到所述具体 实施例的限制。例如，该可縮放功率放大器20可包括三个，四个或 更多选择性激活的放大器元件。相应地，装置配置电路300可配置每 一选择性激活的放大器元件，以获得更高的工作效率。因此，可以预 见，通过本发明可以涵盖落入此处公开和要求的基本原理的精神与范 围内的任何和所有改变，变化与等效。
权利要求
1. 一种功率放大器电路，包括可缩放功率放大器，其包括输出端，以及多个选择性激活的放大器元件，每一个所述放大器元件用于在输出端产生RF输出信号，并且用于动态改变RF输出信号的功率输出电平；以及可变阻抗电路，其连接至所述可缩放功率放大器的输出端，并且有效响应于功率输出电平数据，改变可变阻抗电路的阻抗，以动态加载所述可缩放功率放大器的输出端。
2. 权利要求1所述的功率放大器电路，其中，所述可缩放功率 放大器还包括放大器配置电路，其有效响应于功率输出电平数据，以 通过降低至少一个选择性激活的放大器元件的功率和控制至少一个选 择性激活的放大器元件的偏置中的至少一种方法，选择性地激活所述 选择性激活的放大器元件，并且其中，所述可变阻抗电路还包括阻抗 配置电路，其有效响应所述功率输出电平数据，以动态改变所述可变 阻抗电路的阻抗。
3. 权利要求2所述的功率放大器电路，其中，所述放大器配置 电路向所述可縮放功率放大器提供偏置控制信号，以控制所述可縮放 功率放大器的偏置，作为对所述功率输出电平数据的响应。
4. 权利要求2所述的功率放大器电路，其中，所述放大器配置 电路有效连接至至少一个所述放大器元件，以动态改变至少一个放大 器元件的偏置水平和功率输出电平，作为对所述功率输出电平数据的 响应。
5. 权利要求2所述的功率放大器电路，其中，所述可变阻抗电 路包括通过开关连接至所述可縮放功率放大器的输出端的电阻性与电 抗性元件中的至少一个，并且其中，所述阻抗配置电路激活所述开关，以改变可变阻抗电路的阻抗，并且动态加载所述可縮放功率放大器的 输出端，作为对所述功率输出电平数据的响应。
6. —种功率放大器电路，用于接收RF输入信号并产生RF输出 信号，所述功率放大器电路包括-装置配置电路，有效响应功率输出电平数据，以提供装置配置信 号与可变负载阻抗信号，以及可缩放功率放大器，其包括输出端，多个选择性激活的放大器元 件，每一个所述放大器元件用于接收所述RF输入信号，并且用于在 所述输出端产生所述RF输出信号，以改变所述可缩放功率放大器的 功率输出电平，其中，至少一个所述选择性激活的放大器元件有效响 应于对应的装置配置电路，以在第一功率输出电平和第二功率输出电 平的至少一个上工作；可变阻抗电路，还连接至所述可缩放功率放大器的输出端，并有 效响应于从所述装置配置电路接收的可变负载阻抗信号，以在所述可 縮放功率放大器的输出端提供对应于第一功率输出电平的第一阻抗负 载，并且在所述可缩放功率放大器的输出端提供对应于第二功率输出 电平的第二阻抗负载。
7. 权利要求6所述的功率放大器电路，其中，所述多个选择性 激活的放大器元件中的至少一个中的每一个通过对应的电源开关有效 连接至第一参考电位，其中所述对应的电源开关将该第一参考电位连接至对应的放大器，以 响应与所述第一功率输出电平关联的装置配置信号，以及所述对应的电源开关降低对应的放大器的第一参考电位，以响应 与所述第二功率输出电平关联的装置配置信号。
8. 权利要求7所述的功率放大器电路，其中，所述装置配置电 路产生偏置控制信号，其中，每一个所述选择性激活的放大器元件包 括FET晶体管，其栅极用于通过电抗元件接收所述RF输入信号与所述偏置控制信号，其漏极有效连接至所述输出端和所述对应的电源开 关以接收所述第一参考电位，以响应所述装置配置信号，其源极有效 连接至第二参考电位。
9. 权利要求7所述的功率放大器电路，其中，在所述第二功率 输出电平工作的所述多个选择性激活的放大器元件中的至少一个实质 上不接收所述第一参考电位。
10. 权利要求8所述的功率放大器电路，其中，每一个电源开关 包括FET晶体管和双极晶体管中的至少一个，所述FET晶体管的栅 极用于接收装置配置信号，漏极用于接收第一参考电位，源极有效连 接至对应的并联放大器的漏极；所述双极晶体管的基极用于接收装置 配置信号，集电极用于接收第一参考电位，发射极有效连接至对应的 并联放大器的漏极。
11. 权利要求7所述的功率放大器电路，其中，所述多个选择性 激活的放大器元件中的至少一个以连续方式和离散方式中的至少一种 方式在所述第一功率输出电平和所述第二功率输出电平间转变。
12. —种用于接收RF输入信号并产生RF输出信号的功率放大器 电路，其包括装置配置电路，其有效响应功率输出电平数据，以提供与第一和 第二功率输出电平关联的装置配置信号及可变负载阻抗信号；可缩放功率放大器，其包括输出端，以及多个选择性激活的放大 器元件，每一个所述放大器元件用于通过对应的RF输入开关，接收 所述RF输入信号，并且每一个选择性激活的放大器元件用于在所述 可缩放功率放大器的输出端产生所述RF输出信号，其中，所述多个 选择性激活的放大器元件中的至少一个有效响应与第一功率输出电平 关联的装置配置信号，从对应的RF输入开关接收RF输入信号，其中， 所述多个选择性激活的放大器元件中的至少一个有效响应与第二功率输出电平关联的装置配置信号，从对应的RF输入开关接收具有降低 的幅度的RF输入信号；以及可变阻抗电路，其连接至所述可縮放功率放大器的输出端，并有 效响应所述可变负载阻抗信号，以在所述可縮放功率放大器的输出端 提供与第一功率输出电平关联的第一阻抗负载，和在所述可縮放功率放大器的输出端提供与第二功率输出电平关联的第二阻抗负载。
13. 权利要求12所述的功率放大器电路，其中，每一个RF输入 开关以连续方式和离散方式中的至少一种方式切换去往所述选择性激 活的功率放大器的接收的RF输入信号。
14. 权利要求12所述的功率放大器电路，进一步包括 可变偏置电路，其有效连接至所述装置配置电路，以接收偏置控制数据，并产生偏置控制信号以响应偏置控制数据，以控制至少一个 所述选择性激活的放大器元件的偏置。
15. —种无线装置，包括 用于产生功率输出电平数据的处理电路；可縮放功率放大器，其包括输出端，以及多个选择性激活的放大 器元件，每一个所述放大器元件用于在所述输出端产生RF输出信号， 并且用于动态改变功率输出电平以响应所述功率输出电平数据；可变阻抗电路，其连接至所述可缩放功率放大器的输出端，并且 有效响应所述功率输出电平数据，改变所述可变阻抗电路的阻抗，以 动态加载所述可缩放功率放大器的输出端；以及天线，有效连接至所述可缩放功率放大器的输出端，并且用于发 射所述RF输出信号。
16. 权利要求15所述的无线装置，其中，所述可縮放功率放大 器进一步包括放大器配置电路，所述放大器配置电路有效响应所述功 率输出电平数据，通过降低至少一个所述选择性激活的放大器的功率，和控制至少一个所述选择性激活的放大器的偏置中的至少一种方 法，选择性地激活所述选择性激活的放大器元件，并且其中，所述可 变阻抗电路进一步包括阻抗配置电路，所述阻抗配置电路有效响应所 述功率输出电平数据，动态改变所述可变阻抗电路的阻抗。
17. 权利要求16所述的无线装置，其中，所述装置配置电路向 所述可縮放功率放大器提供偏置控制信号，以控制所述可缩放功率放 大器的偏置，作为对所述功率输出电平数据的响应。
18. —种放大方法，包括选择性地激活可縮放功率放大器中至少一个选择性激活的放大器 元件，所述可縮放放大器包括用以改变所述可縮放放大器的功率输出电平的输出端；以及改变连接至所述输出端的可变阻抗电路的阻抗，通过改变所述可 变阻抗电路的阻抗来动态加载所述可縮放功率放大器。
19. 权利要求18所述的方法，其中，通过降低至少一个选择性激活的放大器元件的功率，提高至少一个选择性激活的放大器元件的 功率和控制至少一个选择性激活的放大器元件的偏置中的至少一种方法，选择性地激活所述选择性激活的放大器元件。
20. 权利要求18所述的方法，包括至少向所述选择性激活的放 大器元件提供偏置控制信号，以控制所述多个选择性激活的放大器元 件的偏置。
21. 权利要求18所述的方法，包括由所述可縮放功率放大器接收RF输入信号，其中，至少一个选 择性激活的放大器元件中的每一个接收所述RF输入信号；以及 由所述至少一个选择性激活的放大器元件产生RF输出信号。
22.权利要求18所述的方法，包括向至少一个选择性激活的放大器元件提供第一参考电位，以在第 一功率输出电平下工作，作为对与所述第一功率输出电平关联的装置配置信号的响应；以及降低所述至少一个选择性激活的放大器元件的第一参考电位的电 压，以在第二功率输出电平下工作，作为对与所述第二功率输出电平 关联的装置配置信号的响应。
全文摘要
公开一种功率放大电路(10)，其包括在该功率放大电路(10)的输出端产生RF输出信号(50)的可缩放功率放大器(20)，以及连接至该功率放大电路(10)的输出端的可变阻抗电路(30)。该可缩放功率放大器(20)包括多个选择性激活的放大器元件(22)，(24)，(26)，以遵照所需的RF输出信号功率电平产生该RF输出信号(50)。该功率放大器电路(10)通过，例如降低或增加至少一个放大器元件的功率，选择性地激活各个放大器元件。该可变阻抗电路(30)改变该可变阻抗电路(30)的阻抗，以动态加载该可缩放功率放大器(20)的输出端。
文档编号H03F1/02GK101416385SQ200480022315
公开日2009年4月22日 申请日期2004年7月29日 优先权日2003年8月5日
发明者克拉克·W·康拉德, 欧内斯特·希尔姆, 阿明·克洛姆斯多夫 申请人:摩托罗拉公司(在特拉华州注册的公司)