用于包络跟踪的放大器拓扑的制作方法_3

文档序号:9355583阅读:来源:国知局
入端口 102和输出端口 106之间的增大的绝缘性,从而降低了在包络信号Venv变化时的放大器100的输入阻抗的变化。在输出端口 106处的电压是第一晶体管Ml和第二晶体管M2的漏极到源极电压的总和,并且第一晶体管Ml和第二晶体管M2两者都在同一方向上驱动负载Rl中的负载电流。
[0066]图7示出了针对负载&具有4.5 Ω电阻的情况的对于放大器100的负载线,这些负载线叠加在放大器100的电压-电流特性的测绘图上,其中,电压-电流特性的纵轴表示流经在第二晶体管M2的漏极d2和第一电压干线30之间的第一晶体管Ml和第二晶体管M2二者的电流,以及横轴表示输出信号Vci,即,在第二晶体管M2的漏极d2处的电压。输出信号Vci达到9V的最大值,该最大值对应于在第一晶体管Ml两端的3V漏极-源极电压与在第二晶体管M2两端的6V漏极-源极电压的总和。负载线的位置取决于包络信号Venv,并且图7中所示对于包络信号Venv的三个值的三条负载线(a)、(b)和(c),当包络信号Venv具有相对低的电压时,负载线(a)是可适用的,当包络信号V_具有相对高的电压时,负载线(c)是可适用的。在包络信号变化时,第二偏置电压Vblas2变化。没有进一步动作的情况下,该变化将趋向于使放大器100的增益以图4所示的方式变化,从而当包络信号V_具有低电压时形成低增益。然而,施加到第一晶体管Ml的栅极山的第一偏置信号Vblasl也变化,且用于通过增大第一晶体管Ml的偏置点来补偿增益的这种变化。
[0067]参照图8,存在增益的测绘曲线和输出功率Pciut (即,输出信号V。的功率)的曲线,两者均作为输入功率Pin(即,输入信号V1的功率)的函数。增益是输出功率Pciut与输入功率Pin之比。增益和输出功率P _的曲线是分别针对包络信号V _的分别为1.8V、2.8V、3.8V和4.8V的四个不同的恒定值所绘制的。图8涉及参考图6所述的放大器拓扑,不同的是,出于说明的目的,包络信号V_在每个对应值处保持恒定且不随输入功率P…的变化而变化。然而,第一偏置电压Vblasl和第二偏置电压V ^丨取决于包络信号V _的各个恒定值。可以看出,在低电平的输入功率Pin处,增益相当恒定且输出功率P _随输入功率P ιη的增大而线性上升,直到压缩的开始。随着恒定包络信号V_增大,压缩发生在较高电平的输入功率Pin处。在低电平的输入功率P ιη处,恒定的包络信号V _的低值可以提供高增益,而在高电平的输入功率Pin处,对于高增益和低压缩,恒定的包络信号V_的高值是有利的。因此,当包络信号V_跟踪输入信号V 4勺包络且第一偏置电压V blasJP第二偏置电压V blas2根据等式(I)和等式(2)而取决于包络信号V-时,放大器100提供了在宽范围的输入功率Pin电平下的高增益和恒定增益的改进组合。
[0068]为了进行比较,针对包括级联晶体管、但其中第一偏置电压Vblasl和第二偏置电压Vblas2保持恒定且不跟踪包络信号V _的放大器,与图8中针对图6的放大器100的曲线对应的曲线被绘制在图9中。从图9可以看出,在包络信号的电平减小时,增益大幅减小,且压缩的开始发生在较低电平的输入功率Pin处。因此,对于其中第一偏置电压Vblasl和第二偏置电压Vblas2保持恒定的放大器的这种运行,在输入信号V i的输入功率P ιη变化且包络信号V_跟踪输入信号V i的包络时,具有大的增益变化。这表明产生取决于包络信号V _的第一偏置电压Vbiasl和第二偏置电压V bias2的益处。
[0069]参照图10,存在由放大器100引入的作为输出功率Pciut (即,输出信号V。的功率)的函数的电流的测绘曲线。这些曲线是针对包络信号V_的不同的恒定值而绘制的。关于图8,图10涉及参考图6所述的放大器拓扑,不同的是,出于说明的目的,包络信号Venv在每个对应值处保持恒定,且不随输入功率Pin的变化而变化并且因此不随输出功率P _的变化而变化。然而,第一偏置电压Vblasl和第二偏置电压V b—取决于包络信号V _的各个恒定值。可以看出,当包络信号V_跟踪输入信号V ^勺包络且第一偏置电压Vblasl和第二偏置电压Vblas2根据等式(I)和等式(2)而取决于包络信号V _时,随着曲线靠近在一起,电流很大程度上独立于包络信号V_的值,并且这种特性实现当输出信号和负载阻抗变化时输入阻抗具有小的变化,从而向信号源11呈现恒定负载,并因此改善了信号源的线性度和稳定性。
[0070]参照图11,在史密斯圆图上绘制了放大器100的输入阻抗在从2.5GHz到2.6GHz的频率范围中的变化。存在若干条绘制的曲线,每一条针对输入信号V1的一个不同的恒定幅度,并因此针对包络信号V-的一个不同的恒定值。然而,第一偏置电压Vblasl和第二偏置电压Vblas2取决于包络信号V _的各个恒定值。可以看出,随着曲线靠近在一起,输入阻抗在很大程度上独立于恒定的包络信号V_,这说明当输入信号Vci的包络且因此包络信号V_、输出信号和负载阻抗变化时,输入阻抗是极其恒定的,从而有助于输入源11的线性的和稳定的运行。
[0071]在图12中也表明了放大器100的高稳定性,其中,在频率范围内针对包络信号Venv的不同恒定值绘制罗列特因数。
[0072]参照图13,绘制了放大器100的作为频率的函数的增益,具有若干条绘制的曲线,每一条针对输入信号1的一个不同的恒定幅度,并因此针对包络信号V _的一个不同的恒定值。然而,第一偏置电压Vblasl和第二偏置电压V ^丨取决于包络信号V _的各个恒定值。可以看出,围绕增益最高的中心频率,随着曲线靠近在一起,增益在很大程度上独立于恒定的包络信号V_,这说明当输入信号Vci的包络变化且因此包络信号V _变化时,增益是极其恒定的。这种特性可以有助于放大器100的高稳定性。
[0073]参照图14,放大方法在步骤300中包括在共源共栅布置中提供第一晶体管Ml和第二晶体管M2,S卩,将第一晶体管Ml的漏极Cl1连接到第二晶体管M2的源极s 2,并且将第二晶体管M2的漏极(12连接到输出端口 106。步骤300还包括提供连接在包络端口 104和第二晶体管M2的漏极d2之间的电感元件L。
[0074]在步骤305中,接收输入信号V1。在步骤310中,在包络端口 104处接收表示输入信号的包络的包络信号V_。
[0075]在步骤315中,产生取决于包络信号的第一偏置电压Vblasl。在一些实施方式中,这种依赖性可以被限ΦΙ倒包络信号V-的某一范围的值,并且第一偏置电压Vblasl在该范围之外独立于包络信号V_。
[0076]在步骤320中,将第一偏置电压Vblasl和输入信号V i的总和(即V blasl+Venv)传输到第一晶体管Ml的栅极
[0077]在步骤325中,产生取决于包络信号的第二偏置电压Vblas2,并且在步骤330中,将第二偏置电压Vblas2传输到第二晶体管M2的栅极g 2。
[0078]在步骤335中,在输出端口 106处传输放大信号(即,放大后的输入信号)。然后流程返回到步骤305并在接收到输入信号1且需要放大该输入信号V i时连续地重复该循环。
[0079]第一常数S1和第二常数S 2的值可以通过校准来确定,以在输入功率P ^变化时使放大器100的增益的变化最小。图15示出了校准方案,尽管如此也可以使用其它校准方案。校准方案的目的是保持由放大器100引入的电流在低输入功率下且因此对于包络信号的低值尽可能是恒定的,这可以在输入功率Pin变化时使放大器100的增益的变化最小。图15中示出的校准方案涉及电压的设定、电流的测量以及第二电阻元件R2和第四电阻元件1?4的可变电阻的控制。在校准方案的以下说明中,用于执行这些校准步骤的校准装置被认为是位于放大器100的外部,且未在图6中示出,尽管如此其它实施方式可以包含这种校准装置。
[0080]参照图15,步骤400包括初始化可变参数的值。在步骤400中,通过关闭信号源11或以其它方式使信号源11与输入端口 102和包络跟踪级18断开连接,从放大器100中去除输入信号I。而且在步骤400中,将包络信号V_、第一偏置电压Vblasl和第二偏置电压Vblas2设定为各自的典型运行值。例如,这些典型运行值可以临近第一晶体管Ml和第二晶体管M2的典型运行电压范围的中心。可以通过针对包络信号乂_选择一个值,然后调节第一静态偏置电压VbiasljJ和第二静态偏置电压V bias2 0,来设定第一偏置电压Vbiasl和第二偏置电压Vblas2的值。具体地,包络信号V-的典型运行值可以临近由包络跟踪级18供给的电压范围的中心。在一个示例中,由包络跟踪级18供给的最大电压可以是5V,并且包络信号的典型运行值可以是3.6V。此外,在步骤400中,将第二电阻元件RjP第四电阻元件R 4的电阻(其是可变的)设定为临近它们各自的电阻范围的中心。
[0081 ] 在步骤405中,测量来自电源的由放大器100或由第一晶体管Ml和第二晶体管M2的共源共栅布置引入的静态电流,并将该静态电流与静态电流的目标值进行比较。静态电流的这一目标值可以临近第一晶体管Ml或第二晶体管M2可接受的电流的典型运行范围的中心。在一个示例中,静态电流的目标值可以是50mA。
[0082]在步骤410中,调节第四电阻元件R4的电阻,从而调节等式(2)的第二常数S2,并因此调节第二偏置电压Vblas2,以将静态电流调节到其目标值。
[0083]在步骤415中,将包络电压Venv升高到比在步骤4
当前第3页1 2 3 4 5 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1