本發(fā)明涉及功率放大器，更具體地，涉及能夠補償功率放大器的非線性輸入電容值的功率放大器控制電路及其方法和功率放大器系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著無線通信系統(tǒng)變得更加復(fù)雜，功率放大器的線性度變得更重要，用于補償功率放大器失真的頻率擴散(spectralre-growth)也具有更多挑戰(zhàn)。圖1示出了由于am-pm失真造成的功率放大器的非線性輸入電容值。如圖1所示，當(dāng)輸入功率增加時，功率放大器的輸入電容值可能會突然下降，功率放大器的效率會變得惡化。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此本發(fā)明提供一種功率放大器的控制電路及其方法和功率放大器系統(tǒng)以解決上述問題。

根據(jù)至少一個實施方式提供了一種功率放大器的控制電路，該控制電路包括：峰值檢測器，用于檢測輸入信號的幅度；至少一個第一比較器，耦接到所述峰值檢測器，用于比較所述輸入信號的幅度和第一閾值，以生成第一比較結(jié)果；第一電流源，耦接到所述第一比較器，用于根據(jù)所述第一比較結(jié)果生成第一電流；至少一個第二比較器，耦接到所述峰值檢測器，用于比較所述輸入信號的幅度和第二閾值，以生成第二比較結(jié)果；第二電流源，耦接到所述第二比較器，用于根據(jù)所述第二比較結(jié)果生成第二電流；以及偏置電路，耦接到所述第一電流源和所述第二電流源，用于根據(jù)所述第一電流和所述第二電流生成偏置電壓至所述功率放大器。

根據(jù)至少一個實施方式提供了一種控制功率放大器的方法，用于補償所述功率放大器的輸入電容值，所述方法包括如下步驟：檢測輸入信號的幅度；比較所述輸入信號的幅度和第一閾值，以生成第一比較結(jié)果；根據(jù)所述第一比較結(jié)果生成第一電流；比較所述輸入信號的幅度和第二閾值，以生成第二比較結(jié)果；根據(jù)所述第二比較結(jié)果生成第二電流；以及根據(jù)所述第一電流和所述第二電流生成偏置電壓以補償所述功率放大器的輸入電容值。

根據(jù)至少一個實施方式提供了一種功率放大器系統(tǒng)，包括：功率放大器；變?nèi)萜?，其中所述變?nèi)萜鞯牡谝还?jié)點耦接到所述功率放大器的輸入端；以及控制電路，用于根據(jù)輸入信號的幅度生成偏置電壓至所述變?nèi)萜鞯牡诙?jié)點，以補償所述功率放大器的輸入電容值。

通過本發(fā)明，可以有效地補償功率放大器的非線性輸入電容值，使得功率放大器的輸入電容值可以更穩(wěn)定，提高功率放大器的效率。

在閱讀各個附圖中例示的優(yōu)選實施例的如下詳細(xì)描述之后本發(fā)明的這些和其他目的對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說無疑將變得顯而易見。

附圖說明

圖1示出了由于am-pm失真造成的功率放大器的非線性輸入電容值。

圖2是根據(jù)本發(fā)明的實施方式例示功率放大器系統(tǒng)的示意圖。

圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式例示控制電路的示意圖。

圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的控制電路的詳細(xì)結(jié)構(gòu)圖。

圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式偏置電壓隨著輸入信號的功率而改變。

圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式當(dāng)偏置電壓隨著輸入信號的功率而改變時變?nèi)萜鞯碾娙葜档淖兓?/p>

圖7是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式用于補償功率放大器的輸入電容值的方法的流程圖。

具體實施方式

在說明書及后續(xù)的權(quán)利要求當(dāng)中使用了某些詞匯來指稱特定的組件。本領(lǐng)域一般技術(shù)人員應(yīng)可理解電子設(shè)備制造商可能會用不同的名詞來稱呼同一組件。本說明書及后續(xù)的權(quán)利要求并不以名稱的差異來作為區(qū)別組件的方式而是以組件在功能上的差異來作為區(qū)別的基準(zhǔn)。在通篇說明書及后續(xù)的權(quán)利要求當(dāng)中所提及的“包含”是開放式的用語故應(yīng)解釋成“包含但不限定于”。此外“耦接”一詞在此是包含任何直接及間接的電氣連接手段。因此若文中描述第一裝置電性連接于第二裝置則代表該第一裝置可直接連接于該第二裝置或通過其他裝置或連接手段間接地連接至該第二裝置。

參照圖2，圖2是根據(jù)本發(fā)明的實施方式例示功率放大器系統(tǒng)200的示意圖。在圖2中，功率放大器系統(tǒng)200包括功率放大器210、兩個變?nèi)萜?varactor)或變?nèi)荻O管(varactordiode)222和224、控制電路230和驅(qū)動器240。在功率放大器系統(tǒng)200的操作中，功率放大器210從驅(qū)動器240接收差分輸入信號vin(射頻信號)以生成差分輸出?？刂齐娐?30被設(shè)置為接收輸入信號vin生成偏置電壓vb，其中偏置電壓vb的電壓電平隨著輸入信號vin功率的改變。在此實施方式中，變?nèi)萜?22和224的第一節(jié)點耦接到功率放大器210的由固定直流電壓進行偏置的輸入端，變?nèi)萜?22和224的第二節(jié)點由控制電路230生成的偏置電壓vb進行偏置。因而，變?nèi)萜?22和224的電容值因應(yīng)于輸入信號vin的功率而改變，以補償功率放大器210的圖1所示的非線性輸入電容值。

參照圖3，圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式例示控制電路230的示意圖。如圖3所示，控制電路230包括衰減器310、峰值檢測器(peakdetector)320、一個或多個上升比較器(risingcomparator)332、可編程電流源334、一個或多個下降比較器(fallingcomparator)342、可編程電流源344和偏置電路350。在控制電路230的操作中，首先，衰減器310衰減輸入信號vin。然后，峰值檢測器320檢測經(jīng)衰減的輸入信號vin的幅度。接著上升比較器332比較輸入信號的幅度與第一閾值，以生成第一比較結(jié)果，可編程電流源334根據(jù)第一比較結(jié)果生成第一電流。下降比較器342比較輸入信號的幅度與第二閾值，生成第二比較結(jié)果，可編程電流源344根據(jù)第二比較結(jié)果生成第二電流。然后，根據(jù)第一電流和第二電流生成輸出電流。最后，偏置電路350對輸出電流執(zhí)行電流-電壓(i-to-v)轉(zhuǎn)換，以生成偏置電壓vb。

更具體地，圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的控制電路230的詳細(xì)結(jié)構(gòu)圖。如圖4所示，輸入信號vin可以包括正輸入信號vin+和負(fù)輸入信號vin-，衰減器310可以由電容分壓器(capacitancedivider)實現(xiàn)，電容分壓器包括兩個電容器c1和c2以及兩個可變電容器c3和c4。峰值檢測器320包括通過電阻器r1和r2由電壓vb1進行偏置的兩個晶體管m1和m2，晶體管m3的漏極電壓vc用于表示輸入信號vin(經(jīng)衰減的輸入信號)的幅度。上升比較器332由晶體管m4至m6實現(xiàn)，上升比較器332比較電壓vc與第一閾值th1，生成第一比較結(jié)果，以控制/調(diào)整可編程電流源334產(chǎn)生的第一電流，其中可編程電流源334包括電流源402和開關(guān)sw1。下降比較器342由晶體管m7至m9實現(xiàn)，下降比較器342比較電壓vc與第二閾值th2，生成第二比較結(jié)果，以通過晶體管m10和m11控制/調(diào)整可編程電流源344產(chǎn)生的第二電流，其中可編程電流源344包括電流源404和開關(guān)sw2。在這個實施方式中，可編程電流源334用于提供第一電流至輸出節(jié)點nc、可編程電流源344用于從輸出節(jié)點nc吸取(sink)第二電流，也就是說，輸出節(jié)點nc可以視為組合器，其通過從第一電流減去第二電流生成輸出電流。輸出節(jié)點nc處的輸出電流在圖4表示為“i+δi”。接著，dc復(fù)制電路(dcreplicacircuit)410用于從輸出電流“i+δi”移除直流電流(例如“i”)。最后，偏置電路350對電流“δi”執(zhí)行電流-電壓轉(zhuǎn)換，生成偏置電壓vb。

在圖4所示的實施方式中，可以設(shè)置第一閾值th1、第二閾值th2和電流源402和404提供的電流，以便對功率放大器210進行合適的輸入電容值補償。例如，第一閾值th1可以是0.5v，第二閾值th2可以是1v，電流源402提供的電流可以是電流源404提供的電流的十倍，當(dāng)輸入信號vin的功率/幅度如圖5所示增加時偏置電壓vb可以具有v型曲線。也就是說，當(dāng)輸入信號vin的功率/幅度增加時，首先輸出電流“i+δi”減少，以降低偏置電壓vb(從點p1到點p2)，然后輸出電流“i+δi”增加，以增加偏置電壓vb(從點p2到點p3)。因此，由于如圖5所示的偏置電壓vb的特殊曲線，當(dāng)輸入信號vin的幅度/功率不斷增加時，變?nèi)萜?22和224的電容值增加(從點p1到點p2)，以補償圖1所示的輸入電容值的下降，然后，變?nèi)萜?22和224的電容值下降(從點p2到點p3)，如圖6所示。其中圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式偏置電壓隨著輸入信號的功率而改變，圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式當(dāng)偏置電壓隨著輸入信號的功率而改變時變?nèi)萜鞯碾娙葜档淖兓?/p>

通過使用上述實施方式，可以自適應(yīng)地控制變?nèi)萜?22和224的電容值，以補償功率放大器210的輸入電容值的非線性(am-pm失真)。因此，功率放大器210的輸入電容值可以更穩(wěn)定，功率放大器210的效率得以提高。

在圖4所示的實施方式中，控制電路230中沒有任何運算放大器，因此功率放大器系統(tǒng)200的帶寬可以增加。此外，由于第一閾值th1、第二閾值th2和電流源402和404提供的電流是可編程的，因而可以為具有不同的非線性輸入電容值曲線的功率放大器設(shè)置許多不同的曲線(例如，點p1至p3的不同位置)。

此外，在圖2至圖4所示的實施方式中，峰值檢測器310用于檢測驅(qū)動器240輸出的輸入信號vin的幅度。然而，在其他實施方式中，峰值檢測器310可以檢測功率放大器210的輸入或檢測功率放大器210的輸出，以生成輸出至上升比較器332和下降比較器342的檢測結(jié)果。這些替代的設(shè)計方式均落入本發(fā)明的范圍內(nèi)。

參照圖7，圖7是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式用于補償功率放大器的輸入電容值的方法的流程圖。參照圖7和上述實施方式，該流程圖例示如下。

步驟700：開始。

步驟702：檢測輸入信號的幅度。

步驟704：比較輸入信號的幅度和第一閾值，生成第一比較結(jié)果。

步驟706：根據(jù)第一比較結(jié)果生成第一電流。

步驟708：比較輸入信號的幅度和第二閾值，生成第二比較結(jié)果。

步驟710：根據(jù)第二比較結(jié)果生成第二電流。

步驟712：根據(jù)第一電流和第二電流生成偏置電壓，以補償功率放大器的輸入電容值。

在本發(fā)明的功率放大器系統(tǒng)中，變?nèi)萜饔糜谘a償功率放大器的輸入電容值的非線性，提供給變?nèi)萜鞯钠秒妷嚎梢曰谂c功率放大器相關(guān)的信號的幅度/功率確定。因此，可以有效地補償功率放大器的非線性輸入電容值。

本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將容易注意到在保持本發(fā)明的教導(dǎo)的同時可以對本發(fā)明的裝置和方法做出大量修改和變化。因此上述公開內(nèi)容應(yīng)當(dāng)被理解為僅由本申請的權(quán)利要求的范圍限制。