在發射器中控制電路的方法和系統的製作方法

2023-06-19 01:39:26

專利名稱：在發射器中控制電路的方法和系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及功率放大器，更具體地說，涉及一種用於減小發射器中電壓 駐波比的方法和系統。
背景技術：
無線系統中的功率放大電路通常是大信號裝置。在無線區域網(WLAN)系 統中，例如，功率放大器(PA)電路以介於10dBm到20dBm之間的平均功率、 大約20到30dBm的峰值功率發射輸出信號。在這樣的WLAN系統中，可能使 用多種類型的調製方案，例如從二進位相移鍵控(BPSK)到512級(level)正 交幅度調製(512-QAM)，因而輸出功率變化很大，使得峰值功率與平均功率的 比值也很大，例如10dBm到15dBm。功率放大器的功率輸出會受到天線阻抗的影響。設計適當的功率放大器 其輸出阻抗與天線的阻抗相匹配。如果因為某些原因使天線阻抗發生變化， 將導致信號在功率放大器天線處發生反射，也就是通常所說的電壓駐波比 (VSWR)。當VSWR大於1時，由於增益控制電路試圖補償反射信號所帶來的輸 出電壓波動，放大器的輸出功率會發生變化。目前用於減小VSWR的一個解決 方案是採用外部離散定向耦合器。當功率放大器與其它RF發射器電路(諸如數模轉換器(DAC)、低通濾波器 (LPF)、混頻器和RF可編程增益放大器(RFPGA))集成在一個集成電路(IC)中 時，功率放大器電路性能所受到的限制將進一歩加劇。然而，由於存在在單 個工C中集成更多的功能的緊迫需求，隨之而來的半導體器件數量的增加，將 推動半導體製造技術朝向減小半導體器件尺寸的方向發展，這些特別的半導 體製造技術將給集成功率放大器電路的性能帶來更多的限制。例如，利用65nm CMOS工藝將限制輸入功率(PA為之提供線性輸出功率放大)的範圍。WLAN標4準(如IEEE 802. 11)中規定的AM-AM和或AM-PM失真度的要求將排除利用例如 65nm CMOS工藝製造出的功率放大器以高輸出功率發射的輸出信號。比較本發明後續將要結合附圖介紹的系統，現有技術的其它局限性和弊 端對於本領域的普通技術人員來說是顯而易見的。發明內容本發明涉及用於減小發射功率或發射功率控制環路上電壓駐波比的方法 和系統。根據本發明的一方面，提供一種在發射器中控制電路的方法，包括使用 電阻對集成在晶片上的功率放大器的輸出功率進行校準，其中所述電阻用於 模擬從外部連接到所述功率放大器的天線的阻抗。作為優選，所述方法還包括基於在所述功率放大器輸入端檢測到的電壓 來控制所述功率放大器的輸出功率。作為優選，所述方法還包括檢測所述功率放大器輸入端的電壓。作為優選，所述方法還包括檢測與所述功率放大器的輸入端相連的功率 放大器驅動器輸出端的電壓。作為優選，所述方法還包括基於在所述功率放大器的輸入端之前檢測到 的所述電壓來控制所述功率放大器的輸出功率。作為優選，所述方法還包括在所述功率放大器輸入端之前的發射通道中 一個或多個位置處檢測一個或多個電壓值。作為優選，所述方法還包括基於所檢測到的一個或多個電壓值生成增益值。作為優選，所述方法還包括基於所生成的增益值控制所述功率放大器的 輸出功率。作為優選，所述方法還包括選擇所述功率放大器的反向隔離增益，以減 少電壓駐波比(VSWR)影響。作為優選，所述方法還包括在進行所述校準時，所述天線與所述功率放 大器之間的連接斷開。作為優選，所述電阻集成在所述晶片上。作為優選，所述電阻集成在與所述發射器相連的發射/接收開關中。 作為優選，所述電阻從外部連接到所述晶片。根據本發明的另一方面，提供一種在發射器中控制電路的系統，包括 晶片中的一個或多個電路，其使用電阻對集成在晶片上的功率放大器的輸出功率進行校準，所述電阻用於模擬從外部連接到所述功率放大器的天線的阻抗。作為優選，所述一個或多個電路基於在所述功率放大器輸入端檢測到的 電壓來控制所述功率放大器的輸出功率。作為優選，所述一個或多個電路檢測所述功率放大器輸入端的電壓。作為優選，所述一個或多個電路檢測與所述功率放大器的輸入端相連的 功率放大器驅動器輸出端的電壓。作為優選，所述一個或多個電路基於在所述功率放大器的輸入端之前檢 測到的所述電壓控制所述功率放大器的輸出功率。作為優選，所述一個或多個電路在所述功率放大器輸入端之前的發射通 道中一個或多個位置處檢測對應的一個或多個電壓值。作為優選，所述一個或多個電路基於所檢測到的一個或多個電壓值生成 增益值。作為優選，所述一個或多個電路基於所生成的增益值控制所述功率放大 器的輸出功率。作為優選，所述一個或多個電路選擇所述功率放大器的反向隔離增益， 以減少電壓駐波比(VSWR)影響。作為優選，在進行所述校準時，所述天線與所述功率放大器之間的連接作為優選，所述電阻集成在所述晶片上。作為優選，所述電阻集成在與所述發射器相連的發射/接收開關中。 作為優選，所述電阻從外部連接到所述晶片。根據本發明的又一方面，提供一種在發射器中控制電路的方法，包括使 用一個或多個片上電壓檢測器對集成在晶片上的功率放大器的輸出功率進行 校準，其中所述一個或多個片上電壓檢測器與下列器件中的一個或多個相連所述功率放大器的輸入端；位於所述發射器的發射通道(chain)中所述功率放大器輸入端之前的一 個級。作為優選，所述方法還包括所述一個或多個片上電壓檢測器相應地檢測 一個或多個電壓值。作為優選，所述方法還包括基於所述檢測的一個或多個電壓值生成增益值。作為優選，所述方法還包括基於所生成的增益值控制所述功率放大器的 輸出功率。本發明的各種優點、各個方面和創新特徵，以及其中所示例的實施例的 細節，將在以下的描述和附圖中進行詳細介紹。


下面將結合附圖及實施例對本發明作進一步說明，附圖中 圖1A是可用於本發明實施例中的示例性移動終端的示意圖； 圖1B是根據本發明實施例的示例性工和Q發射通道的示意圖； 圖2是根據本發明實施例在發射模式下發射通道輸出級的示意圖； 圖3是根據本發明實施例在校準/接收模式下發射通道輸出級的示意圖； 圖4是根據本發明實施例的功率放大器校準和控制過程示例性步驟的流 程圖。
具體實施方式
本發明涉及在發射器中控制電路的方法和系統。本發明的方案包括使用片上電阻(on-chip)對集成在晶片中的功率放大器輸出功率進行校準，其中當天線未連接上時，所述片上電阻可模擬從外部連接到放大器的天線阻抗。放大器的增益和輸出功率可使用已知電阻和在放大器的輸入端或者在放大器之 前的多個點上檢測到的電壓來確定。當天線連接到發射器時，可使用例如功 率放大器之前的電壓檢測值來控制發射器的輸出功率，以在天線阻抗發生變 化時避免檢測反射波。功率放大器設計成包括反向隔離功能，以減少來自天 線的反向波。圖1A是可用於本發明實施例中的示例性移動終端的示意圖。如圖1A所示，移動終端150包括RF接收器153a、 RF發射器153b、 T/R開關152、數 字基帶處理器159、處理器155、功率管理單元(PMU) 161和存儲器157。 天線151可以連接到T/R開關152。當T/R開關152置於"R"或接收時，天 線151與RF接收器153a連接，當T/R開關152置於"T"或發射時，天線151 與RF發射器153b連接。RF接收器153 a包括適當的邏輯、電路和或代碼，用於處理接收到的RF 信號。RP接收器153a能夠接收各種無線通信系統(例如藍牙、WLAN、 GSM 和/或CDMA系統)所使用的各個頻段的RF信號。數字基帶處理器159包括適當的邏輯、電路和/或代碼，用於處理基帶頻 率信號。有關這一點，數字基帶處理器159可對從RF接收器153a接收到的 信號進行處理和/或對將要發送到RF發射器153b的信號(以通過無線傳輸媒介 向外發送)進行處理。基於被處理信號中的信息，數字基帶處理器159還可以 向RF接收器153a和RF發射器153b提供控制信號和/或反饋信息。數字基帶 處理器159可以將被處理信號中的信息和/或數據傳送給處理器155和/或存儲 器157。此外，數字基帶處理器129可以從處理器155和/或存儲器157接收 信息，對其進行處理並發送給RF發射器153b，以通過無線傳輸媒介向外發 送。RF發射器153b包括適當的邏輯、電路和/或代碼，用於處理將要向外發 送的RF信號。RF發射器153b能夠發送各種無線通信系統(例如藍牙、WLAN、 GSM和/或CDMA系統)所使用的各個頻段的RF信號。處理器155包括適當的邏輯、電路和/或代碼，用於為移動終端150進行 控制和/或進行數據處理操作。處理器155可用於控制RF接收器153a、 RF發射器153b、數字基帶處理器159和/或存儲器157中的至少一部分。有關這一 點，處理器125可以產生至少一個用於控制移動終端150內部操作的信號。存儲器157包括適當的邏輯、電路和/或代碼，用於存儲移動終端150使 用的數據和/或其它信息。例如，存儲器157可用於存儲經數字基帶處理器159 和/或處理器155所生成的處理後的數據。存儲器157還可用於存儲信息，如 配置信息，這些信息可用於控制移動終端150中的至少一個模塊的操作。例 如，存儲器157可以包括用於配置RF接收器153a的必要信息，使其能夠接 收適當頻段的RF信號。功率管理單元(PMU)161包括適當的邏輯、電路和或代碼，用於管理移動 終端150內各個組件的功率需求。PMU 161可以生成電池電壓信號Vbat。圖IB是根據本發明實施例的示例性I和Q發射通道的示意圖。如圖IB 所示，發射通道100包括數模轉換器(DAC)105和107，低通濾波器109和111， 有源級(active stage, AS)113、 115、 123，同相上變頻混頻器117和正交上變 頻混頻器119，加法器120，功率放大驅動器(PAD)125,功率放大器(PA)127， 發射/接收(T/R)開關129以及天線133。同相通道包括DAC 105、 LPF 109、 AS 113以及同相上變頻混頻器117。正交通道包括DAC 107、 LPF 111、 AS 115 以及正交上變頻混頻器119。圖IB所示的極化(polar)發射器100是圖1A 中的RF發射器153b的一種具體實施方案。DAC 105包括適當的邏輯、電路和或代碼，用於將數位訊號轉換為模擬 輸出。DAC 105用於接收輸入信號，即同相數字中頻信號101。該輸入信號可 包含用來表示數字值的一個或多個比特。輸入數位訊號可以是基帶信號，基 於調製類型可將該基帶信號映射到星座點。所映射的星座點可由模擬信號振 幅來表示。由模擬信號振幅表示的比特的數量數或字符可以基於調製類型來 確定。DAC 105能夠產生模擬輸出信號，該模擬輸出信號將傳送到低通濾波 器109的輸入端。DAC 107與DAC 105基本相同。DAC 107能夠從基帶處理 器135接收輸入信號103，相應地產生模擬信號並傳送到低通濾波器111的輸 入端。LPF 109包括適當的邏輯、電路和或代碼，用於選擇截止頻率，其中LPF109可以衰減頻率高於截止頻率的輸入信號分量(component)的振幅；而使 頻率低於截止頻率的輸入信號分量的振幅得以"通過"或不衰減，或雖然對其進 行衰減，但衰減的程度低於對頻率高於截止頻率的輸入信號分量所進行的衰 減。在本發明的各個實施例中，LPF 109可以是無源(passive)濾波器，諸如使 用電阻、電容和或電感元件構成；也可以是有源(active)濾波器，諸如使用運 算放大器來實現。LPF 111與LPF109基本相同。LPF 111能夠從DAC 107接 收模擬輸入信號，相應地產生低通濾波信號並傳送到有源級115的輸入端。AS 113包括適當的邏輯、電路和或代碼，使得能夠衰減輸入信號以生成 衰減的輸出信號。AS 113產生的衰減量，例如以dB計量，可以基於輸入控 制信號來確定，該控制信號可以由處理器155(如圖1A中所示)生成。AS 113 能夠接收LPF 109產生的輸出信號。AS 113能夠產生經增大(applied gain) 或衰減的輸出信號並將其傳送給同相上變頻混頻器117。 AS 115與AS 113基 本相同。AS 115的輸入可連接到低通濾波器111的輸出端，且AS 115的輸出 端連接到混頻器119的輸入端。同相上變頻混頻器117包括適當的邏輯、電路和或代碼，能夠通過對輸 入信號進行調製來生成RF信號。同相上變頻混頻器117可利用輸入本振信號 L0117對輸入信號進行調製。調製後的信號即為RF信號。發射器同相上變頻 混頻器117可以產生載波頻率與本振信號L0117頻率近似的RF信號。同相 上變頻混頻器117能夠接收有源級113生成的輸出信號，並生成輸出信號傳 送給加法器120。正交上變頻混頻器119與同相上變頻混頻器117基本相同。 正交上變頻混頻器119的輸入連接到加法器120的輸入。加法器120包括適當的邏輯、電路和或代碼，用於接收模擬輸入信號並 生成輸出信號，而該輸出信號是進入加法器的信號的和。加法器120能夠接 收同相上變頻混頻器117和正交上變頻混頻器119生成的輸出信號，生成信 號121。AS 123包括適當的邏輯、電路和或代碼，使得能夠衰減輸入信號以生成 衰減的輸出信號。AS 123產生的衰減量，例如以dB計量，可以基於輸入控 制信號來確定，該控制信號可以由處理器155(如圖IA中所示)生成。AS 123能夠接收加法器120產生的輸出信號。AS 113能夠產生經增大或衰減的輸出 信號並將其傳送給PAD125。PAD 125包括適當的邏輯、電路和或代碼，用於接收模擬輸入信號、生 成用於驅動功率放大器的輸出信號。PAD 125可以接收輸入的控制信號，該 控制信號可由處理器155生成。接收到的控制信號可用來設定PAD 125的增 益量或衰減量。PAD 125能夠接收AS 123生成的輸出信號。PAD 125能夠產 生輸出信號並傳送給PA127。PA 127包括適當的邏輯、電路和或代碼，能夠放大輸入信號以生成具有 足夠信號功率(例如以dBm計量)的發射信號，以通過無線通信媒介向外發送。 PA 127可以接收輸入的控制信號，該控制信號可由處理器155生成。接收到 的控制信號可用來設定PA 127的增益量或衰減量。發射/接收(T/R)開關129包括適當的邏輯、電路和或代碼，用於在發射通 道100和RF接收器之間切換天線133。天線133包括用於發射或接收RF信 號的適當電路。基帶處理器135包括適當的邏輯、電路和或代碼，使得能夠處理包含在 輸入基帶信號中的二進位數據。基帶處理器135與圖1A中所示的數字基帶處 理器159基本相同。基帶處理器135可執行對應於適用的協議參考模型(PRM) 中一層或多層的處理任務。例如，基帶處理器135可執行物理(PHY)層處理、 層l(Ll)處理、介質訪問控制(MAC)層處理、邏輯鏈路控制(LLC)層處理、層 2(L2)處理和或基於輸入二進位數據執行高層協議處理。基帶處理器135執行 的處理任務可稱為數字域內的處理。基帶處理器135還可以基於對輸入二進 制數據的處理而生成控制信號。在操作過程中，基帶處理器135可以生成包含比特序列的數據，以通過 無線通信媒介向外發送。基帶處理器135可以生成用於配置RF發射通道100 的控制信號，以便使用特定的調製類型發送數據。基於特定的調製類型，基 帶處理器可以發送一部分數據(同相基帶(IBB)信號)到DAC 105，發送另一部 分數據(正交基帶(QBB)信號)到DAC 107。 DAC 105可接收比特序列並產生包 含符號序列的模擬信號。由單個字符表示的比特的數量可以基於特定的調製ii類型來確定。DAC 107同樣也可生成模擬信號。DAC 105和DAC 107生成的模擬信號可能會包含不想要的頻率成分。LPF 109和LPF 111分別可以衰減DAC 105和DAC 107所生成信號中的這些不想 要頻率成分的信號振幅。基帶處理器135可對同相上變頻混頻器117進行配 置，選擇適當的本振L0117信號頻率，以便對來自LPF 109的濾波信號進行 調製。來自同相上變頻混頻器117的調製信號輸出包括I分量RF信號。基帶 處理器135同樣可對正交上變頻混頻器119進行配置，以便根據來自LPF 111 的濾波信號生成Q分量RF信號。這些信號通過位於兩個混頻器117和119 輸出端的加法器120進行加法操作，從而生成複合調製信號。AS 123可以對正交複合RF信號進行放大，其中AS 123所提供的放大倍 數可以基於基帶處理器135生成的控制信號來設定。PAD 125可以對AS 123 生成的信號進行第二級放大，而PA 127對PAD 125生成的信號進行第三級放 大。當T/R開關129設置在"T"或發射模式時，來自PA 127的放大信號可以 通過發射天線133發送到無線通信媒介中。圖2是根據本發明實施例在發射模式下發射通道輸出級的示意圖。如圖2 所示，發射通道200包括有源級(active stage) 205、增益控制模塊207、 PAD 209、電壓檢測器213、 219、 239和241、 PA 215、帶有負載電阻225的T/R 開關223以及天線221。負載電阻225的阻值設計成與天線221的阻抗及PA215 的輸出阻抗相匹配，例如50Q。有源級205包括適當的邏輯、電路和/或代碼，使得能夠衰減輸入信號以 生成經衰減的輸出信號，其中所衰減的量，例如以dB計量，可以基於輸入控 制信號來確定。有源級205能夠接收基帶模擬級(如圖1B中所示)生成的輸出 信號。有源級能夠生成經增大(applied gain)或衰減的輸出信號並將其傳 送給PAD 209。PAD 209包括適當的邏輯、電路和/或代碼，用於接收模擬輸入信號、生 成用於驅動功率放大器的輸出信號。PAD 209可以從增益控制模塊207接收控 制信號作為輸入信號，以設定PAD 209的增益量或衰減量。PAD 209能夠接收 有源級205生成的輸出信號243。 PAD 209能夠產生輸出信號並傳送給PA 215。PA215包括適當的邏輯、電路和/或代碼，能夠放大輸入信號生成具有足 夠信號功率(例如以dBm計量)的發射信號，以通過無線通信媒介向外發送。 PA 215可以從增益控制模塊207接收控制信號作為輸入，以便設定PA 215的 增益量或衰減量，並生成輸出信號傳送到發射/接收(T/R)開關223。發射/接收(T/R)開關223包括適當的邏輯、電路和/或代碼，用於在發射 通道100和RF路徑之間切換天線133。天線221包括用於發射或接收RF信號 的適當電路。電阻225可以集成在T/R開關223中。電壓檢測器213、 219、 239和241可包括適當的邏輯、電路和/或代碼， 用於檢測信號的電壓電平。在本發明的一個實施例中，電壓檢測器213、 219、 239和241包括包絡檢測器。在圖2中電壓檢測器239和241為虛線框，表示 這兩處是多個電壓檢測器的可選安裝位置，並且還可以是電壓檢測器213和 219以外的其他電壓監測器。電壓檢測器213、 219、 239和241能夠感應到電 壓電平，並生成信號發送給增益控制模塊207。在操作過程中，當處於發射模式時，發射通道200嘗試接收模擬輸入信 號201，並對該信號增加適當的增益以使天線221的發射功率達到所需的水平。 輸入信號201可以傳送到有源級205，並提供增益或衰減，其水平由增益控制 模塊207發出的增益控制信號231確定。有源級205的輸出信號傳送給PAD 209。 PAD 209提供增益或衰減，其水平由增益控制模塊207發出的增益控制 信號229確定。PAD 209的輸出信號211傳送給PA 215。電壓檢測器213檢 測出輸出信號211的電壓，並傳送給增益控制模塊207。 PA 215提供增益或 衰減，其水平由增益控制模塊207發出的增益控制信號227確定。PA 215的 輸出阻抗可以設計成與天線221的阻抗相匹配，例如50Q，以避免輸出信號 217在天線處被反射。電壓檢測器219檢測出PA 215的電壓輸出217，並傳 送給增益控制模塊207。 PA 215的輸出信號217傳送到開關223的輸入端。 開關223可將天線221連接到發射通道200或接收通道。在發射模式下，開 關223將天線221連接到發射通道200，使得從PA 215接收到的輸出信號217 可能通過天線向外發射。增益控制模塊207可以從電壓檢測器213、 219、 239和241接收電壓信號，並可生成增益控制信號227、 229、 231和245。通過將輸出信號217的電 壓與輸出信號211的電壓進行比較，可以確定PA215的增益。但是，在天線 221的阻抗不是恆定的情況下，如當其受到觸摸或旁邊放置有物體時，由於 PA 215的輸出阻抗與天線221的阻抗不匹配，前向信號235將遭遇反射。在 阻抗不匹配的情況下，當反射信號237到達PA 215，其與前向信號235之間 存在一個相位差，使得這兩個信號相互構成增強性(constructively)幹擾， 使得電壓檢測器219檢測到的輸出信號217的電壓錯誤地偏高。同樣，反射 信號237到達PA 215，其與前向信號235存在相位差，使得信號之間出現減 弱性(destructively)幹擾，導致電壓檢測器219檢測到的輸出信號217的 電壓錯誤地偏低。現有技術的RF發射器中，由於信號反射引起的電壓變化會導致發射通道 的輸出功率出現較大的改變。現有技術中也會使用定向耦合器。定向耦合器 僅檢測前向波而忽略反射波。如果定向耦合器的輸出與電壓(包絡)檢測器連 接，則測到的輸出將不受天線反射的影響。但是，在感興趣的頻率上定向耦 合器通常尺寸太大，以至於無法將其集成到矽襯底上，因此需要外部組件， 使得成本和尺寸都增大。在本發明中，通過利用第二電壓檢測器，例如設置在PAD 209和PA215 之間的電壓檢測器213，可以減輕輸出功率改變大的現象。第二電壓檢測器可 以放置在PA 215之前的任意一級。PA 215可以設計成具有高的反向隔離度， 如CMOS中的共發共基放大器(cascode)設計，以降低反向信號的增益。採用 這種方式，輸出信號211的電壓可以與反射波隔離，增益控制模塊可以更準 確地控制發射通道200的增益。圖3是根據本發明實施例在校準/接收模式下發射通道輸出級的示意圖。 如圖所示，在校準/接收模式下，發射通道300包括有源級(active stage) 305、 增益控制模塊307、 PAD 309、電壓檢測器313、 319、 337和339、 PA 315、 帶有負載電阻325的T/R開關323以及天線321，這些組件與結合圖2中所描 述的有源級205、增益控制模塊207、 PAD 209、電壓檢測器213、 219、 239 和241、 PA 215、 T/R開關223、負載電阻225以及天線221基本相同。在本發明的一個實施例中，電壓檢測器313、 319、 337和339包括包絡檢測器。由基帶模擬級(如圖1B所示)生成的測試信號301可傳送到有源級305的 輸入端。增益控制模塊307的輸出可連接到有源級305的另一個輸入端。有 源級305的輸出端連接到PAD 309的輸入端。PAD 309的輸出端連接到PA 315 的輸入端。電壓檢測器313的一端連接到PAD 309的輸出，電壓檢測器313 的另一端連接到增益控制模塊307的輸入端。增益控制模塊307的輸出連接 到PA 315的另一輸入端。PA 315的輸出連接到開關323。電壓檢測器319的 一端連接到PA315的輸出，電壓檢測器319的另一端連接到增益控制模塊307 的輸入。電壓檢測器337的一端連接到有源級305的輸出，電壓檢測器337 的另一端連接到增益控制模塊307。電壓檢測器339的一端連接到有源級305 的輸入端，電壓檢測器339的另一端連接到增益控制模塊307。 T/R開關323 將天線321連接到接收通道，將發射通道300連接到負載電阻325。在操作過程中，當在校準/接收模式下，發射通道300能夠接收由基帶模 擬級(如圖1B所示)生成的測試信號301，為該信號提供所需的增益，並檢測 信號301、 311、 317和335的電壓。測試信號301被傳送到有源級305。有源 級305接收測試信號301，並提供增益或衰減，其水平由增益控制模塊307發 出的增益控制信號331確定。有源級305的輸出信號傳送給PAD 309。PAD 309 提供增益或衰減，其水平由增益控制模塊307發出的增益控制信號329確定。 PAD 309的輸出信號311傳送給PA 315。電壓檢測器313檢測出輸出信號311 的電壓，並傳送給增益控制模塊307。 PA 315提供增益或衰減，其水平由增 益控制模塊307發出的增益控制信號327確定。PA 315的輸出阻抗可以設計 成與天線221的阻抗相匹配，例如50Q，以避免輸出信號317在天線處被反 射。電壓檢測器319檢測出PA 315的電壓輸出317，並傳送給增益控制模塊 307。 PA 315的輸出信號317傳送到開關323。開關223可將發射通道200連 接到天線321或負載電阻325。在校準/接收模式下，開關323將發射通道300連接到負載電阻325，將 天線321連接到接收通道。採用這種方式，例如可以在系統啟動時，使用負 載電阻325所給定的負載阻抗，相對於天線321的阻抗不恆定特性(由於天線321受到觸摸或天線321附近有物體存在而引起天線阻抗變化)，對發射通道 300進行校準。當已知的測試信號301進入具有已知負載阻抗(負載電阻325) 的發射通道300時，通過比較電壓檢測器319和313檢測到的電壓，增益控 制模塊307可以對PA 315的增益進行準確校準。在本發明的另一個實施例中，相對於負載電阻325，在發射通道300連接 到天線時進行校準。增益校準與使用負載電阻325進行校準的情況相似，只 是T/R開關設置到"T"或發射模式(天線連接到發射通道300)。圖4是根據本發明實施例的功率放大器功率檢測器增益校準和控制過程 示例性步驟的流程圖。如圖4所示的流程圖400，在開始步驟401之後，在 步驟403中開始進行增益校準。在步驟405， T/R開關323切換到負載電阻325 上，使得阻抗為已知值，以便對PA 315進行校準。在步驟407，電壓檢測器 313和319分別對輸出電壓311和317進行檢測。在步驟409，從檢測到的輸 出電壓311和317確定出PA 315的增益。在步驟411， T/R開關323切換到 天線321將發射通道300設置為發射模式。輸入信號201傳送給發射通道200。 在步驟413，增益控制模塊207對有源級205、 PAD 209和PA 215的增益進行 設置，以獲得所需的輸出功率。在步驟415，電壓檢測器213檢測輸出信號 211的電壓，用於監控PA的輸出功率，從而不受從天線221反射回PA的信 號(因天線221阻抗變化導致)的影響。在歩驟417，如果需要改變輸出功率， 流程返回413。如果不需要改變輸出功率，流程可到結束步驟419。在本發明的一個實施例中，描述了利用片上電阻325對集成在晶片上的 功率放大器15的輸出功率進行校準的方法和系統，其中當天線未連接上時， 片上電阻可模擬從外部連接到放大器的天線321的阻抗。放大器315的增益 和輸出功率可使用已知電阻和在放大器的輸入端或者在放大器之前的多個點 上檢測到的電壓來確定。當天線321連接到發射器300時，可使用功率放大 器315之前的電壓檢測值來控制發射器的輸出功率，以在天線阻抗發生變化 時避免檢測反射波。功率放大器315可以設計成包括反向隔離功能，以減少 來自天線321的反向波。在本發明的另個實施例中，可以利用天線321，通過 檢測放大器315輸入端和放大器315輸入端前級處的電壓來校準功率放大器16315的輸出功率。本發明的一些實施例可以包括存儲有電腦程式的計算機可讀存儲器， 其中該電腦程式具有至少一個用於在網絡中傳輸信息的代碼段，當該至少 一個代碼段被計算機執行時，能夠使該計算機執行上述的一個或多個步驟。本發明可以通過硬體、軟體，或者軟、硬體結合來實現。本發明可以在 至少一個計算機系統中以集中方式實現，或者由分布在幾個互連的計算機系 統中的不同部分以分散方式實現。任何可以實現所述方法的計算機系統或其 它設備都是可適用的。常用軟硬體的結合可以是安裝有電腦程式的通用計 算機系統，通過安裝和執行所述程序控制計算機系統，使其按所述方法運行。 在計算機系統中，利用處理器和存儲單元來實現所述方法。本發明的實施例可作為板級產品(board level product)來實施，如單個芯 片、專用集成電路(ASIC)、或者作為單獨的部件以不同的集成度與系統的其 它部分一起集成在單個晶片上。系統的集成度主要取決於速度和成本考慮。 現代處理器品種繁多，使得能夠採用目前市場上可找到的處理器。選擇性的， 如果處理器可用作ASIC核心或邏輯模塊，則目前市場上可找到的處理器可以 作為ASIC器件的一部分，帶有各種功能的固件。本發明還可以通過電腦程式產品進行實施，所述程序包含能夠實現本 發明方法的全部特徵，當其安裝到計算機系統中時，通過運行，可以實現本 發明的方法。本申請文件中的電腦程式所指的是可以採用任何程序語言、 代碼或符號編寫的一組指令的任何表達式，該指令組使系統具有信息處理能 力，以直接實現特定功能，或在進行下述一個或兩個步驟之後，a)轉換成其它 語言、編碼或符號；b)以不同的格式再現，實現特定功能。本發明是通過幾個具體實施例進行說明的，本領域技術人員應當明白， 在不脫離本發明範圍的情況下，還可以對本發明進行各種變換及等同替代。 另外，針對特定情形或具體情況，可以對本發明做各種修改，而不脫離本發 明的範圍。因此，本發明不局限於所公開的具體實施例，而應當包括落入本 發明權利要求範圍內的全部實施方式。
權利要求
1、一種在發射器中控制電路的方法，其特徵在於，包括使用電阻對集成在晶片上的功率放大器的輸出功率進行校準，其中所述電阻用於模擬從外部連接到所述功率放大器的天線的阻抗。
2、 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，包括基於在所述功率放大器輸入端檢測到的電壓來控制所述功率放大器的輸出功率。
3、 根據權利要求2所述的方法，其特徵在於，包括檢測所述功率放大器 輸入端的電壓。
4、 根據權利要求3所述的方法，其特徵在於，包括檢測與所述功率放大 器的輸入端相連的功率放大器驅動器輸出端的電壓。
5、 根據權利要求2所述的方法，其特徵在於，包括基於在所述功率放 大器的輸入端之前檢測到的所述電壓來控制所述功率放大器的輸出功率。
6、 一種在發射器中控制電路的系統，其特徵在於，包括 晶片中的一個或多個電路，其使用電阻對集成在晶片上的功率放大器的輸出功率進行校準，所述電阻用於模擬從外部連接到所述功率放大器的天線 的阻抗。
7、 根據權利要求6所述的系統，其特徵在於，所述一個或多個電路基於 在所述功率放大器輸入端檢測到的電壓來控制所述功率放大器的輸出功率。
8、 根據權利要求7所述的系統，其特徵在於，所述一個或多個電路檢測 所述功率放大器輸入端的電壓。
9、 根據權利要求8所述的系統，其特徵在於，所述一個或多個電路檢測 與所述功率放大器的輸入端相連的功率放大器驅動器輸出端的電壓。
10、 一種在發射器中控制電路的方法，其特徵在於，包括使用一個或多 個片上電壓檢測器對集成在晶片上的功率放大器的輸出功率進行校準，其中 所述一個或多個片上電壓檢測器與下列器件中的一個或多個相連所述功率放大器的輸入端；位於所述發射器的發射通道(chain)中所述功率放大器輸入端之前的一個級。
全文摘要
本發明涉及一種在發射器中控制電路的方法和系統，可以減小發射器中的電壓駐波比。本發明的方案包括使用電阻對集成在晶片中的功率放大器輸出功率進行校準，其中當天線未連接上時，所述電阻可模擬從外部連接到放大器的天線阻抗。放大器的增益和輸出功率可使用已知電阻和在放大器的輸入端或者在放大器之前的多個點上檢測到的電壓來確定。當天線連接到發射器時，可使用例如功率放大器之前的電壓檢測值來控制發射器的輸出功率，以在天線阻抗發生變化時避免檢測反射波。功率放大器設計成包括反向隔離功能，以減少來自天線的反向波。
文檔編號H03F1/56GK101257329SQ200710197190
公開日2008年9月3日 申請日期2007年12月4日 優先權日2006年12月6日
發明者阿里亞·貝扎特 申請人:美國博通公司