移動終端內自動功率控制的參考信號的附加調整的製作方法

2023-05-26 14:17:51

專利名稱：移動終端內自動功率控制的參考信號的附加調整的製作方法
技術領域：
及背景本發明通常涉及在諸如移動發射機的模擬前端中使用的自動功率控制(APC)電路的領域。尤其涉及集成在移動發射機模擬前端中的閉環功率控制電路的不同實施例以及相應的方法，用於通過執行APC環的參考信號的附加調整來控制在集成於該移動RF發射機內的可變增益功率放大器的輸出埠處要發射的RF信號的輻射功率電平。
在近幾年中，對應用於無線通信設備中的高效功率控制電路的需求日益增高。在閉環功率控制中的一項關鍵任務就是模擬電路的設計，該電路被集成在無線RF發射機的模擬前端中，用於按時間t來控制要發射的RF信號x(t)的輸出功率Pout。斜坡的斜率太大則引起不希望的頻譜展寬，斜率太低則違背所規定的時間限制。因此，通常由功率放大器(PA)在無線RF發射機的輸出埠提供的所述輸出功率Pout由一個外部控制電壓Vctrl設定。Vctrl與Pout之間的關係通常是非線性的，且受溫度、容差、供電電壓、頻率和PA輸入功率的影響。要實現Pout的足夠穩定性，就需要一個功率控制迴路，雖然一些設計者還在使用諸如通過控制所述PA供電電壓的無反饋原理。這種功率控制迴路典型地包括一個RF檢測器和一個加有來自基帶控制器的輸入信號的迴路放大器。常規功率控制迴路設計的主要區別在於各自應用的RF檢測器，但所述迴路放大器也包括吸引人的設計觀點。
在功率控制迴路設計中的一個重要問題是動態範圍。對於基於GSM的行動電話，最大天線功率為33dBm，最小功率電平為5dBm。所述檢測器動態必須顯著較高，例如大於34dB，它比較接近一個好的二極體檢測器的能力。需要大的動態範圍的另一個原因是，例如在基於TDMA的常規通信系統中，功率放大器在「節電」模式下啟動，在該模式中，所述RF電平由噪聲電平和串音決定。對於GSM系統該電平將低於大約-48dBm，這將導致動態範圍大於70dB。如果將控制電壓Vctrl加在所述功率放大器的控制輸入端，那麼輸出功率Pout就會增加。但是由於有限的檢測器動態，所述迴路不會被鎖定且在該檢測器響應的點可能產生大的超調量。
有兩個問題會使功率控制迴路設計成為一項艱巨的任務。一個是一些功率放大器不是很快速，這意味著加在控制輸入上的一個階躍ΔVctrl與輸出功率的相應變化ΔPout之間可能存在顯著延遲。這會限制所述功率控制迴路的速度並能引起不穩定性。第二個問題是功率放大器和許多檢測器都是非線性電路元件。當一個功率控制迴路由一個理想線性檢測器和一個線性迴路放大器構成時，理想功率放大器將有一個常數斜率dPout/dVctrl，但實際上dPout/dVctrl是控制電壓Vctrl的函數，這會產生一個依賴於偏壓的全迴路增益，並使得所述反饋系統的頻率補償變得相當困難。但如果該迴路穩定，那麼所述電路可能對一些功率電平來說太慢。
所述功率放大器是移動發射機的一個組件，它將要發射的RF信號x(t)放大到驅動發射天線所需的必需功率電平Pout。在大多數無線通信系統中，通常由於需要送給天線的的功率(輸出功率)本身數量非常大，所以所述功率放大器是最大的功耗器。這還不包括該功率放大器內消耗的總功率，只是驅動天線所需的功率數量。該功率放大器消耗的總功率必然要大於所述輸出功率，這是由於總有一些功率消耗在有源器件和外圍電路中。由於所述功率輸出規定本身總是大於RF系統中該塊其餘部分的功耗，且這種功率放大器的功耗將大於所規定的功率輸出，所以該功率放大器無疑為該系統的主要功耗器。
通常，由於要可靠發射被調製的RF信號x(t)需要相當高的功率電平，所以在所述功率放大器中就有大量功率被消耗掉。在許多無線應用中，這种放大器所消耗的功率數量不是關鍵的；只要所發射信號有足夠的功率，就足夠了。但是，在只有有限數量的能量可以使用，而又不足以用於所述發送過程時，就必須使所有設備的功耗最小，以便使能量可使用的時間長度最大化。
當今所使用的功率放大器的不同種類多得無法計算，且它們的範圍從完全線性到完全非線性，以及從非常簡單到異常複雜。在PA術語中，「線性」功率放大器是一種在其輸入與輸出之間呈線性關係的放大器。雖然一個功率放大器可以包括多個按非線性形式(如一個FET在切斷和飽和之間切換的情況)工作的電晶體，但它仍能被認為是線性的。非線性功率放大器的特徵是相當高的效率，而其非線性使所述輸出信號擴展(原因是由於互調產物，尤其是當在本機振蕩器中有許多將引起該功率放大器輸入的擴展的相位噪聲時)。
典型的功率放大器包括幾個串聯級。通常每一級都比前一級更大更強。由於多數靜態電流由那些高功率級引起，這些高功率級對於無線通信所需的低輸出功率電平是不需要的，所以當不需要高功率級時對其旁路的裝置將導致能耗的顯著降低。
由於無線電話靠電池電源工作，所以也希望它們的發射機儘可能有效的工作以節省電源和延長電池的壽命。理想地，對於諸如受UMTS標準約定的那些W-CDMA系統，功率放大器級在其所要求的動態範圍內應能夠有效地、線性地工作。但是，現有技術還不能接近這種理想狀態，且多數無線電話現在還缺乏功率管理。在低功率發送期間，功率被不需要的級聯放大器級所浪費。因此，已有很多嘗試來旁路沒用的級。
在正常工作狀態下，常規無線RF收發信機設備使用一種自動功率控制(APC)電路來控制其放大器級的輸出功率。在大多數RF收發信機中發現的所述APC電路都有一個外部連接，用來與一個線性功率放大器相連。在完成對最終的功率放大器輸出埠處的調製RF信號的功率檢測之後，所述信號被轉換成DC電壓並被反饋給一個可變增益的中頻(IF)級，以便在長時間內保持最終的輸出功率不變。由於所述APC電壓的生成完成得很早，因溫度漂移、工作電壓偏差等引起的所述增益漂移沒有得到該電路的補償。另一種選擇方案是根據最終放大器的驅動功率得出所述APC電壓，並將其饋送至所述RF收發信機的外部APC輸入。該原理是當所述功率放大器變得過驅動時，就會產生反饋到收發信機的APC電路中的一個負電壓。該電壓作為該收發信機發射級中的一種增益控制，於是自動地降低驅動功率(該收發信機的輸出功率)並限制來自於所述過驅動的放大器的畸變。


圖1a所示為根據現有技術的常規APC環100a的示意框圖，其被用於穩定實現RF信號發生器的模擬電路的輸出埠114b』的功率。該電路還能用於執行調幅(AM)。它包括一個頻率合成單元102』(FSU)，一個電源分壓器106」(如定向耦合器)，它將所述調製的RF輸出信號的反射波饋送至寬帶檢測二極體108』；以及一個放大器級112』，其輸出信號被饋送至一個電控衰減器103』，如調幅器級，其包括利用用混合微波集成電路(MIC)技術實現可調電阻的電流控制的PIN二極體。如果所述RF信號發生器被用於頻率掃描應用，那麼通常會用一個外部檢測器(未示出)來保持被測試RF單元的輸入埠上的功率電平恆定。
圖1b所示為在基於EDGE通信環境中的無線通信設備使用的、包括現有技術APC環的QAM發射機100b的示意框圖，用於穩定在QAM發射機100b發射天線110處的RF輸出信號的功率電平Pout。因此，比較器級112加有代表RF輸出信號x(t)的功率Pout的額定功率電平Pref的參考信號Vref，該RF輸出信號的實際輸出功率電平由定向耦合器106』提供並通過寬帶檢測二極體108反饋給所述APC環，該比較器級112的輸出埠與一個可變增益功率放大器105的增益控制輸入埠相連，而該可變增益功率放大器105控制該QAM發射機100b的輸出功率電平Pout。
復值模擬基帶信號xLP(t)(要發射的實值RF帶通信號x(t)的復包絡或等效低通信號)因此可被寫成xLP(t)＝i(t)+j·q(t)＝a(t)·ej.(t) (1)其中i(t)＝Re{xLP(t)}， (1a)q(t)＝Im{xLP(t)}， (1b)a(t):=|xLP(t)|=i2(t)+q2(t),---(1c)]]> 以及j=-1]]>是虛數單位。因此i(t)表示xLP(t)在時域中的同相(I)分量，q(t)表示xLP(t)在時域中的正交(Q)信號，a(t)表示xLP(t)的幅度分量，xLP(t)由x(t)的所述包絡給出，以及(t)表示xLP(t)的相位分量，xLP(t)也是x(t)的相位分量。
i(t)和q(t)分別通過兩個調製器級104a和104b從基帶直接上變換到RF帶，這兩個調製器級由提供正弦波高頻載波信號的本機振蕩器102驅動，該正弦波為
ci(t)≡c(t)＝Ac·cos(2π·fLO·t)，(2a)其中，AC(以 為單位)是所述載波信號ci(t)的振幅係數以及fLO(以GHz為單位)是所述本機振蕩器102提供的載波頻率。希爾伯特變換器104c與上變換混頻器104a的一個輸入埠相連，並提供所述載波信號ci(t)的90度相移，這樣用於正交信號q(t)從基帶直接上變換到RF帶的載波信號由以下給出cq(t):=Accos(2fLOt+2)=-Acsin(2fLOt).---(2b)]]>用xLP(t)(或分別為i(t)和q(t))，要發射的調製RF信號x(t)於是可按以下寫出x(t)=Re{xLP(t)e+j2fLOt}=i(t)ci(t)+q(t)cq(t)]]>=i(t)cos(2fLOt)-q(t)sin(2fLOt)---(3)]]>由於到達一定距離的接收器需要一定的輸出功率電平Pout，所以在發射之前，所得到的RF信號x(t)必須經放大。因此需要一個增益控制功率放大器105。
由於在基於TDMA的通信系統的上行鏈路中所發射信號流的RF功率的脈衝串特性，所以在不同的時隙之間，無線RF發射機的輸出功率必須分別向上傾斜到合適的電平或向下傾斜到零，這樣，所述RF輸出功率Pout在發送期間才能恆定以簡化不同TDMA信道的時分復用。在數據發送開始之前的某個特定時間，所述移動終端將所述發射功率從零升至所需要的輸出功率電平Pout。相應時隙TSi的這部分被稱為「上斜坡」。在達到所需的輸出功率電平Pout之後，數據發送開始。相應時隙TSi的這部分通常被稱為「有用部分」。該TSi的最後部分被稱為「下斜坡」。
目前，用於穩定QAM發射機100b輸出功率電平Pout的這種上斜坡和下斜坡處理是通過根據圖1b中所描述的現有技術的APC電路101來實現的。因此，其上加有代表RF輸出信號x(t)的功率Pout的額定功率電平Pref的參考信號Vref及實際輸出功率電平Pout的比較器器級112的輸出埠與控制所述的輸出功率電平Pout的可變增益功率放大器105的增益控制輸入埠相連。所述實際輸出功率電平Pout或者由直接測量提供(如圖1b所示，其中Pout的一部分通過定向耦合器106』耦合輸出並通過寬帶檢測二極體108反饋給所述APC環101)，或者由間接測量提供(如通過測量所述功率放大器105的供電電流，該供電電流和所述輸出功率Pout成正比)。然後將測量到的與Pout成比例的電壓電平VPD和與所述功率電平Pout成比例的額定電壓電平Vref進行比較。如果所述實際功率電平Pout高於所述參考信號的功率電平Pref，則降低所述可變增益功率放大器105的增益GPA以調整Pout。反之，如果Pout低於Pref，則升高GPA以調整Pout。在「上斜坡」部分期間所述額定功率電平Pref升高，在「下斜坡」部分期間降低，在「有用」部分期間保持穩定。由於所述APC環101根據所述參考信號的功率電平Pref來調整輸出功率電平Pout，所以該輸出功率Pout分別向上或向下傾斜，且在「有用」部分期間保持在預定電平上。
圖2a所示為常規閉環功率控制電路的原理框圖200a，用於穩定在集成可變增益功率放大器105輸出埠發射的調製RF信號x(t)的輻射功率電平Pout，其中，所述常規閉環功率控制電路用現有技術的電流檢測迴路101M(這裡簡稱為電流檢測APC環)實現。該電流檢測APC環100M能有利地應用於裝有補片天線的移動RF發射機。所述電流檢測迴路101M配置了微控制器202(μC)，它的一個輸入埠(2)加有參考信號Vref，該參考信號代表要發射的RF信號x(t)的輸出功率Pout的額定功率電平Pref，另一個輸入埠(1)加有從低歐姆電阻RM上的電壓降URM得到的信號，該電阻作為所述可變增益功率放大器105的電源供電線路中的電流傳感器204，其中，所述電壓降URM與該可變增益功率放大器105的DC供電電流IPA成比例。所述微控制器202輸出埠的功率控制信號經低通濾波被饋送至功率放大器105的第一輸入埠(功率控制輸入埠)。而且，所述電流檢測APC環101M包括一個數位訊號處理裝置201C，用於提供一個參考斜坡信號Vramp作為所述的參考信號Vref。
如圖2b所示，其示出了上述電流檢測APC環200a的技術實現200b，所述微控制器202包括一個運算放大器113用於放大從所述電壓降URM得出的信號，以及一個比較器級112」，它的第一輸入埠加有代表發射的RF信號x(t)的輸出功率Pout的額定功率電平Pref的參考信號Vref，以及第二輸入埠加有從所述電壓降URM得出的信號的一种放大型式。
現有技術簡述US 4,442,407涉及一種用於功率放大器的雙環自動電平控制(ALC)電路。因此，根據比較對應於所加電源電壓幅度加權和的信號和所述最終放大器吸收的電流以及調製信號的振幅得出的誤差信號，由第一ALC環對加在RF放大器最終一級的電源電位進行調製。
US 6,563,385 B2揭示一種方法和裝置，用於調整RF放大器在諸如使用多調製技術和不存在RF信號等變化工作條件的情況下的DC偏壓。因此，為了使被配置用來放大用兩種或多種數據調製技術調製的載波信號的RF放大器的偏壓最優化，偏壓點需要根據被放大的信號是如何調製的來進行動態設置。
US 5,603,106揭示了一種發射功率控制電路，它不受元件頻率依賴性的影響，而且它能被調整用於被選定的所有發送功率電平。該電路包括一個控制數據表，在該表中存儲著某一個監測電壓的數字數據和若干發送功率值，所述監測電壓取決於若干發射頻率值的發射功率電平。
US 6,070,058揭示了一種用於控制輸出功率以避免超出某一特定限度的控制迴路。所述輸出功率控制系統確定總輸出功率何時超過某輸出功率觸發電平，並自動進入一種飽和防範模式，這樣，通過修改閉環功率控制寄存器來減少所述總輸出功率。在該發明的一個實施例中，一個輸出檢測器和一個輸出比較器持續地監測所述輸出功率，且在該發明的另一個實施例中，一個模-數轉換器對輸出功率電平進行採樣。
EP 1 229 664 A1與帶有警報系統的用戶移動終端有關，用於在輻射能量變高且可能傷害用戶大腦的情況。
現有技術缺點上述文獻US 4,442,407、6,563,385、US 5,603,106和US6,070,058都不解決當物體靠近所述終端天線時可能會使正在進行的呼叫斷開這一問題。
在EP 1 229 664 A1中，測量所述發射天線的反射功率，但該文獻沒有揭示用閉環控制來自動調整要發射的RF信號的功率電平。
本發明目的鑑於上述現有技術，本發明的目的在於提供一種功率控制技術和相應的一種自動功率控制(APC)電路，用於穩定要發射信號的功率電平，其中，所述APC電路應能調整輻射功率，這樣正在進行的呼叫例如在所述發射天線與功率放大器不匹配時不會斷開。
通過獨立權利要求的特徵來實現上述目標。優選特徵在從屬權利要求中被定義。
發明概述本發明提出一種例如集成在移動發射機模擬前端中的閉環功率控制電路以及相應的方法，用於通過執行所述APC環的參考信號Vref的附加調整來控制在被集成在所述移動RF發射機中的可變增益功率放大器的輸出埠發射的調製RF信號x(t)的輻射功率電平Pout。因此，在所述發射機的發射天線與所述功率放大器不匹配的情況下，為了不使正在進行的呼叫斷開，建議提高輻射的RF功率Pout。如果有物體非常靠近該終端天線，那麼天線的負載就會發生改變並測量增強的反射信號。在閉環中，這種增強的反射信號與用來計算參考信號Vref的參考斜坡信號Vramp混合，這將會導致所輻射功率增加並防止所述呼叫斷開，所述參考信號代表要發射的該調製RF信號x(t)功率Pout的額定功率電平Pref。
附圖簡述從以下描述、所附權利要求以及附圖中，本發明的特徵、觀點和有用的實施例將變得明顯。因此，圖1a所示為一種模擬RF信號發生器的示意框圖，包括一個現有技術的常規自動功率控制(APC)環，用於穩定在RF信號發生器輸出埠的功率電平Pout，圖1b所示為QAM發射機的示意框圖，包括一個現有技術的自動功率控制(APC)電路，用於穩定在QAM發射機輸出埠的功率電平Pout，圖2a為一框圖，示出常規閉環功率控制電路的原理，該電路根據現有技術實現作為電流檢測迴路(以下稱為電流檢測APC環)，圖2b為一框圖，示出圖2a所示的這種電流檢測APC環的技術實現，圖3a為一框圖，示出根據本發明一個實施例所建議的電流檢測APC環的原理，圖3b為一框圖，示出圖3a所示實施例建議的電流檢測APC環的數字實現，圖3c為一框圖，示出圖3a所示實施例建議的電流檢測APC環的模擬實現，圖4a+b為一個流程圖的兩個部分，示出本發明的一種方法，用於在所述發射機的發射天線與所述功率放大器不匹配的情況下，為了不使正在進行的呼叫斷開而穩定無線通信設備的移動發射機發射的調製RF信號x(t)的功率電平Pout，以及圖4c+d為圖4a+b所示流程圖的兩個部分，示出根據本發明的兩個可選方案的計算參考信號Vref的步驟，該參考信號代表要發射的調製RF信號x(t)的所述RF功率Pout的額定功率電平Pref。
發明詳述下面將詳細闡述圖3a-c和4a-d所示的本發明不同的實施例。圖1a-4d中的附圖標記所表示的所有符號的意義可以從附錄表中查找。
本發明的一個實施例涉及一種閉環功率控制電路，由集成在移動RF發射機300a的模擬前端中的兩個閉環電路101M和101N組成，如圖3a所示，用於穩定在集成在該發射機中的可變增益功率放大器105的輸出埠發射的RF信號x(t)的輻射功率電平Pout。因此，所述功率控制電路101M+N包括一個電流檢測迴路101M，用於補償所述功率放大器105因溫度漂移dT/dt或電池電壓漂移dUbatt/dt所引起的的不穩定性。該電流檢測迴路101M的特徵在於一個集成的微控制器202(μC)，它的一個輸入埠(2)加有參考信號Vref，該參考信號代表要發射的RF信號x(t)的輸出功率Pout的額定功率電平Pref，以及另一個輸入埠(1)加有從低歐姆電阻RM上的電壓降URM得出的信號，該電阻作為所述功率放大器105的電源供電線路中的電流檢測器204，其中，所述電壓降URM與可變增益功率放大器105的DC供電電流IPA成比例。所述微控制器202的輸出信號被饋送至可變增益功率放大器105的第一輸入埠(功率控制輸入埠)。而且，所述功率控制電路101M+N配置一個數位訊號處理裝置201C，用於提供一個用於計算所述參考信號Vref的參考斜坡信號Vramp。在移動RF發射機300a、300b或300c的發射天線110與所述功率放大器105不匹配的情況下，為了防止正在進行的呼叫斷開，所述發射機包括用於進行所述功率控制環的參考信號Vref的附加調整的裝置，尤其是在所述功率放大器105輸出埠處的去耦裝置106(如定向耦合器106』或環形器106」)，用於提供一個代表要發射的RF信號x(t)的反射波的DC反饋信號VPD；功率檢測裝置108，用於檢測所述DC反饋信號VPD的RF功率；以及一個反饋迴路101N，用於將從所述DC反饋信號VPD得出的參考信號Vref饋送至所述比較器級112」的第一輸入埠，以便在天線不匹配的情況下增加所述RF信號x(t)的輻射功率Pout。
如圖3b+c所示，它分別示出上述電流檢測APC環200a的數字實現300b和模擬實現300c，所述微控制器202包括一個運算放大器113，用於放大從所述電壓降URM得出的信號，以及一個比較器級112」，其第一輸入埠加有代表要發射的RF信號x(t)的輸出功率Pout的額定功率電平Pref的參考信號Vref，以及其第二輸入埠加有從所述電壓降URM得出的信號的放大型式。
根據本發明的中心思想，所述反饋迴路101N包括模擬和/或數位訊號處理裝置301a、301b、301b』、301c和302，用於根據檢測的DC反饋信號VPD計算所述參考信號Vref。如圖3c所示，它示出了根據圖3a所示的實施例300a建議的電流檢測APC環101M+N的模擬實現，所述模擬信號處理裝置包括一個乘法器301b，用於將所述DC反饋信號VPD的放大的、模-數轉換的、限幅的以及歸一化的型式K·GOP·VPD與參考斜坡信號Vramp相乘，其中，K是歸一化因子(以V-1為單位)，GOP表示所述反饋迴路101N中運算放大器303的增益係數；以及一個加法元件301a，用於將乘法元件301b的輸出信號Vramp·K·GOP·VPD與所述參考斜坡信號Vramp相加，以便得出所述參考信號Vref。如圖3b所示，它示出了根據圖3a所示的實施例建議的電流檢測APC環101M+N的數字實現，所述數位訊號處理裝置201C包括一個乘法元件301b』，用於將增益係數控制單元301c提供的增益係數χ＝1+K·GOP·VPD與所述參考斜坡信號Vramp相乘，以便得出所述參考信號Vref。
在沒有物體靠近發射機300a(300b、300c)的天線110的情況下，該天線的負載為額定值，且VPD非常小，這樣χ幾乎等於1，所述乘法器301b的輸出信號幾乎為零且Vref幾乎等於Vramp。否則，如果有物體非常靠近天線110，那麼所述天線負載就會發生改變且VPD升高。如果所述運算放大器303的增益係數GOP沒有設置為零，那麼X大於1(由於K＞0)，VPD被所述運算放大器303放大，而且，在VPD超過預定門限值Vthresh的情況下，VPD受到所述限制電平控制單元302的限幅。因此，所述乘法器301b的輸出信號比零大得多且與Vramp相比Vref升高。如圖3a所示，為了調諧所述反饋迴路101N，K、GOP和Vthresh的值能夠由控制單元201單獨進行設置。
本發明的另一實施例(如圖4a-d所示的流程圖所示)涉及一種方法，用於穩定在集成在無線通信設備的移動RF發射機300a、300b或300c中的可變增益功率放大器105的輸出埠發射的調製RF信號x(t)的功率電平Pout，以便在所述發射機300a、300b或300c的發射天線110與所述功率放大器105不匹配的情況下，防止正在進行的呼叫斷開。在完成了對代表所述RF信號x(t)的反射波的DC反饋信號的電壓電平VPD的檢測(S1)之後，便根據參考斜坡信號Vramp和所述DC反饋信號VPD來計算(S1A)代表RF輸出信號x(t)的輸出功率Pout的額定功率電平Pref的參考信號Vref，其中所述參考斜坡信號Vramp由集成在所述發射機中的數位訊號處理裝置201C提供。之後，將獲得的參考信號Vref饋送(S2)至電流檢測迴路101M的反饋鏈路中比較器級112」的第一輸入埠。同時，通過檢測位於可變增益功率放大器105的供電線路上的作為電流檢測器(204)的低歐姆電阻RM上的與所述DC供電電流IPA成比例的電壓降URM，來測量(S3)該功率放大器105的DC供電電流IPA。然後，將從該電壓降URM得出的信號饋送(S4)至所述比較器級112」的第二輸入埠，並與所述參考信號Vref的電壓電平進行比較(S5)。隨後，將與從所述電壓降URM得出的信號和計算出的參考信號Vref之差(URM-Vref)成比例的信號饋送(S6)至該功率放大器105的第一輸入埠(功率控制輸入埠)，這樣，通過將低通濾波的在所述比較器級112」的輸出信號和要發射的、在該可變增益放大器105的第二輸入埠處被放大之前的RF信號x(t)之間的差進行放大，實際功率電平Pout就能被調整(S7)。
根據該實施例的第一可選方案，根據參考斜坡信號Vramp與代表要發射的RF信號x(t)的反射波的前述DC反饋信號VPD計算(S1A)所述參考信號Vref的步驟通過以下步驟實現將DC反饋信號VPD的放大的、模-數轉換的、限幅的以及歸一化的型式K·GOP·VPD與參考斜坡信號Vramp相乘(S1a』)，其中，GOP表示所述反饋迴路101N中運算放大器303的增益係數，K是歸一化因子(以V-1為單位)；以及將乘法步驟(S1a』)的輸出信號Vramp·K·GOP·VPD與所述參考斜坡信號Vramp相加(S1a」)，以便得出所述參考信號VrefVref(VPD，Vramp)＝Vramp+Vramp·K·GOP·VPD＝Vramp·χ (4a)其中χ＝1+K·GOP·VPD·(4b)根據該實施例的第二可選方案，所述計算步驟(S1A)通過以下步驟實現將增益係數控制單元301c提供的如等式(4b)所定義的增益係數χ＝1+K·GOP·VPD與如等式(4a)給出的參考斜坡信號Vramp相乘，以得出所述參考信號Vref，。
最後，本發明的另一實施例涉及包含上述閉環功率控制電路101M+N的移動RF發射機300a、300b或300c。
表所示特徵及其相應的附圖標記
權利要求
1.一種用於控制要在可變增益功率放大器(105)輸出埠處發射的信號(x(t))的輸出功率電平(Pout)的功率控制電路，所述功率控制電路(101M+N)包括一個電流檢測迴路(101M)，含有一個集成的比較器級(112」)，該比較器級的第一輸入埠加有代表輸出功率(Pout)的額定功率電平(Pref)的參考信號(Vref)，其第二埠加有來自被置於可變增益功率放大器(105)的電源供電線路中的電流傳感器(204)的信號，其中，所述比較器級(112」)的輸出信號被饋送至該可變增益功率放大器(105)的功率控制輸入埠，其特徵在於，-功率檢測裝置(108)，用於檢測代表要發射信號(x(t))的反射波的反饋信號(VPD)的功率，以及-一個反饋迴路(101N)，用於將從所述反饋信號(VPD)得出的所述參考信號(Vref)和一個參考斜坡信號(Vramp)饋送至該比較器級(112」)的第一輸入埠，以便在發射天線(110)與所述可變增益功率放大器(105)不匹配的情況下增加所述信號(x(t))的輻射功率(Pout)。
2.根據權利要求1的功率控制電路，其特徵在於，信號處理裝置包括-一個乘法器(301b)，用於將所述反饋信號(VPD)的處理型式(K·GOP·VPD)與參考斜坡信號(Vramp)相乘，-一個加法元件(301a)，用於將乘法元件(301b)的輸出信號(Vramp·K·GOP·VPD)與參考斜坡信號(Vramp)相加，以便得出所述參考信號(Vref)。
3.根據權利要求1的功率控制電路，其特徵在於，數位訊號處理裝置(201C)，包括一個乘法元件(301b』)，用於將增益係數控制單元(301c)提供的增益係數(χ＝1+K·GOP·VPD)與所述參考斜坡信號(Vramp)相乘，以便得出所述參考信號(Vref)，其中，K是歸一化因子(以V-1為單位)，GOP表示所述反饋迴路(101N)中運算放大器(303)的增益係數。
4.根據權利要求1-3中任一項的功率控制電路，其特徵在於，在所述可變增益功率放大器(105)的輸出埠處的去耦裝置(106)，用於提供一個反饋信號(VPD)。
5.根據權利要求4的功率控制電路，其特徵在於，所述去耦裝置(106)用一個定向耦合器(106』)或環形器(106」)實現。
6.一種用於穩定要在可變增益功率放大器(105)的輸出埠處發射的信號(x(t))的功率電平(Pout)的方法，所述方法的特徵在於以下步驟-檢測(S1)代表所述信號(x(t))反射波的反饋信號的電壓電平(VPD)，-根據一個參考斜坡信號(Vramp)和所述反饋信號(VPD)計算(S1A)代表RF輸出信號(x(t))的輸出功率(Pout)的額定功率電平(Pref)的參考信號(Vref)，-將獲得的參考信號(Vref)饋送(S2)至電流檢測迴路(101M)的反饋鏈路中的比較器級(112」)的第一輸入埠，-將代表可變增益功率放大器(105)的DC供電電流(IPA)的信號饋送(S4)至所述比較器級(112」)的第二輸入埠，-將從所述電壓降(URM)得出的信號的電壓電平與所述參考信號(Vref)的電壓電平進行比較(S5)，-將作為從所述電壓降(URM)得出的信號和計算出的參考信號(Vref)之差的函數的信號饋送(S6)至該功率放大器(105)的第一輸入埠，且-通過放大所述比較器級(112」)的輸出信號和要發射的、在該可變增益放大器(105)的第二輸入埠處被放大之前的信號(x(t))之差，對實際功率電平(Pout)進行調整(S7)。
7.根據權利要求6的方法，其特徵在於，計算所述參考信號(Vref)的步驟(S1A)包括以下步驟-將反饋信號(VPD)的處理型式(K·GOP·VPD)與參考斜坡信號(Vramp)相乘(S1a』)，以及-將乘法步驟(S1a』)的輸出信號(Vramp·K·GOP·VPD)與參考斜坡信號(Vramp)相加(S1a」)，以便得出所述參考信號(Vref)。
8.根據權利要求6的方法，其特徵在於，計算所述參考信號(Vref)的步驟(S1A)包括以下步驟將增益係數控制單元(301c)提供的增益係數(χ＝1+K·GOP·VPD)與所述參考斜坡信號(Vramp)相乘(S1b)，以便得出所述參考信號(Vref)。
9.一種無線通信設備，其特徵在於，一種移動RF發射機(300a、300b或300c)，包括根據權利要求1-5中任何一項的功率控制電路(101M+N)。
全文摘要
本發明通常涉及在移動發射機的模擬前端中使用的自動功率控制(APC)電路的領域。尤其涉及一種功率控制電路(101M，101N)及相應的方法，用於通過執行APC環的參考信號(V
文檔編號H03G3/20GK1871791SQ200480031255
公開日2006年11月29日 申請日期2004年9月8日 優先權日2003年10月23日
發明者G·伊特金, A·卡巴諾夫 申請人:索尼愛立信移動通訊股份有限公司