分功器的自適應調節的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明主題的實施例涉及放大器，更具體地說，涉及具有可調節分功器以及相位和功率檢測器的放大器。
【背景技術】
[0002]Doherty放大器是通常用于無線通信系統的放大器。當今，例如，Doherty放大器越來越多地被應用于允許無線通信網絡操作的基站中。Doherty放大器適合于在這類應用中使用，這是因為放大器包括了獨立的放大路徑——通常是載波路徑和峰值路徑。這兩個路徑被配置為在不同類操作。更具體地說，載波放大路徑通常在AB類模式操作，而峰值放大路徑被偏置，以便其在C類模式操作。當與平衡放大器進行比較的時候，其在無線通信應用中經常遇到的功率水平處允許改進的放大器的功率增加效率和線性度。
[0003]通常，分功器將輸入信號提供給Doherty放大器中的每個放大路徑。分功器或信號分配器或分配器是已知的，顧名思義，被用于將信號劃分或分配為兩個或更多個具有已知的、預定的幅度和相位關系的信號。
[0004]在Doherty放大器中，通常期望放大器對某個范圍的輸入信號表現出恒定的載波壓縮。此外，期望匹配呈現給載波和峰值放大器的信號的幅度和相位成分，以便實現期望的負載調制，并且載波和峰值放大器的輸出信號根據期望在放大器的輸出處進行結合。
【附圖說明】
[0005]在附圖中，類似的參考符號表示貫穿單獨視圖的相同或功能相似的元素，所述參考符號連同下面詳細說明書被并入和形成部分說明書，根據本發明主題起到進一步說明各種實施例并且解釋各種原則以及優點的作用。
[0006]圖1顯示了包括主路徑或載波路徑和峰值路徑的傳統Doherty放大器排布。
[0007]圖2顯示了具有在反饋回路中被連接到控制器的功率輸出和相移檢測器的雙路徑放大器。
[0008]圖3A和圖3B是分別說明了位于示例放大器中的載波放大器和峰值放大器的增益響應的圖表。
[0009]圖3C是說明了放大器的增益輸出的圖表。
【具體實施方式】
[0010]總體來說，本公開描述了涉及放大器，更具體地說，涉及具有可調節分功器以及相位和功率檢測器的放大器的發明主題的實施例。
[0011]在本公開中，系統的實施例結合Doherty放大器被描述，但應了解，在本公開中，在各種實施例中，Doherty放大器可被可選的雙路徑或多路徑放大器(例如，具有不止兩個放大器路徑的放大器)所取代。
[0012]根據本發明，本公開被提供以在應用的時候以在制造和使用根據本發明的各種實施例的最佳模式的形式進一步解釋。公開還被提供以增強對發明原理及其優點的理解和認識，而不是以任何方式限制本發明的范圍。
[0013]還應了解關系術語的使用，例如第一和第二，頂部和底部等等，如果有的話，被單獨地用于區分一個實體或動作與另一個實體或動作，而不一定需要或暗含在這種實體或動作之間的任何實際的這種關系或順序。
[0014]很多發明功能和很多發明原理最好用集成電路(IC)或在集成電路中實現，其中集成電路包括可能的特定于應用的IC或具有集成處理或控制或其它結構的1C。雖然有可能顯著的努力和例如由可用時間，當前技術和經濟考慮驅動的很多設計選擇，然而當被本公開的概念和原理引導的時候，期望普通技術人員將容易地能夠以最少的實驗產生這樣的IC和結構。因此，為了簡潔和最小化模糊根據本發明下述實施例的原理和概念的任何風險，相對于各種實施例的原理和概念，這樣的結構和IC的進一步討論(如果有的話)將被限于最基本的。
[0015]Doherty放大器被用于很多無線應用中，這是由于該放大器在寬輸出功率范圍內實現了高效率并且可以通過使用各種線性化方案實現期望的線性度。在很多實現中，Doherty放大器包括兩個放大器,載波或主放大器和峰值放大器。在對稱Doherty放大器中，載波和峰值放大器大小相同。當今，對稱Doherty放大器是常用的，但是采用了比載波放大器大的峰值放大器的非對稱Doherty放大器提供了附加的效率提高的可能性。
[0016]在Doherty放大器中，輸入信號在主和峰值放大路徑或電路之間的輸入或分功器處被劃分。劃分的信號隨后由Doherty放大器的主和峰值放大器分離地放大，并在輸出級被結合。當結合主和峰值放大器的輸出的時候，可能期望對Doherty器件的輸入分配器的相位和幅值或衰減做出細微調整，以在放大器的每個路徑的輸出之間提供最優的平衡。為了促進這一調整，放大器(例如Doherty放大器)可包括可以被用于將輸入信號的配置微調到多個路徑(例如主和峰值放大器)中的每一個的可調節功率分配器或分配器。放大器的實施例(例如Doherty放大器)還可包括可調節相位延遲和/或幅值調節，被配置為選擇性地改變放大器的一個或多個路徑的相移和/或幅值。
[0017]圖1顯示了包括主路徑或載波路徑和峰值路徑的傳統Doherty放大器排布10。如圖1所示，分功器12耦合到Doherty放大器10的主路徑或載波路徑14和峰值路徑16。分功器12被配置為將輸入信號(例如，(RFIN)中的射頻)劃分成各自沿著不同放大路徑傳輸的多個信號。每個放大路徑可包括多個衰減器、移相器和/或放大器。在圖1中，分功器12產生兩個輸出信號。
[0018]在一種實現中，分功器12可以包括功率分配器，其具有用于接收輸入射頻信號的輸入18，以及第一和第二分配器輸出。在某些實施例中，當被連接到對稱Doherty放大器的時候，分功器12可將在輸入18處接收的輸入信號劃分或劃分成兩個具有非常相似的相等功率的信號。在其它情況下，然而，分功器12可輸出具有不相等功率的信號。
[0019]分功器12的輸出被連接到主或載波放大器20和峰值放大器22。載波放大器20通過匹配網絡或電路(未顯示)耦合到分功器12的第一輸出。峰值放大器22通過匹配網絡或電路(未顯示)耦合到分功器12的第二輸出。正如本領域普通技術人員根據本發明說明書將了解的，載波和峰值放大器20和22可包含相對較低功率水平放大和相對較高功率水平放大的一個或多個級。
[0020]阻抗變換器或λ /4傳輸線相移兀件24被連接在載波放大器20的輸出和求和或輸出節點之間，峰值放大器22的輸出也耦合到求和節點。在一些實現中，由元件24引入的相移通過存在于由相移元件26引入的路徑16上的90度相對相移而被補償。
[0021]阻抗網絡，包括阻抗28，起到將適當的負載阻抗呈現給每個載波放大器20和峰值放大器22的作用。輸出負載30 (例如，50歐姆)被連接到載波放大器20和峰值放大器22的輸出。
[0022]放大器10被配置為使得載波放大器20給低電平輸入信號提供放大，并且放大器20和22 二者相結合操作以給高輸入電平的信號提供放大。在一個實現中，載波放大器20被配置為放大從主路徑14接收的信號，而只有當放大器的輸入信號超過預定閾值(轉換點α )，峰值放大器22才被配置為放大從峰值路徑16接收的信號。
[0023]這可例如通過偏置載波放大器20以便載波放大器20以AB類模式操作，以及偏置峰值放大器22以便峰值放大器22以C類模式操作來實現。
[0024]圖1中描繪的Doherty放大器10體系結構被廣泛用于通信系統，這是由于體系結構在擴展的輸入信號范圍內高效率傳送的能力。該體系結構還可以使用數字預畸變(Dro)技術更好地進行線性化。
[0025]Doherty放大器設計的一個難點涉及設計支持恒定載波放大器壓縮的系統。此外，重要的是，適當地匹配呈現給載波和峰值放大器中的每一個的幅值和相位成分，以便實現期望的負載調制并且載波和峰值放大器的每一個的輸出信號根據期望結合。
[0026]本發明公開提供了包括可調節分功器的多路徑(例如，兩個或更多個路徑)放大器，其中該可調節分功器具有位于每個放大器路徑上的(例如，位于每個載波和峰值路徑上的)可調節衰減器和移相器，其允許對齊并優化放大器的每個路徑(例如，載波和峰值路徑)的射頻性能。由于放大器的性能會受到多個變量，例如操作頻率、器件溫度以及放大器的輸出功率的影響，本放大器合并了相位和輸出功率反饋回路，從而允許器件自動調節被提供給放大器路徑(例如，載波和峰值路徑)的單獨輸入信號的幅值和相位。
[0027]在一個實現中，基于通過使用相位檢測器測量的每個放大器的輸出(例如，在每個載波放大器和峰值放大器的輸出)的相位失真的測量來確定每個路徑(例如，載波和峰值路徑中的每一個)上的移相器的相位設定。類似的，基于通過使用功率檢測器測量的每個放大器(例如，每個載波放大器和峰值放大器)的輸出的功率來確定每個路徑(例如，每個載波和峰值路徑)上的可變衰減器的衰減設置。相位和功率檢測器可以在放大器的輸出(例如，在載波放大器的輸出和峰值放大器的輸出)處實施。
[0028]在該實現中，由功率、溫度和/或頻率變化引起的每個放大器(例如，每個載波放大器和峰值放大器)的幅值(am/am)失真和/或相位(am/pm)失真特性的變化可以實時或近實時地被檢測到。然后，測得的變化可以被反饋到控制器，并用于確定可調節分功器的衰減和/或相位設定以補償這些變化，并通過調節提供給每個放大器的輸入信號提供提高的放大器性能。
[0029]圖2描繪了根據實施例的放置在放大器的每個路徑上的具有可變或可調節組件(例如可變衰減器和移相器)的雙路徑放大器500。放大器500包括對齊模塊或分功器501。分功器501將輸入信號劃分到多個放大路徑中，其中每個放大路徑包括可調節組件，例如