包絡跟蹤放大器以及具有該包絡跟蹤放大器的放大電路制造技術

提供一種包絡跟蹤放大器以及具有該包絡跟蹤放大器的放大電路，所述包絡跟蹤放大器包括：線性級、感應級以及開關級，其中，線性級用于對接收的包絡信號進行放大，以輸出與包絡信號的幅值相應的電壓，感應級用于根據線性級輸出的電壓產生控制信號，開關級用于根據感應級產生的控制信號輸出與包絡信號的幅值相應的電流，其中，線性級與開關級并聯以向外部提供與包絡信號呈線性關系的輸出。采用上述包絡跟蹤放大器能夠改善其輸出，以向外提供一個具有良好線性度且高效的電源。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術總體說來涉及射頻通信的集成電路領域，更具體地講，涉及一種包絡跟蹤放大器以及具有該包絡跟蹤放大器的放大電路。
技術介紹
在射頻通信中，為了克服遠距離傳輸造成的信號衰減，也為了使接收機獲得更好的SNR(信噪比)以減輕接收機的設計難度，一般都需要發射機特別是功率放大器能夠提供較高的輸出功率。為此，一般要求功率放大器具有較好的線性度和高效率，即，當功率放大器的輸出功率較大時，其相應的電源電壓較高，當功率放大器的輸出功率較小時，其相應的電源電壓較低。然而，在現有技術中，一般為功率放大器提供恒定的電源電壓，即，不論功率放大器的輸出功率是大是小，其電源電壓均是處于較高的狀態，這就導致了功率放大器在低輸出功率的情況下的效率低，不僅大量能量轉化成熱量白白損耗掉，而且還提高了芯片的溫度，同時減少了電源和芯片的使用壽命。另外，隨著通信系統的不斷發展和演變，有限頻帶內的數據傳輸速率越來越高，信號峰均比隨之也越來越高，這對功率放大器的線性度都提出很高要求。現有技術中一般采用功率回退的方式，即，將功率放大器的輸入功率從1dB壓縮點向后回退6-10dB，使功率放大器遠離飽和區，進入線性工作區以滿足線性度要求。雖然利用功率回退的方式來改善放大器的線性度簡單、易實現，且不需要增加任何附加設備，但是這種方式會大大降低功率放大器的效率。另外，當輸入功率回退到一定程度時，繼續回退將不再改善功率放大器的線性度。
技術實現思路
本專利技術的示例性實施例在于提供一種能夠向外部提供具有良好線性度的輸出并具有高效率的包絡跟蹤放大器以及具有該包絡跟蹤放大器的放大電路，將
該輸出提供給功率放大器，可對功率放大器的電源進行改善，以解決功率放大器的低效率問題。根據本專利技術示例性實施例的一方面，提供一種包絡跟蹤放大器，所述包絡跟蹤放大器包括：線性級、感應級以及開關級，其中，線性級用于對接收的包絡信號進行放大，以輸出與包絡信號的幅值相應的電壓，感應級用于根據線性級輸出的電壓產生控制信號，開關級用于根據感應級產生的控制信號輸出與包絡信號的幅值相應的電流，其中，線性級與開關級并聯以向外部提供與包絡信號呈線性關系的輸出。可選地，線性級可包括線性運算放大器、第一偏置電源、第二偏置電源、第一MOS管以及第二MOS管，其中，線性運算放大器用于對接收的包絡信號進行放大，第一偏置電源用于調節線性運算放大器的輸出電壓，并將調節后的輸出電壓發送給第一MOS管的柵極，第二偏置電源用于調節線性運算放大器的輸出電壓，并將調節后的輸出電壓發送給第二MOS管的柵極，第一MOS管的漏極連接到電源，第一MOS管的源極連接到第二MOS管的源極和作為線性級的輸出端的節點，第二MOS管的漏極接地。可選地，當包絡信號的幅值大于等于第一設定閾值時，第一MOS管導通，第二MOS管截止，作為線性級的輸出端的節點可通過與第一MOS管的漏極相連接的電源來提供電壓，當包絡信號的幅值小于第一設定閾值時，第一MOS管截止，第二MOS管導通，所述節點可通過與第二MOS管的漏極相連接的地進行放電。可選地，線性級可還包括第一電阻器以及第二電阻器，其中，線性運算放大器的正向輸入端接收包絡信號，線性運算放大器的輸出端與第一MOS管的柵極之間串聯連接第一偏置電源，線性運算放大器的輸出端與第二MOS管的柵極之間串聯連接第二偏置電源，第一電阻器的一端連接到作為線性級的輸出端的節點，第一電阻器的另一端連接到線性運算放大器的反向輸入端，第二電阻器的一端連接到線性運算放大器的反向輸入端，第二電阻器的另一端接地。可選地，感應級可包括感應電阻、差分放大器、磁滯比較器以及數字隔離器，其中，感應電阻的一端連接到作為線性級的輸出端的節點，感應電阻的另一端連接到作為開關級的輸出端的節點，差分放大器用于對從感應電阻兩端檢測出的電壓值進行放大，磁滯比較器用于將差分放大器輸出的電壓值與第二設定閾值進行比較，根據比較結果產生所述控制信號，并將產生的所述控制信號
經由數字隔離器發送給開關級。可選地，所述控制信號可包括第一控制信號和第二控制信號，其中，當差分放大器輸出的電壓值大于等于第二設定閾值時，磁滯比較器產生第一控制信號，當差分放大器輸出的電壓值小于第二設定閾值時，磁滯比較器產生第二控制信號。可選地，開關級可包括開關驅動器、第三MOS管、第四MOS管以及電感，開關驅動器可用于對感應級產生的所述控制信號進行放大，并將放大后的控制信號發送給第三MOS管的柵極和第四MOS管的柵極，第三MOS管的漏極連接到電源，第三MOS管的源極連接到第四MOS管的漏極和電感的一端，第四MOS管的源極接地，電感的另一端連接到作為開關級的輸出端的節點。可選地，感應級產生的控制信號可包括第一控制信號和第二控制信號，其中，當感應級產生第一控制信號時，第三MOS管導通，第四MOS管截止，當感應級產生第二控制信號時，第三MOS管截止，第四MOS管導通。可選地，第一MOS管、第三MOS管、第四MOS管可為NMOS管，第二MOS管可為PMOS管。根據本專利技術示例性實施例的另一方面，提供一種具有上述的包絡跟蹤放大器的放大電路，所述放大電路包括：耦合器、包絡檢波器以及上述的包絡跟蹤放大器，其中，耦合器從射頻芯片接收射頻信號，并對接收的射頻信號進行功率分配，以將部分功率的射頻信號發送給包絡檢波器，包絡檢波器從接收到的部分功率的射頻信號中解調出包絡信號，并將所述包絡信號發送給包絡跟蹤放大器，包絡跟蹤放大器對接收的包絡信號進行放大，以向外部提供與包絡信號呈線性關系的輸出。采用上述包絡跟蹤放大器以及具有該包絡跟蹤放大器的放大電路，能夠有效改善包絡跟蹤放大器的輸出，以向外提供一個具有高效率且良好線性度的電源。附圖說明圖1示出根據本專利技術示例性實施例的包絡跟蹤放大器的結構圖；圖2示出根據本專利技術示例性實施例的包絡跟蹤放大器的電路圖；圖3示出根據本專利技術示例性實施例的具有圖1所示的包絡跟蹤放大器的放大電路的結構圖。具體實施方式現將詳細描述本專利技術的示例性實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中，相同的標號始終指的是相同的部件。圖1示出根據本專利技術示例性實施例的包絡跟蹤放大器的結構圖。如圖1所示，根據本專利技術示例性實施例的包絡跟蹤放大器包括線性級10、感應級20以及開關級30。具體說來，線性級10用于對接收的包絡信號進行放大，并輸出與包絡信號的幅值相應的電壓。可選地，可利用現有的各種裝置或方法來從射頻芯片發出的射頻信號中獲得包絡信號。這里，由于包絡信號遺傳了由射頻芯片發出的射頻信號的全部特征，很好地反應了射頻信號峰值的變化規律，因此可將包絡信號用于對包絡跟蹤放大器進行控制。這里，線性級10可使輸出的電壓與包絡信號幅值之間呈線性變化，即，當包絡信號的幅值增大時輸出的電壓值也隨之增大，當包絡信號的幅值減小時輸出的電壓值也隨之減小。感應級20用于根據線性級10輸出的電壓產生控制信號。控制信號與輸出的電壓的大小有關。開關級30用于根據感應級20產生的控制信號輸出與包絡信號的幅值相應的電流。這里，線性級10與開關級30并聯向外部提供與包絡信號呈線性關系的輸出。可選地，當線性級10輸出的電壓值增大時，開關級30輸出的電流根據感應級20產生的控制信號也隨之增大，當線性級10輸出的電壓值減小時，開關級30輸出的電本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種包絡跟蹤放大器，所述包絡跟蹤放大器包括：線性級、感應級以及開關級，其中，線性級用于對接收的包絡信號進行放大，以輸出與包絡信號的幅值相應的電壓，感應級用于根據線性級輸出的電壓產生控制信號，開關級用于根據感應級產生的控制信號輸出與包絡信號的幅值相應的電流，其中，線性級與開關級并聯以向外部提供與包絡信號呈線性關系的輸出。

【技術特征摘要】
1.一種包絡跟蹤放大器，所述包絡跟蹤放大器包括：線性級、感應級以及開關級，其中，線性級用于對接收的包絡信號進行放大，以輸出與包絡信號的幅值相應的電壓，感應級用于根據線性級輸出的電壓產生控制信號，開關級用于根據感應級產生的控制信號輸出與包絡信號的幅值相應的電流，其中，線性級與開關級并聯以向外部提供與包絡信號呈線性關系的輸出。2.如權利要求1所述的包絡跟蹤放大器，其中，線性級包括線性運算放大器、第一偏置電源、第二偏置電源、第一MOS管以及第二MOS管，其中，線性運算放大器用于對接收的包絡信號進行放大，第一偏置電源用于調節線性運算放大器的輸出電壓，并將調節后的輸出電壓發送給第一MOS管的柵極，第二偏置電源用于調節線性運算放大器的輸出電壓，并將調節后的輸出電壓發送給第二MOS管的柵極，第一MOS管的漏極連接到電源，第一MOS管的源極連接到第二MOS管的源極和作為線性級的輸出端的節點，第二MOS管的漏極接地。3.如權利要求2所述的包絡跟蹤放大器，其中，當包絡信號的幅值大于等于第一設定閾值時，第一MOS管導通，第二MOS管截止，作為線性級的輸出端的節點通過與第一MOS管的漏極相連接的電源來提供電壓，當包絡信號的幅值小于第一設定閾值時，第一MOS管截止，第二MOS管導通，所述節點通過與第二MOS管的漏極相連接的地進行放電。4.如權利要求2所述的包絡跟蹤放大器，其中，線性級還包括第一電阻器以及第二電阻器，其中，線性運算放大器的正向輸入端接收包絡信號，線性運算放大器的輸出端與第一MOS管的柵極之間串聯連接第一偏置電源，線性運算放大器的輸出端與第二MOS管的柵極之間串聯連接第二偏置電源，第一電阻器的一端連接到作為線性級的輸出端的節點，第一電阻器的另一端連接到線性運算放大器的反
\t向輸入端，第二電阻器的一端連接到線性運算放大器的反向輸入端，第二電阻器的另一端接地。5.如權利要求1所述的包絡跟蹤放大器，其中，感應級包括感應電阻、差分放大器、磁滯比較器以及數字隔離器，其中，感...

【專利技術屬性】
技術研發人員：袁芳標，曾大杰，宋賀倫，張耀輝，
申請(專利權)人：中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所，
類型：發明
國別省市：江蘇;32