发明名称 具有独立功率控制及振幅调变之通讯信号放大器
摘要 本发明,一般而言,提供产生振幅调变通讯信号之方法与装置,于其中回应功率控制信号,修改固定包络面载体信号,以产生修改之固定包络面载体信号。回应振幅调变信号,放大修改之固定包络面载体信号,以产生具振幅调变,且平均输出功率与修改之固定包络面载体信号信号位准成比例之通讯信号。该操作方式允许达成宽广动态范围之平均输出功率。因在用于产生修改之固定包络面载体信号之振幅变化电路后,才实施振幅调变,振幅调变不为此类电路之可能非线性所影响。根据本发明之另一型态,上述方式中相当低平均输出功率位准之操作,与相当高平均输出功率位准之开关模式操作结合,而得以达成高总整体效率。因此,揭示之调变器与放大器组合,除支持非常低功率信号外,亦支持高功率信号。
申请公布号 TW563295 申请公布日期 2003.11.21
申请号 TW091107193 申请日期 2002.04.10
申请人 特洛普兰公司 发明人 温德B 珊卓;雷诺A 米克;伊儿W 迈曲林二世
分类号 H03F3/38 主分类号 H03F3/38
代理机构 代理人 陈长文 台北市松山区敦化北路二○一号七楼
主权项 1.一种产生一个振幅调变通讯信号之方法,使用一个具至少一个阶段之放大器,包含一个具一个信号输入终端,一个信号输出终端,与一个电源输入终端之三终端主动装置,该方法包含:施加一个载体信号至信号输入终端;及施加一个电源输入信号至电源输入终端,电源输入信号至少部分由一个振幅调变信号取得;其中一个阶段回应载体信号与振幅调变信号,产生振幅调变通讯信号,于一个特定时刻之振幅调变通讯信号之一个信号位准,与载体信号之一个信号位准,及电源输入信号之一个信号位准成比例。2.如申请专利范围第1项之方法,其中载体信号为角度调变。3.如申请专利范围第2项之方法,其中振幅调变通讯信号之一个平均输出功率,至少部分由载体信号之一个信号位准决定,且振幅调变通讯信号之振幅调变分别由振幅调变信号决定。4.如申请专利范围第3项之方法,其中电源输入信号由振幅调变信号与一个功率位准控制信号取得。5.如申请专利范围第2项之方法,包含使用一个振幅变化电路控制载体信号之信号位准。6.如申请专利范围第5项之方法,包含,对于至少一个所需平均输出功率位准,控制载体信号之信号位准与电源输入信号之信号位准,使得一个阶段操作于开关模式。7.如申请专利范围第5项之方法,其中放大器具多个串联耦合阶段,包含一个阶段,随后为振幅变化电路,该方法包含操作每个多重阶段于三极式模式。8.如申请专利范围第7项之方法,其中于一个阶段前之另一阶段包含一个具一个信号输入终端,一个信号输出终端,与一个电源输入终端之三终端主动装置,该方法包含根据一个所需平均输出功率位准,产生一个电源输入信号至其他阶段,并施加同样信号至其他阶段之电源输入终端。9.如申请专利范围第8项之方法,其中,于一个阶段前之另一阶段包含一个具一个信号输入终端,一个信号输出终端,与一个电源输入终端之三终端主动装置,该方法包含对于其他阶段施加电源输入信号至另一阶段之电源输入终端。10.如申请专利范围第7项之方法,包含,对于至少一个所需平均输出功率位准,控制载体信号之信号位准与电源输入信号之信号位准,使得每个阶段操作于开关模式。11.如申请专利范围第1项之方法,其中一个最终放大器阶段耦合至一个输出网路,进一步包含于最低功率与最高功率操作,维持负载网路之一个单一组态。12.一种产生一个振幅调变通讯信号之电路,包含:一个具至少一个阶段之放大器,包含一个具一个信号输入终端,一个信号输出终端,与一个电源输入终端之三终端主动装置;一种产生一个载体信号之装置,载体信号施加至信号输入终端;一种至少部分由一个振幅调变信号,产生一个电源输入信号之装置,电源输入信号施加至电源输入信号终端;其中一个阶段回应载体信号与电源输入信号,产生振幅调变通讯信号,于一个特定时刻之振幅调变通讯信号之一个信号位准,与载体信号之一个信号位准,及电源输入信号之一个信号位准成比例。13.如申请专利范围第12项之电路,其中载体信号为角度调变。14.如申请专利范围第13项之电路,其中振幅调变通讯信号之一个平均输出功率至少部分由载体信号之一个信号位准决定,且振幅调变通讯信号之振幅调变分别由振幅调变信号决定。15.如申请专利范围第14项之电路,其中电源输入信号由振幅调变信号与一个功率位准控制信号取得。16.如申请专利范围第13项之电路,包含一个回应一个功率位准控制信号之振幅变化电路,以控制载体信号之信号位准。17.如申请专利范围第16项之电路,其中放大器具多重阶段,包含一个阶段,随后为振幅变化电路,且其中,于至少部份时刻,每个多重阶段操作于三极式模式。18.如申请专利范围第17项之电路,包含:于一个阶段前之另一阶段,且包含一个具一个信号输入终端,一个信号输出终端,与一个电源输入终端之三终端主动装置;及一个于其他阶段之电源输入信号,根据一个所需平均输出功率位准产生,并施加至其他阶段之电源输入终端。19.如申请专利范围第16项之电路,其中对于至少一个所需平均输出功率位准,控制载体信号之信号位准与电源输入信号之信号位准,使得一个阶段操作于开关模式。20.如申请专利范围第12项之电路,包含一个耦合至一个最终放大器阶段之负载网路,其耦合至一个输出网路,其中于最低功率与最高功率操作间维持负载网路之一个单一组态。21.一种产生一个振幅调变通讯信号之方法,使用一个具至少一个阶段之放大器,包含一个具一个信号输入终端,一个信号输出终端,与一个电源输入终端之三终端主动装置,该方法包含:产生一个载体信号;传送载体信号通过一个振幅变化区块,并控制振幅变化区块,考虑该任何已知之非线性,产生一个与通讯信号所需平均功率相关之信号输入;施加信号输入至信号输入终端;产生一个至少部分由一个振幅调变信号取得之电源输入信号;及施加电源输入信号至电源输入终端,一个阶段回应载体信号与电源输入信号,产生振幅调变通讯信号;藉以达成与振幅变化区块无关之振幅调变。22.如申请专利范围第21项之方法,其中电源输入信号由振幅调变信号与一个功率位准控制信号取得。23.如申请专利范围第22项之方法,其中放大器具多重阶段,包含一个阶段,随后为振幅变化电路,该方法包含操作每个多重阶段于三极式模式。24.如申请专利范围第23项之方法,其中于最终阶段前之另一阶段包含一个具一个信号输入终端,一个信号输出终端,与一个电源输入终端之三终端主动装置,该方法包含于其他阶段根据一个所需平均输出功率位准,产生一个电源输入信号,并施加相同信号至其他阶段之电源输入终端。25.如申请专利范围第23项之方法,包含,对于至少一个所需平均输出功率位准,控制载体信号之信号位准与电源输入信号之信号位准,使得一个阶段操作于开关模式。26.一种通讯装置,包含:一个振幅变化电路,接收一个固定包络面载体信号,并回应一个功率控制信号,产生一个修改之固定包络面载体信号;及一个包含至少一个阶段之放大链,该放大链接收修改之固定包络面载体信号与一个振幅调变信号,并放大修改之固定包络面载体信号,以产生一个具振幅调变,且平均输出功率与修改之固定包络面载体信号之一个信号位准成比例之通讯信号。27.一种产生一个通讯信号之方法,包含:回应一个功率控制信号,修改一个固定包络面载体信号,以产生一个修改之固定包络面载体信号;及回应一个振幅调变信号,放大修改之固定包络面载体信号,以产生一个具振幅调变,且平均输出功率与修改之固定包络面载体信号之一个信号位准成比例之通讯信号。28.一种产生一个具复合调变之通讯输出信号之电路,包含:一个具至少一个最终阶段之放大链,包含一个电源输入与一个信号输入;一个控制路径,藉此控制电源输入与信号输入;及一个控制电路,经由控制路径,于平均输出功率位准之一个宽广范围控制通讯输出信号,包含:于第一时期,控制电源输入位准与信号输入位准为相当高,最终阶段操作于开关模式,从而使得通讯输出信号具一个相当高平均功率位准;及于第二时期,调变电源输入位准并控制电源输入位准与信号输入位准为相当低,最终阶段操作于三极式模式,从而使得通讯输出信号具一个相当低之平均功率位准。29.如申请专利范围第28项之电路,其中放大链具至少两个阶段,每个包含一个电源输入与一个信号输入,其中,控制电路,于第二时期,控制两个阶段之电源输入位准与信号输入位准为相当低,两个阶段皆操作于三极式模式。30.如申请专利范围第28项之电路,其中控制路径包含一个具有一个相位调变器之相位控制路径。31.如申请专利范围第30项之电路,其中相位调变器包含一个电压控制振荡器。32.如申请专利范围第31项之电路,其中控制路径包含一个具有一个可变衰减器之振幅控制路径,以衰减电压控制振荡器之一个输出信号。33.如申请专利范围第31项之电路,其中控制路径包含一个具有一个可变增益放大器之振幅控制路径,以放大电压控制振荡器之一个输出信号。34.如申请专利范围第28项之电路,其中控制电路产生一个振幅调变信号与一个功率控制信号,且振幅控制路径包含一个乘法器电路,以相乘振幅调变信号与功率控制信号。35.如申请专利范围第28项之电路,其中放大链具至少三个阶段,每个包含一个电源输入与一个信号输入,其中控制电路,于第二时期,控制所有三个阶段之电源输入位准与信号输入位准至相当低,所有三个阶段操作于三极式模式。36.一种产生一个具复合调变之通讯输出信号之方法,使用一个具至少一个最终阶段之放大链,包含一个电源输入与一个信号输入,该方法包含:于第一时期,控制电源输入位准与信号输入位准至相当高,最终阶段操作于开关模式,从而使得通讯输出信号具一个相当高平均功率位准;及于第二时期,调变电源输入位准并控制电源输入位准与信号输入位准至相当低,最终阶段操作于三极式模式,从而使得通讯输出信号具一个相当低平均功率位准;藉此于平均输出功率位准之一个宽广范围控制通讯输出信号。37.如申请专利范围第36项之方法,其中放大链具至少两个阶段,每个包含一个电源输入与一个信号输入,进一步包含,于第二时期,控制两个阶段之电源输入位准与信号输入位准至相当低,两个阶段皆操作于三极式模式。38.如申请专利范围第36项之方法,其中放大链具至少三个阶段,每个包含一个电源输入与一个信号输入,进一步包含,于第二时期,控制所有三个阶段之电源输入位准与信号输入位准至相当低,所有三个阶段操作于三极式模式。39.如申请专利范围第36项之方法,其中控制信号输入位准包含施加一个可变衰减因素至放大链之一个输入信号。40.如申请专利范围第39项之方法,进一步包含相位调变放大链之输入信号。41.如申请专利范围第36项之方法,进一步包含:产生一个振幅调变信号与一个功率控制信号;及相乘振幅调变信号与功率控制信号以产生电源输入。42.一种于平均功率位准之一个宽广范围产生一个通讯输出信号之方法,使用一个具至少一个最终阶段之放大链,包含一个电源输入与一个驱动信号输入,包含:对于第一,较高功率位准范围,维持驱动信号输入强度固定并调变电源输入;对于第二,较低功率位准范围,变化驱动信号输入强度并调变电源输入。43.如申请专利范围第42项之方法,其中,对于功率位准较高范围,最终阶段操作于开关模式。44.如申请专利范围第42项之方法,其中,对于功率位准较低范围,最终阶段操作于三极式模式。45.如申请专利范围第42项之方法,其中,变化驱动信号输入强度包含衰减一个相位调变器之一个输出信号。46.如申请专利范围第42项之方法,其中调变电源输入包含相乘一个功率控制信号与一个振幅调变信号。47.如申请专利范围第42项之方法,其中放大链具多重阶段且其中,对于功率位准较低范围,最终阶段与最终阶段前之阶段操作于三极式模式。图式简单说明:图1为常见通讯信号放大器之简化图式;图2为根据本发明原理之通讯信号放大器之简化图式;图3为与图2相似之通讯信号放大器图式,显示一个特定放大链;图4为可使用于本发明之通讯发射器之区块图式;图5为图4功率放大器之放大链之较详细图式,根据一个示范具体实施例;图6为图5放大器部分之装置特性图式;图7为图4通讯发射器之一个具体实施例部分之较详细区块图式;图8为通讯发射器另一具体实施例之区块图式;图9为本通讯信号发射器之较广义区块图式;图10为说明高功率开关模式操作之图式;图11为说明常见放大器操作之图式;图12为说明低功率开关模式操作之图式;图13为说明非常低功率,多重模式操作之图式;图14为与图13相似之图式,显示5%线性区域之界限;图15为EDGE信号于30dBm之频谱图式;及图16为相同EDGE信号于-50dBm之频谱图式。
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