功率放大裝置和功率放大裝置的控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本文所述的實(shí)施例一般涉及功率放大裝置和功率放大裝置的控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]常規(guī)地，具有載波放大器和峰值放大器的Doherty放大器被用作高效地放大輸入功率的功率放大裝置。
[0003]引用列表
[0004]專利文獻(xiàn)
[0005]PTL1:ffO 2008/075561

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]技術(shù)問(wèn)題
[0007]在功率放大裝置的實(shí)際操作中，存在以降低的平均輸出功率電平使用功率放大裝置的情況(功率降低操作的情況)。在這種情況下，存在功率放大裝置在功率效率從峰值點(diǎn)減小的狀態(tài)下被操作的情況。
[0008]本發(fā)明的一方面提供了功率放大裝置和功率放大裝置的控制方法，其使得即使功率放大裝置執(zhí)行功率降低操作也能夠保持高效率。
[0009]問(wèn)題的解決方案
[0010]根據(jù)一些實(shí)施例，功率放大裝置具有Doherty放大器、電壓調(diào)節(jié)器和中央處理器。Doherty放大器包括載波放大器和峰值放大器。載波放大器和峰值放大器當(dāng)中的每一個(gè)都放大輸入信號(hào)。Doherty放大器輸出通過(guò)組合放大后的信號(hào)得到的輸出信號(hào)。電壓調(diào)節(jié)器向載波放大器和峰值放大器當(dāng)中的每一個(gè)供應(yīng)控制電壓。中央處理器包括存儲(chǔ)Doherty中所包括的載波放大器和峰值放大器當(dāng)中的每一個(gè)的控制電壓信息的表?？刂齐妷盒畔⑹歉鶕?jù)Doherty放大器以平均輸出功率進(jìn)行的操作而確定的。中央處理器控制電壓調(diào)節(jié)器向載波放大器和峰值放大器當(dāng)中的每一個(gè)供應(yīng)與存儲(chǔ)在表中的控制電壓信息相對(duì)應(yīng)的控制電壓。[0011 ] 根據(jù)一些實(shí)施例，功率放大裝置具有Doherty放大器、電壓調(diào)節(jié)器和中央處理器。Doherty放大器包括載波放大器和峰值放大器。載波放大器和峰值放大器當(dāng)中的每一個(gè)放大輸入信號(hào)。Doherty放大器輸出通過(guò)組合放大后的信號(hào)得到的輸出信號(hào)。電壓調(diào)節(jié)器向載波放大器和峰值放大器當(dāng)中每一個(gè)供應(yīng)控制電壓。中央處理器包括存儲(chǔ)Doherty放大器中所包括的載波放大器和峰值放大器當(dāng)中每一個(gè)的控制電壓信息的表?？刂齐妷盒畔⑹歉鶕?jù)Doherty放大器以平均輸出功率進(jìn)行的操作而確定的。功率放大裝置的控制方法包括由中央處理器控制電壓調(diào)節(jié)器向載波放大器和峰值放大器當(dāng)中的每一個(gè)供應(yīng)與存儲(chǔ)在表中的控制電壓信息相對(duì)應(yīng)的控制電壓。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1是示出使用通用Doherty放大器的功率放大裝置200的配置的圖。
[0013]圖2是示出圖1所示的功率放大裝置200的功率效率的圖。
[0014]圖3是示出實(shí)施例的功率放大裝置100的配置的圖。
[0015]圖4是示出圖3所示的功率放大裝置100的功率效率的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]首先，以下將參考圖1描述使用通用Doherty放大器的功率放大裝置的問(wèn)題。圖1是示出使用通用Doherty放大器的功率放大裝置200的配置的圖。功率放大裝置200包括輸入端子1、匹配電路4、載波放大器5、匹配電路6、λ/4線路7、λ/4線路8、匹配電路9、峰值放大器
10、匹配電路11、λ/4線路13、以及輸出端子14。
[0017]供應(yīng)給輸入端子1的輸入信號(hào)2通過(guò)分支點(diǎn)3被供應(yīng)給匹配電路4。匹配電路4是將輸入信號(hào)2與載波放大器5中的放大元件的輸入側(cè)匹配的電路。因?yàn)檩d波放大器5中的放大元件被偏置到Α類、ΑΒ類或Β類，因此載波放大器5放大輸入信號(hào)2，而不管輸入信號(hào)2的功率電平。載波放大器5將放大后的輸入信號(hào)2供應(yīng)給匹配電路6。匹配電路6是將載波放大器5中的放大元件的輸出與載波放大器5中的放大元件的輸出匹配的電路。如果輸入信號(hào)的功率電平低，則λ/4線路7充當(dāng)執(zhí)行對(duì)載波放大器5的輸出進(jìn)行阻抗變換的電路。
[0018]在分支點(diǎn)3被分支的輸入信號(hào)2的相位被延遲90ο，并且輸入信號(hào)2被供應(yīng)給匹配電路9。匹配電路9將其相位被延遲90ο的輸入信號(hào)2與峰值放大器10中的放大元件的輸入側(cè)匹配。因?yàn)榉逯捣糯笃?0中的放大元件被偏置到C類，因此如果輸入信號(hào)2的功率電平低，則峰值放大器10變?yōu)樘幱诜遣僮鳡顟B(tài)。另一方面，如果輸入信號(hào)2的功率電平高，則峰值放大器10變?yōu)樘幱诓僮鳡顟B(tài)并且放大輸入信號(hào)2。峰值放大器10將放大的輸入信號(hào)2供應(yīng)給匹配電路11。匹配電路11將峰值放大器10中的放大元件的輸出與峰值放大器10的輸出匹配。λ/4線路7的輸出和匹配電路11的輸出在組合點(diǎn)處被組合。λ/4線路13對(duì)組合后的輸出執(zhí)行阻抗變換，以便將組合后的輸出與連接到輸出端子14的負(fù)載的阻抗匹配。被執(zhí)行了阻抗變換的信號(hào)從輸出端子14被供應(yīng)，作為輸出信號(hào)15。
[0019]在包括如上所述的配置的功率放大裝置200中，在輸入信號(hào)2的功率小于預(yù)定輸入信號(hào)電平的情況下，只有載波放大器5線性地放大輸入信號(hào)2。另一方面，在功率放大裝置200中，在輸入信號(hào)2的功率等于或大于預(yù)定輸入信號(hào)電平的情況下，載波放大器5和峰值放大器10兩者均線性地放大輸入信號(hào)。由此，即使載波放大器5的放大特性飽和，整個(gè)Doherty放大器的放大特性的線性度也可以被維持。
[0020]圖2是示出圖1所示的功率放大裝置200的功率效率的圖。在圖2中，橫軸指示輸出信號(hào)15的輸出功率電平，而縱軸指示功率放大裝置200的功率效率。
[0021]如圖2所示，在輸出功率電平是飽和輸出功率電平31的情況下，載波放大器5和峰值放大器10在飽和功率電平處放大。在這種情況下，功率效率30變?yōu)榉逯怠Ａ硪环矫妫趫D1所示的功率放大裝置200的情況下，在從飽和輸出功率電平31移位(后退)了預(yù)定電平的輸出電平處(轉(zhuǎn)折點(diǎn)35)，只有載波放大器5在飽和功率電平放大，而峰值放大器10不放大。另夕卜，在這種情況下，功率效率30變成峰值。以這種方式，因?yàn)閳D1所示的功率放大裝置200具有功率效率變成峰值的兩個(gè)輸出功率電平，因此其中功率效率高的輸出功率電平的范圍可以較大。這里，“后退”意味著放大器的平均輸出功率與飽和輸出功率之差。
[0022]順便說(shuō)一下，在功率放大裝置用作用于廣播的發(fā)送器的情況下，當(dāng)數(shù)字調(diào)制信號(hào)被用作輸入信號(hào)2時(shí)，有必要使PAR(峰值均值比)高并且使“后退”等于或大于PAR。因此，在功率放大裝置用作用于廣播的發(fā)送器的情況下，高效率可以通過(guò)使轉(zhuǎn)折點(diǎn)35充當(dāng)平均輸出功率電平來(lái)實(shí)現(xiàn)。以這種方式，通過(guò)使用Doherty放大器，功率放大裝置可以高效率地被使用。
[0023]但是，在圖1所示的功率放大裝置200被用作用于廣播的功率放大裝置的情況下，在實(shí)際操作中，存在以降低的平均輸出功率電平使用功率放大裝置的情況(執(zhí)行功率降低操作的情況)。在這種情況下，功率效率沿圖2所示的允許方向移動(dòng)。因此，存在功率放大裝置200在功率效率從峰值下降的點(diǎn)處(例如，圖2所示的點(diǎn)38)操作的問(wèn)題。
[0024]下文中，將參考圖3描述可以解決該問(wèn)題的功率放大裝置。
[0025]在圖3中，與圖1所示的功率放大裝置200中的那些相對(duì)應(yīng)的部分被分配相同的附圖標(biāo)記，并且對(duì)其的描述將被省略。
[0026]實(shí)施例的功率放大裝置100包括，添加到圖1所示的功率放大裝置200的中央處理器(CPU)21、輸出監(jiān)視器電路22、電壓調(diào)節(jié)電路23(電壓調(diào)節(jié)器)和電壓調(diào)節(jié)電路24(電壓調(diào)節(jié)器)Ο
[0027]中央處理器21從輸出監(jiān)視器電路22接收輸出信號(hào)15的平均輸出功率電平。根據(jù)該平均輸出功率電平，中央處理器21確定要由電壓調(diào)節(jié)電路23施加的控制電壓，以及要由電壓調(diào)節(jié)電路24施加的控制電壓。
[0028]電壓調(diào)節(jié)電路23將漏極電源的電壓電平轉(zhuǎn)換為由中央處理器21確定的控制電壓的電平。電壓調(diào)節(jié)電路23將轉(zhuǎn)換后的電壓(控制電壓)施加到載波放大器5的放大元件的控制端子。
[0029]電壓調(diào)節(jié)電路24將漏極電源的電壓電平轉(zhuǎn)換為由中央處理器21確定的控制電壓的電平。電壓調(diào)節(jié)電路24將轉(zhuǎn)換后的電壓(控制電壓)施加到峰值放大器10中的放大元件的控制端子。以這種方式，實(shí)施例的功率放大裝置100可以根據(jù)輸出信號(hào)15的平均輸出功率電平，獨(dú)立地設(shè)置載波放大器5的漏極電壓和峰值放大器10的漏極電壓。
[0030]以下描述獨(dú)立地控制載波放大器5的漏極電壓和峰值放大器10的漏極電壓的原因。
[0031]在Doherty放大器是對(duì)稱的Doherty放大器的情況下，原因是要校正設(shè)備(功率放大單元)的個(gè)體差異。對(duì)稱的Doherty放大器是包括兩個(gè)具有相同的輸出特性的放大器(載波放大器5和峰值放大器10)的放大器，并且還包括具有相同的配置的匹配電路。
[0032]在Doherty放大器是不對(duì)稱的Doherty放大器的情況下，原因是存在峰值放大器的降低電壓特性與載波放大器的降低電壓特性不同的很多情況。例如，不對(duì)稱的Doherty放大器是包括多個(gè)彼此并聯(lián)連接的峰值放大器10的Doherty放大器。作為不對(duì)稱Doherty放大器的另一個(gè)示例，可以使用在其中峰值放大器的功率放大元件與載波放大器的功率放大元件不同的Doherty放大器。
[0033]例如，載波放大器5的放大元件包括M0SFET(金屬氧化物