驱动器电路和相关联的功率放大器组装件、无线电基站及方法 |
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| 申请号 | CN201380079257.4 | 申请日 | 2013-08-29 | 公开(公告)号 | CN105684303A | 公开(公告)日 | 2016-06-15 |
| 申请人 | 爱立信(中国)通信有限公司; | 发明人 | Z.吴; | ||||
| 摘要 | 呈现了用于无线电基站的功率 放大器 的 驱动器 电路 。驱动器电路包括：射频输入；用于连接到 功率放大器 的输出；连接到射频输入和第一偏置支路的组合器。第一偏置支路包括偏置源输入、第一电容器支路和第二电容器，其中，第一电容器支路连接在组合器与接地之间，并且第二电容器连接在组合器与接地之间。第一电容器支路包括第一 开关 和第一电容器，第一开关在组合器与第一电容器之间提供，使得在第一状态中，第一电容器连接到组合器，并且在第二状态中，第一电容器与组合器断开。还呈现了对应的功率放大器组装件、无线电基站和方法。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用于无线电基站的功率放大器(2)的驱动器电路(1)，包括： |
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| 说明书全文 | 驱动器电路和相关联的功率放大器组装件、无线电基站及方法 技术领域背景技术[0002] 功率放大器例如在移动通信网络中的无线电基站中使用。功率放大器的输入信号经常被偏置以实现用于输入信号的期望操作电压。此偏置例如能够在功率放大器的驱动器电路中执行。用于偏置的源能够由DC（直流）源提供。 [0003] JP2009044281呈现了一种FET放大器电路，其中，FET放大器元件已改进开关速度。FET放大器电路被提供有：偏置电压突升电路和偏置电压突降电路。然而，在提供偏置时，所呈现的放大器电路不能使基带与偏置解耦。 [0004] 另一解决方案是提供一个或更多个电容器作为偏置电路的一部分以去除在DC源上的任何RF组件和/或提供用于偏置的电压刚性DC源。大电容器是对于稳定的电压电平所期望的，但期望小电容器能够快速切断（以及接通）偏置，例如，用于诸如对于LTE（长期演进）的时分双工操作。 [0005] 在大电容器与小电容器之间的平衡难以优化，并且如果小电容器和大电容器的益处都能够以某种方式实现，则将是理想的。 发明内容[0006] 目的是提供一种方式以提供偏置到功率放大器，所述功率放大器允许偏置的快速连接和断开和电压刚性操作。 [0007] 根据第一方面，提供了一种用于无线电基站的功率放大器的驱动器电路。驱动器电路包括：射频输入；用于连接到功率放大器的输出；连接到射频输入和第一偏置支路的组合器，组合器布置成组合来自射频输入和第一偏置支路的信号以由此提供组合的信号到输出。第一偏置支路包括偏置源输入、第一电容器支路和第二电容器，其中，第一电容器支路连接在组合器与接地之间，并且第二电容器连接在组合器与接地之间。第一电容器支路包括第一开关和第一电容器，第一开关在组合器与第一电容器之间提供，使得在第一状态中，第一电容器连接到组合器，并且在第二状态中，第一电容器与组合器断开。以这种方式，实现了小电容器的速度与大电容器的容量，改进了连接的功率放大器的性能。 [0008] 驱动器电路可还包括连接到第一开关的控制器，其中，控制器布置成在连接的功率放大器在传送时隙中时将第一开关设置在第一状态中，并且在连接的功率放大器在接收时隙中时将第一开关设置在第二状态中。 [0009] 第一电容器的电容可大于第二电容器的电容。 [0010] 驱动器电路可还包括连接到组合器的第二偏置支路，第二偏置支路包括第二电容器支路和第四电容器，其中，第二电容器支路连接在组合器与接地之间，并且第四第二电容器连接在组合器与接地之间。在此类情况下，第二电容器支路包括第二开关和第三电容器，第二开关在组合器与第三电容器之间提供，使得在第一状态中，第三电容器连接到组合器，并且在第二状态中，第三电容器与组合器断开。 [0011] 第三电容器的电容可大于第四电容器的电容。 [0012] 驱动器电路可还包括在偏置源输入与接地之间提供的第三开关，第三开关能够被控制，使得在第一状态中，偏置源输入连接到组合器，并且在第二状态中，偏置源输入连接到接地。 [0014] 根据第二方面，提供了一种功率放大器组装件，其包括根据第一方面的驱动器电路和连接到驱动器电路的输出的功率放大器。 [0015] 根据第三方面，提供了一种无线电基站，其包括至少一个根据第二方面的功率放大器组装件。 [0016] 根据第四方面，提供了一种在包括功率放大器组装件的无线电基站中执行的方法，功率放大器组装件包括驱动器电路和功率放大器，驱动器电路包括射频输入、连接到功率放大器的输出和连接到射频输入和第一偏置支路的组合器，所述组合器布置成组合来自射频输入和第一偏置支路的信号以由此提供组合的信号到输出。第一偏置支路包括偏置源输入、第一电容器支路和第二电容器，其中，第一电容器支路连接在组合器与接地之间，并且第二电容器连接在组合器与接地之间；其中，第一电容器支路包括第一开关和第一电容器，第一开关在组合器与第一电容器之间提供。方法包括以下步骤：确定第一开关应设置在第一状态还是第二状态中；当在第一状态中时，连接第一电容器到组合器，并且当在第二状态中时，使第一电容器与组合器断开。 [0017] 确定的步骤可包括当功率放大器在传送时隙中时确定将第一开关设置在第一状态中，并且当功率放大器在接收时隙中时确定将第一开关设置在第二状态中。 [0018] 方法可还包括以下步骤：当在第一状态中时，断开在偏置源输入与接地之间提供的第三开关，使得偏置源输入连接到组合器，并且在第二状态中，偏置源输入连接到接地。 [0019] 通常，除非在本文中另外明确定义，否则，在权利要求中使用的所有术语将根据它们在技术领域中的普通含意解释。除非另外明确说明，否则，对“一/所述元件、设备、组件、部件、步骤等”的所有引用将开放地解释为指元件、设备、组件、部件、步骤等的至少一个实例。除非明确说明，否则，本文中公开的任何方法的步骤不必按公开的确切顺序执行。附图说明 [0020] 现在通过示例，参照附图描述本发明，其中：图1是示出其中能够应用本文中呈现的实施例的环境的示意图； 图2是示出图1的无线电基站的一些组件的示意图； 图3是示出根据一个实施例的图2的功率放大器组装件的示意图； 图4是示出根据一个实施例的图2的功率放大器组装件的示意图；以及 图5是示出用于偏置例如图3和4的功率放大器的方法的流程图。 具体实施方式[0021] 现在将参照其中示出本发明的某些实施例的附图，在下文更全面地描述本发明。然而，本发明可以许多不同的形式实施，并且不应视为限于本文所述的实施例；而是，这些实施例通过示例的方式提供，使得本公开将是彻底和完整的，并且将把本发明的范围完全传达给本领域的技术人员。类似的标号在整个描述中指类似的元件。 [0022] 图1是示出其中能够应用本文中所呈现的实施例的环境的示意图。移动通信网络8包括核心网络83和无线电接入网络，无线电接入网络包括一个或更多个无线电基站6。无线电基站6在这里采用也称为eNB的演进节点B的形式，但也能够采用节点B (NodeB/NB)和/或BTS（基站收发器）和/或BSS（基站子系统）等的形式。无线电基站6提供到多个无线装置82的无线电连接性。术语无线装置也称为用户设备（UE）、移动终端、用户终端、用户代理等。 [0023] 每一个无线电基站6提供一个或更多个相应无线电小区中的无线电覆盖。从无线装置82到无线电基站6的上行链路(UL)通信和从无线电基站6到无线装置82的下行链路(DL)通信通过无线无线电接口发生。无线无线电接口的无线电条件随时间变化，并且由于诸如干扰、衰落、多径传播等的效应，也取决于无线装置82的位置。 [0024] 核心网络83提供到移动通信网络8中的中央功能的接入和到其它通信网络的连接性。 [0025] 只要下文所述原理是可适用的，移动通信网络8例如可符合LTE（长期演进）、利用W-CDMA（宽带码分多址）的UMTS、CDMA2000（码分多址2000）、GSM（全球移动通信系统）或任何其它当前或将来的无线网络的任何一个或其组合。然而，LTE将在下面用于全面说明其中能够应用本文中所呈现的实施例的上下文。 [0026] 图2是示出这里示为单个无线电基站6的图1的无线电基站6的一些组件的示意图。从传送角度来看，无线电基站6接收例如来自核心网络的信号输入，并且使用一个或更多个天线9a-b来传送以前使用相应功率放大器组装件5a-b放大的无线电信号。当存在多于一个天线时，例如使用在数字域中的加权矩阵，能够将信号输入拆分并且提供到每一个功率放大器组装件5a-b。无线电基站6也包括一个或更多个数模(D/A)转换器（未示出）。 [0027] 图3是示出这里通过单个功率放大器组装件5示出的根据一个实施例的图2的功率放大器组装件5的示意图。功率放大器包括功率放大器2、在输入侧上的驱动器电路1和在输出侧上的漏电路。在输出侧上，存在连接到漏源65a-b并且提供功率放大器组装件5的RF输出63的输出组合器60。漏源65a-b是经RF去除电容器61、62的相应分支连接到组合器60的DC源。 [0028] 驱动器电路1具有连接到组合器13的射频(RF)输入10。还连接到组合器13的是偏置支路3，其用于偏置在RF输入10上提供的RF信号。以这种方式，在驱动器电路1的输出7上提供的操作电压处在功率放大器2的适当输入电平。驱动器电路1由能够在驱动器电路1的外部或者包括在驱动器电路1内（未示出）的控制器17控制。可选地，控制器17能够在若干功率放大器组装件之间共享。 [0029] 第一偏置支路3包括用于连接到DC源的偏置源输入12、第一电容器支路22和第二电容器23，其中，第一电容器支路22连接在组合器13（可选地经第一电阻器41）与接地之间，并且第二电容器23连接在组合器13（可选地经第一电阻器41）与接地之间。第一电容器支路22包括第一开关15和第一电容器16。第一开关15是在传导状态与阻断状态之间可控的任何适合开关。例如，第一开关能够是晶体管，如MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）。当存在时，第一电阻器41降低了从组合器13通过偏置支路3到接地的任何电流。 [0030] 第一开关15在组合器13与第一电容器16之间提供，使得在第一状态中，第一电容器16连接到组合器13，并且在第二状态中，第一电容器16与组合器13断开。以这种方式，当功率放大器在第一（连接）状态中是活动的时，电容器16被连接以提供电压刚性连接到组合器13。驱动器电路1因此能够提供比偏置源输入12本身能够提供的电流更大的电流。控制器17控制第一开关15，并且能够在连接的功率放大器2在传送时隙中时将第一开关15设置在第一（连接）状态中，并且在连接的功率放大器2在接收时隙中时将第一开关15设置在第二（断开）状态中。传送时隙是功率放大器2是活动的时候以及需要偏置的时候，但在接收时隙中，能够断开偏置以便节约功率。 [0031] 当在第二（断开）状态中时，第一电容器16保持充电。这暗示当第一开关15再次连接时，第一电容器16无需充电，并且偏置支路3比在其中第一电容器的等同物首先需要被充电的现有技术中操作更迅速得多。另外，由于第一电容器16每次从第二（断开）状态转到第一（连接）状态时无需（再）充电，因此，能够在状态之间发生更快的切换。同样，能够给第一电容器16提供比在现有技术中可能的显著更大的电容。增大的电容改进了功率放大器组装件5的性能，并且特别地，已经发现其降低了互调失真(IMD)，并且改进了虚拟带宽(VBW)。 [0032] 在一个实施例中，第一电容器16的电容大于第二电容器23的电容。由于第一开关15的使用，第一电容器16能够比第二电容器23大得多，例如，一千倍或更多。 [0033] 可选地，驱动器电路1也包括在偏置源输入12与接地之间提供的短路开关11。短路开关11是在传导状态与阻断状态之间可控的任何适合开关。例如，第一开关能够是晶体管，如MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）。 [0034] 短路开关11是可控的，使得在第一状态中，偏置源输入12连接到组合器13（即，短路开关在阻断状态中），并且在第二状态中，偏置源输入12连接到接地（即，短路开关在传导状态中）。可选地，第二电阻器40在偏置源输入12与短路开关11之间提供，由此通过短路开关11的任何电流被限制。 [0035] 可选地，短路开关11和第一开关15被提供有相反掺杂，使得短路开关11是n型FET，并且第一开关是p型FET，或反之亦然。以这种方式，来自控制器17的单个控制信号能够控制第一开关15和短路开关11，因为这些开关那时设置在相反状态（传导/阻断）。 [0037] 在此实施例中，驱动器电路1也包括连接到组合器13的第二偏置支路4。第二偏置支路4包括第二电容器支路32和第四电容器33，其中，第二电容器支路32连接在组合器13（可选地经第三电阻器42）与接地之间，并且第四第二电容器33连接在组合器13（可选地经第三电阻器42）与接地之间。第二电容器支路32包括第二开关18和第三电容器19。第二开关18是在传导状态与阻断状态之间可控的任何适合开关。例如，第一开关能够是晶体管，如MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）。第二开关18被提供有与第一开关15相同的掺杂。以这种方式，单个控制信号能够控制第一开关15和第二开关18，因为这些开关被同步控制。 [0038] 第二开关18在组合器13（可选地经第三电阻器42）与第三电容器19之间提供，使得在第一状态中，第三电容器19连接到组合器13，并且在第二状态中，使第三电容器19与组合器13断开。 [0039] 在一个实施例中，第三电容器19的电容大于第四电容器33的电容。由于第二开关18的使用，第三电容器19能够比第四电容器33大得多，例如，一千倍或更多。 [0040] 图4的实施例是双栅供应配置的实施例，其中，第一电容器16和第三电容器19均能够定为大的电容器以实现上面参照图3中示出的实施例描述的益处。 [0041] 图5是示出用于偏置例如图3和4的功率放大器的方法的流程图。在图1的无线电基站6中，并且更具体地说，在图3或4的功率放大器组装件中执行方法。对于无线电基站的特定功率放大器执行所述方法，并且能够对于多个功率放大器独立、并行执行所述方法。 [0042] 在条件状态步骤50中，确定第一开关（以及第二开关，如果如图4所示可用）应设置在第一状态还是第二状态中。如果所述一个或多个开关将设置在第一状态中，则方法继续到连接C步骤52。否则，方法继续到断开C步骤54。例如，在传送时隙中，应连接第一（和第三电容器），由此第一开关（和第二开关）应设置在第一（连接）状态中。相反，在接收时隙中，第一（和第三电容器）应被断开，由此第一开关（和第二开关）应设置在第二（断开）状态中。 [0043] 在连接C步骤52中，通过将第一开关15设置在传导状态中，将第一电容器16连接到组合器13。此外，如果存在，则将第二开关18设置在传导状态以便也将第三电容器19连接到组合器。可选地，短路开关11设置在阻断状态中，以便由此确保偏置源未短路到接地。 [0044] 在断开C步骤54中，通过将第一开关15设置在阻断状态中，使第一电容器16与组合器13断开。此外，如果存在，则将第二开关18设置在阻断状态中以便也使第三电容器19与组合器断开。可选地，短路开关11设置在传导状态，以便由此使偏置源短路到接地，以便有效地使偏置源与组合器断开。 |
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