功率放大器芯片以及通信设备

申请号 CN202310810507.2 申请日 2020-08-18 公开(公告)号 CN117014027B 公开(公告)日 2024-04-12
申请人 华为技术有限公司; 发明人 徐伟; 史坡; 杨正得; 王余峰; 邹俊浩; 罗青全; 上官声长;
摘要 本 申请 实施例 提供了一种通信设备,包括:无线射频集成 电路 RFIC,用于向功率 放大器 PA提供射频 信号 ;所述 功率放大器 ,包括第一增益和第二增益;其中,所述功率放大器启动的时刻与所述功率放大器开始传输信号的时刻之间的第一时间段,大于将所述功率放大器开始由所述第一增益调节至所述第二增益的时刻与所述功率放大器采用所述第二增益开始传输信号的时刻之间的第二时间段。
权利要求

1.一种通信设备,其特征在于,包括:
无线射频集成电路RFIC,用于向功率放大器PA提供射频信号
所述功率放大器,包括第一增益和第二增益;其中,
所述功率放大器启动的时刻与所述功率放大器开始传输信号的时刻之间的第一时间段,大于将所述功率放大器开始由所述第一增益调节至所述第二增益的时刻与所述功率放大器采用所述第二增益开始传输信号的时刻之间的第二时间段。
2.根据权利要求1所述的通信设备,其特征在于,还包括控制器
所述无线射频集成电路,还用于向所述控制器发送指示功率放大器配置的指示信息;
所述控制器,用于从所述无线射频集成电路接收所述指示信息,并基于所述指示信息,控制所述功率放大器启动、以及调节所述功率放大器的增益。
3.根据权利要求2所述的通信设备,其特征在于,所述指示信息包括以下至少一项:所述功率放大器的增益、所述功率放大器的供电模式、所述功率放大器启动的时刻、所述功率放大器开始由所述第一增益调节至所述第二增益的时刻、或者所采用的功率放大器芯片的输出端口。
4.根据权利要求1‑3中任一项所述的通信设备,其特征在于,还包括电源设备;
所述无线射频集成电路,还用于发送指示信号;
所述电源设备,用于从所述无线射频集成电路接收所述指示信号,基于所述指示信号,采用所述指示信号所指示的供电模式向所述功率放大器供电,所述供电模式包括平均功率追踪模式或者包络追踪模式。
5.一种功率放大器芯片,包括功率放大器裸芯片,所述功率放大器裸芯片包括至少一级功率放大器;其中,所述至少一级功率放大器中包括第一功率放大器,所述第一功率放大器包括第一增益和第二增益;
所述第一功率放大器启动的时刻与所述第一功率放大器开始传输信号的时刻之间的第一时间段,大于将所述第一功率放大器开始由所述第一增益调节至所述第二增益的时刻与所述第一功率放大器采用所述第二增益开始传输信号的时刻之间的第二时间段。
6.根据权利要求5所述的功率放大器芯片,其特征在于,所述功率放大器芯片还包括:
控制器,用于从无线射频集成电路接收指示功率放大器配置的指示信息,并基于所述指示信息,控制所述第一功率放大器启动、以及调节所述第一功率放大器的增益。
7.根据权利要求6所述的功率放大器芯片,其特征在于,所述指示信息包括以下至少一项:所述第一功率放大器的增益、所述第一功率放大器的供电模式、所述第一功率放大器启动的时刻、所述第一功率放大器开始由所述第一增益调节至所述第二增益的时刻、或者所采用的所述功率放大器芯片的输出端口。
8.根据权利要求5‑7中任一项所述的功率放大器芯片,其特征在于,所述功率放大器芯片包括多个所述功率放大器裸芯片,所述多个所述功率放大器裸芯片合封于封装壳中。
9.根据权利要求8所述的功率放大器芯片,其特征在于,所述多个功率放大器裸芯片分别支持不同的射频频段。
10.一种控制功率放大器的方法,其特征在于,包括:
启动功率放大器,其中,启动所述功率放大器的时刻与所述功率放大器开始传输信号的时刻之间为第一时间段;
调节所述功率放大器的增益,其中,所述功率放大器开始由第一增益调节至第二增益的时刻与所述功率放大器采用所述第二增益开始传输信号的时刻之间为第二时间段;
其中,所述第一时间段大于所述第二时间段。

说明书全文

功率放大器芯片以及通信设备

技术领域

[0001] 本申请实施例涉及通信领域,尤其涉及一种功率放大器芯片以及通信设备。

背景技术

[0002] 伴随着科学技术的发展,通信技术得以突飞猛进的提升。无线通信技术经过长期的演化发展,当前无线通信技术中,为了提高信息传输速率,终端设备通常支持双连接的方式同时接入4G网络和5G网络。4G网络或5G网络中基站可以分别采用4G频段或5G频段与终端设备进行数据传输。
[0003] 相关通信技术中,通常需要在终端设备中设置两套独立的射频单元,以分别支持4G网络和5G网络的数据传输,每一套射频单元包括诸如功率放大器模和电源模块等。该两套独立的射频单元通常占用终端设备较高的版图面积,不利于终端设备向体积小、集成度高的方向发展。在其他可能的双连接的通信场景,如多卡多待或多模同时传输等场景下,多个独立的射频单元也会造成类似问题。由此,如何在支持双连接数据传输方式的终端设备中、降低射频单元所占用的版图面积成为需要解决的问题。
发明内容
[0004] 本申请提供的功率放大器芯片和通信设备,有利于降低通信设备所占用的电子设备的版图面积。为达到上述目的,本申请采用如下技术方案。
[0005] 第一方面,本申请实施例提供一种功率放大器芯片,包括:封装壳;多个功率放大器裸芯片,所述多个功率放大器裸芯片合封于所述封装壳中;其中,所述多个功率放大器裸芯片中的每一个功率放大器裸芯片包括至少一级功率放大器。
[0006] 本申请实施例通过将多个功率放大器裸芯片封装于同一封装壳中,可以降低功率放大器所占用的终端设备的版图的面积,有利于高度集成化的终端设备的实现。
[0007] 基于第一方面,在一种可能的实现方式中,所述多个功率放大器裸芯片分别支持不同的射频频段。
[0008] 该不同的射频频段可以包括但不限于:N41频段(2496MHz–2690MHz)、B39频段(1880MHz–1920MHz)或者B1频段(1920MHz–1980MHz)。
[0009] 基于第一方面,在一种可能的实现方式中,所述功率放大器芯片还包括:第一开关,位于所述封装壳中,用于将第一电容连接在公共地与所述多个功率放大器裸芯片中的第一功率放大器裸芯片的电源端之间或者断开所述连接。
[0010] 基于第一方面,在一种可能的实现方式中,所述功率放大器芯片还包括第二电容和第二开关,位于所述封装壳中;所述第二开关用于将所述第二电容连接在公共地与所述多个功率放大器裸芯片中的第二功率放大器裸芯片的电源端之间或者断开所述连接。
[0011] 可选地,第二功率放大器裸芯片可以是所述第一功率放大器裸芯片,此外,第二功率放大器裸芯片还可以是与所述第一功率放大器裸芯片不同的功率放大器裸芯片。
[0012] 通过将第一开关、第二电容和第二开关封装于功率放大器芯片内部,可以使得在具有多种供电模式的功率放大器的场景中,进一步降低通信设备所占用的终端设备的版图面积。
[0013] 基于第一方面,在一种可能的实现方式中,所述功率放大器芯片还包括:控制器,位于所述封装壳中,所述控制器用于从无线射频集成电路接收用于指示功率放大器配置的指示信息,基于所述指示信息,控制所述多个功率放大器裸芯片中至少一个功率放大器裸芯片内的至少一级功率放大器使能,以及调节所使能的至少一级功率放大器的增益;其中,所述指示信息包括以下至少一项:所使能的至少一级功率放大器、功率放大器的增益、功率放大器的供电模式、控制功率放大器启动的时刻、调节功率放大器的增益的时刻或者所采用的所述功率放大器芯片的输出端口。
[0014] 基于第一方面,在一种可能的实现方式中,所述功率放大器芯片还包括:多个开关组,位于所述封装壳中,所述多个开关组中的第一开关组包括第一输入端和多个输出端;所述多个功率放大器裸芯片中的第三功率放大器裸芯片的输出端与所述多个第一开关组中的至少一个第一开关组的第一输入端连接,所述至少一个第一开关组中的每个第一开关组的多个输出端与所述功率放大器芯片的多个输出端口中的至少部分输出端口对应连接。
[0015] 可选地,第三功率放大器裸芯片可以是所述第一功率放大器裸芯片,也可以是所述第二功率放大器裸芯片。
[0016] 基于第一方面,在一种可能的实现方式中,所述至少一个第一开关组中的第二开关组包括第二输入端;所述第二输入端与所述功率放大器芯片的射频信号接收端连接;所述第二开关组中的开关基于控制信号,将所述射频信号接收端与所述第二开关组中多个输出端的其中一个输出端连接。
[0017] 基于第一方面,在一种可能的实现方式中,所述多个功率放大器裸芯片中的第二功率放大器裸芯片集成的第一功率放大器,包括第一增益和第二增益;其中,所述第一功率放大器启动的时刻与所述第一功率放大器开始传输信号的时刻之间的第一时间段,大于将所述第一功率放大器开始由所述第一增益调节至所述第二增益的时刻与所述第一功率放大器采用所述第二增益开始传输信号的时刻之间的第二时间段。
[0018] 第二方面,本申请实施例提供一种通信设备,该通信设备可以包括电源设备以及如第一方面所述的功率放大器芯片;其中,所述电源设备中的第一电源设备用于向所述功率放大器芯片中的第一功率放大器裸芯片供电;所述电源设备中的第二电源设备用于向所述功率放大器芯片中的其余功率放大器裸芯片供电。
[0019] 基于第二方面,在一种可能的实现方式中,所述通信设备还包括:无线射频集成电路,用于向多个功率放大器裸芯片中的至少一个功率放大器裸芯片集成的功率放大器传输射频信号。
[0020] 基于第二方面,在一种可能的实现方式中,所述电源设备还用于:从所述无线射频集成电路接收指示信号,基于所示指示信号,采用所述指示信号所指示的供电模式向所述功率放大器供电;所述供电模式包括平均功率追踪模式或者包络追踪模式。
[0021] 基于第二方面,在一种可能的实现方式中,所述通信设备还包括第一电容;所述第一电容基于第一开关的控制,连接在公共地与所述第一功率放大器裸芯片的电源端之间或者断开所述连接。
[0022] 基于第二方面,在一种可能的实现方式中,所述无线射频集成电路还用于:向所述功率放大器芯片中的控制器传输指示信息。附图说明
[0023] 为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对本申请实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0024] 图1是本申请实施例的提供的一个应用场景示意图;
[0025] 图2是本申请实施例提供的功率放大器芯片的一个结构示意图;
[0026] 图3是本申请实施例提供的通信设备的一个结构示意图;
[0027] 图4是本申请实施例提供的电源设备的内部结构示意图;
[0028] 图5是本申请实施例提供的功率放大器芯片的又一个结构示意图;
[0029] 图6是本申请实施例提供的通信设备的又一个结构示意图;
[0030] 图7是本申请实施例提供的电源设备的又一个结构示意图;
[0031] 图8是本申请实施例提供的通信设备的又一个结构示意图;
[0032] 图9是本申请实施例提供的通信设备的又一个结构示意图;
[0033] 图10是本申请实施例提供的通信设备的又一个结构示意图;
[0034] 图11是本申请实施例提供的网络设备下发的格式的一个示意图;
[0035] 图12是现有技术中调节功率放大器的增益的时间的一个时序图;
[0036] 图13是本申请实施例提供的调节功率放大器的增益的时间的一个时序图。

具体实施方式

[0037] 下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
[0038] 本申请的术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述的目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性,也不能理解为指示或暗示顺序。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元。方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。在本申请实施例的描述中,“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言,使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。
[0039] 本申请实施例中的终端设备也可以称为:用户设备(user equipment,UE)、移动台(mobile station,MS)、移动终端(mobile terminal,MT)、接入终端、用户单元、用户站、移动站、移动台、远方站、远程终端、移动设备、用户终端、终端、无线通信设备、用户代理或用户装置等。终端设备可以是一种向用户提供语音/数据连通性的设备,例如,具有无线连接功能的手持式设备、车载设备等。目前,一些终端的举例为:手机(mobile phone)、平板电脑笔记本电脑、掌上电脑、移动互联网设备(mobile internet device,MID)、可穿戴设备,虚拟现实(virtual reality,VR)设备、增强现实(augmented reality,AR)设备、工业控制(industrial control)中的无线终端、无人驾驶(self driving)中的无线终端、远程手术(remote medical surgery)中的无线终端、智能电网(smart grid)中的无线终端、运输安全(transportation safety)中的无线终端、智慧城市(smart city)中的无线终端、智慧家庭(smart home)中的无线终端、蜂窝电话、无绳电话、会话启动协议(session initiation protocol,SIP)电话、无线本地环路(wireless local loop,WLL)站、个人数字助理(personal digital assistant,PDA)、具有无线通信功能的手持设备、计算设备或连接到无线调制解调器的其它处理设备、车载设备、可穿戴设备,未来5G网络中的终端设备或者未来演进的公用陆地移动通信网络(public land mobile network,PLMN)中的终端设备等,本申请实施例对此并不限定。
[0040] 本申请实施例中的网络设备可以是用于与终端设备通信的设备,该网络设备也可以称为接入网设备或无线接入网设备,可以是LTE系统中的演进型基站(evolved NodeB,eNB或eNodeB),还可以是无线接入网络(cloud radio access network,CRAN)场景下的无线控制器,或者该接入设备可以为中继站、接入点、车载设备、可穿戴设备以及未来5G网络中的接入设备或者未来演进的PLMN网络中的接入设备等,可以是WLAN中的接入点(access point,AP),可以是新型无线系统(new radio,NR)系统中的gNB本申请实施例并不限定。另外,在本申请实施例中,网络设备还可以是RAN(Radio Access Network,无线接入网)中的设备,或者说,是将终端设备接入到无线网络的RAN节点。例如,作为示例而非限定,作为网络设备,可以列举:gNB、传输接收点(transmission reception point,TRP)、演进型节点B(evolved Node B,eNB)、无线网络控制器(radio network controller,RNC)、节点B(Node  B,NB)、基站控制器(base station  controller,BSC)、基站收发台(base transceiver station,BTS)、家庭基站(例如,home evolved NodeB,或home Node B,HNB)、基带单元(base band unit,BBU),或无线保真(wireless fidelity,Wifi)接入点(access point,AP)等。
[0041] 请参考图1,其示出了应用于本申请实施例的一个场景示意图。在图1所示的场景中,包括终端设备、网络设备A1和网络设备A2。其中,终端设备可以同时接入到网络设备A1和网络设备A2中,该接入方式称为双连接(dual‑connectivity,DC)。在一个示例性场景下,该两个网络设备之中,负责与终端设备交互无线资源控制消息,并负责和核心网控制平面实体交互的为可以称之为主网络设备,另一个网络设备为辅网络设备。类似的,终端设备也可以同时与多个网络设备存在通信连接并可收发数据,可以称之为多连接(multi‑connectivity,MC),该多个网络设备之中,可以有一个网络设备负责与该终端设备交互无线资源控制消息,并负责和核心网控制平面实体交互,那么,该网络设备可以称之为主网络设备,则其余的网络设备可以称之为辅网络设备。本申请以下各实施例中以双连接为例进行详细阐述。
[0042] 在如图1所示的场景中,网络设备A1和网络设备A2可以为相同无线接入类型的网络设备。例如,网络设备A1和网络设备A2可以为LTE系统的网络设备,或者可以为NR系统的网络设备。网络设备A1和网络设备A2还可以是不同无线接入类型的网络设备。具体实现中,网络设备A1可以为LTE系统的网络设备,网络设备A2可以为NR系统的网络设备。其中,网络设备A1和网络设备A2均可以作为主网络设备。进一步的,网络设备A1和网络设备A2可以分别以不同的射频频段为终端设备服务。
[0043] 终端设备中可以设置有通信设备,该终端设备可以通过通信设备向网络设备A1和网络设备A2发送数据,或者通过通信设备从网络设备A1和网络设备A2接收数据。该通信设备通常包括功率放大器(Power Amplifier,PA)、为功率放大器提供电能的电源设备、和用于向PA提供射频信号的RFIC(Radio Frequency Integrated Circuit,无线射频集成电路)等,也可选择性包括调制解调器和天线等。
[0044] 当终端设备采用双连接或多连接与网络设备进行数据传输时,需要设置两套或多套功率放大器以进行多通道数据传输;例如采用双连接时,设置两套功率放大器以使终端设备分别与网络设备A1和网络设备A2进行数据传输;采用三连接时,设置三套功率放大器以使终端设备与相应的网络设备进行数据传输。此外,为了提高通信设备中各连接通道对应的功率放大器的工作性能,通常需要设置多个独立的电源模块,以为每一套功率放大器进行独立供电。这样一来,通常导致通信设备在终端设备中占用过多的版图面积。不利于高度集成化的终端设备的实现。
[0045] 基于图1所示的应用场景,下面通过图2‑图8所示的实施例,对终端设备中的通信设备的结构进行详细描述,以解决降低版图面积的技术问题。
[0046] 通信设备可以包括一个或多个功率放大器芯片。每个功率放大器芯片中可以集成有至少两个功率放大器。也即是说,一个功率放大器芯片可以集成有两个功率放大器、三个功率放大器、或四个功率放大器等等,本申请实施例对此不做限定。以一个功率放大器芯片包括两个功率放大器为例,结合图2,对功率放大器芯片的内部结构进行详细描述。
[0047] 在图2中,功率放大器芯片11可以包括PA1裸芯片和PA2裸芯片。这里裸芯片也可以称为Die,也即在半导体上通过生长、掺杂、刻蚀、或显影等工艺形成的集成电路,该集成电路具有功率放大的功能。具体实践中,PA1裸芯片和PA2裸芯片可以通过粘贴、或烧结等工艺一起设置于封装材料内部,该封装材料用于形成一个封装壳。然后,通过跳线或埋线等工艺将PA1裸芯片和PA2裸芯片的引出端连接至封装壳、用于与外部器件连接的各引脚上,从而实现PA1裸芯片和PA2裸芯片与外部器件或设备之间的信号交流。
[0048] 在所述功率放大器芯片11中,封装壳用于封装内部器件,例如可采用标准封装工艺实现。被封装的内部器件包括但不限于如前所述的多个裸芯片、以及其他必要器件,如后续实施例提到的开关、开关组、电容或控制器等,具体可参照后续实施例的介绍。
[0049] 上述PA1裸芯片所集成的功率放大器PA1和PA2裸芯片所集成的功率放大器PA2可以用于支持不同频段信号的功率放大。具体的,PA1可以支持N41频段(2496MHz–2690MHz)的功率放大;PA2可以支持B39频段(1880MHz–1920MHz)、B3频段(1710MHz–1785MHz)或者B1频段(1920MHz–1980MHz)的功率放大。
[0050] 从图2中可以看出,功率放大器芯片11包括多个引脚,该多个引脚分别为:PA1的信号输入端N1,PA2的信号输入端N2,PA1的电源端V1,PA2的电源端V2,PA1和PA2的公共地端G,PA1的输出端口Po1和PA2的输出端口Po2。该多个引脚分别与外部诸如电源设备、RFIC、或天线设备等设备或器件连接,实现如图1所示的多路上行通信信号的功率放大。
[0051] 本申请实施例通过将多个功率放大器裸芯片封装于同一功率放大器芯片中,可以降低功率放大器所占用的终端设备的版图的面积,有利于高度集成化的终端设备的实现。
[0052] 基于图2所示的功率放大器芯片11,本申请实施例提供一种如图3所示的通信设备100,该通信设备100包括RFIC、电源设备12和功率放大器芯片11。
[0053] 其中,电源设备12可以包括两个输出端和一个公共地端,其中一个输出端与功率放大器芯片的电源端V1连接,以用于向功率放大器芯片11中的PA1供电;另外一个输出端与功率放大器芯片11的电源端V2连接,以用于向功率放大器芯片中的功率放大器PA2供电,公共地端与功率放大器芯片11的公共地端G连接。
[0054] 在一种可能的实现方式中,电源设备12可以包括第一电源芯片121和第二电源芯片122,如图4所示。第一电源芯片121和第二电源芯片122可以为独立的裸芯片,其封装于电源设备12中。第一电源芯片121为PA1供电,第二电源芯片122为PA2供电。
[0055] RFIC的第一射频信号输出端F1与功率放大器芯片11的信号输入端N1连接,RFIC的第二射频信号输出端F2与功率放大器芯片11的信号输入端N2连接。RFIC的第一射频信号输出端F1和第二射频信号输出端F2分别用于提供第一频段的信号和第二频段的信号。该第一频段的信号可以为上述N41频段信号,该第二频段的信号可以为上述B39频段、上述B1频段或者上述B3频段的信号。
[0056] 在本申请实施例中,功率放大器芯片所包括的多个功率放大器裸芯片中,每一个功率放大器裸芯片还可以集成有多个级联的PA。该多个级联的PA可以是通过在同一个衬底生长、离子掺杂、刻蚀、和显影等工艺集成在同一裸芯片中的。其中,用于接收外部设备(例如RFIC)输入的信号的PA称为前一级PA,用于向外部设备(例如天线)输出信号的PA称为后一级PA。此外,在某些场景中,在前一级PA和后一级PA之间还可以设置有一级或多级中间级PA。其中每一级PA在工作时均需要电源供电。其中,前一级PA的供电电压可以为直流恒定电压;后一级PA可以支持多种供电模式。该多种供电模式例如可以包括但不限于:APT(Average Power Tracker,平均功率追踪)模式和ET(Envelope Tracker,包络追踪)模式。中间级PA的供电方式可以根据场景的需要选择直流恒压模式、APT模式或者ET模式。在APT模式下,为了改善大带宽下载波的线性度,在功率放大器的电源端与公共地之间还设置有电容;而在ET模式下,由于供电电压变化较快,电容会影响包络追踪特性,此时ET模式下不需要设置电容。下面,以每一个功率放大器裸芯片集成有两级级联的PA为例,结合图5,对该功率放大器芯片进行详细描述。
[0057] 请继续参考图5,其示出了本申请实施例提供的功率放大器芯片的又一个结构示意图。在图5中,功率放大器芯片11包括两个PA裸芯片,分别为PA1裸芯片和PA2裸芯片,其中,PA1裸芯片集成有两个级联的PA,PA2裸芯片同样也集成有两个级联的PA。当功率放大器芯片11封装完毕后,从外部看,功率放大器芯片11的引脚包括:第一电源端V1、第二电源端V2、第三电源端V3、第四电源端V4、信号输入端N1、信号输入端N2、输出端口Po1、输出端口Po2和公共地端G。与图2所示的功率放大器芯片11类似,PA1裸芯片和PA2裸芯片的相应端通过跳线或埋线的方式分别连接至功率放大器芯片11的各引脚,在此不再赘述连接关系。信号输入端N1用于将RFIC输入的第一频段信号提供至PA1中的前一级PA;输出端口Po1用于将PA1中的后一级PA输出的信号提供给天线;信号输入端N2用于将RFIC输入的第二频段信号提供至PA2中的前一级PA;输出端口Po2用于将PA2中的后一级PA输出的信号提供给天线。第一电源端V1用于将外部输入的直流恒定电压提供至PA1中的前一级PA;第二电源端V2用于将外部输入的PAT模式电压或者ET模式电压提供至PA1中的后一级PA。第三电源端V3用于将外部输入的直流恒定电压提供至PA2中的前一级PA;第四电源端V4用于将外部输入的PAT模式电压或者ET模式电压提供至PA2中的后一级PA。公共地端G用于将外部提供的公共参考电压信号提供至PA1中的各级PA以及PA2中的各级PA。
[0058] 继续参考图5,在图5中,功率放大器芯片11内部还封装有电容C1、电容C2、开关K1和开关K2;功率放大器芯片11的外部引脚还包括控制端CL1和控制端CL2。其中,电容C1的第一极连接至第二电源端V2,电容C1的第二极连接至开关K1的其中一端。开关K1的另外一端连接至公共地G,开关K1的控制端连接至控制端CL1。电容C2的第一极连接至第四电源端V4,电容C2的第二极连接至开关K2的其中一端。开关K2的另外一端连接至公共地G,开关K2的控制端连接至控制端CL2。需要说明的是,实际产品中,电容C1与开关K1的位置可以互换。具体的,开关K1的一端连接至第二电源端V2,开关K1的另外一端连接至电容C1的第一极,电容C1的第二极连接至公共地G。此外,电容C2和开关K2的位置也可以互换,具体互换的方式可以参考电容C1和开关K1之间位置互换的相关描述,在此不在赘述。控制端CL1用于接收外部发送的控制信号,以控制开关K1导通或关断。当第二电源端V2向PA1中的后一级PA输入APT模式的电压时,外部控制信号通过控制端CL1控制开关K1导通,电容C1连接至公共地G;当第二电源端V2向PA1中的后一级PA输入ET模式的电压时,外部控制信号通过控制端CL1控制开关K1关断,电容C1与公共地G之间断开。开关K2的导通和关断的原理与开关K1相同,在此不再赘述。开关K1和开关K2可以包括但不限于三极管、或MOS管等。当开关K1和开关K2为MOS管时,开关K1和开关K2的控制端为栅极,开关K1和开关K2的另外两极分别为源极和漏极,具体哪一端为源极或漏极,根据所选用的为PMOS管或者NMOS管确定。需要说明的是,功率放大器芯片11内部所封装的电容C1、电容C2、开关K1和开关K2也均为裸芯片,例如这几个器件可以位于一个或多个裸芯片中;或者,这几个器件也可以分立器件实现,本实施例对此不限定。
[0059] 本申请实施例通过将电容C1、电容C2、开关K1和开关K2封装于功率放大器芯片11内部,可以使得在具有多种供电模式的功率放大器的场景中,进一步降低通信设备所占用的终端设备的版图面积。
[0060] 基于图5所示的功率放大器芯片11,本申请实施例提供一种如图6所示的通信设备100,该通信设备100包括RFIC、第一电源芯片121、第二电源芯片122、功率放大器芯片11、天线设备T1和天线设备T2。
[0061] RFIC包括第一射频信号输出端F1、第二射频信号输出端F2、第一控制信号输出端Cr1、第二控制信号输出端Cr2、第三控制信号输出端Cr3和第四控制信号输出端Cr4。其中,RFIC的第一射频信号输出端F1与功率放大器芯片11的信号输入端N1连接,RFIC的第二射频信号输出端F2与功率放大器芯片11的信号输入端N2连接,RFIC的第一控制信号输出端Cr1与功率放大器芯片11的控制端CL1连接,RFIC的第二控制信号输出端Cr2与功率放大器芯片11的控制端CL2连接,RFIC的第三控制信号输出端Cr3与第一电源芯片121的控制端Cr3连接,RFIC的第四控制信号输出端Cr4与第二电源芯片122的控制端Cr4连接。
[0062] 第一电源芯片121的输出端Vcc1与功率放大器芯片11的第一电源端V1连接,第一电源芯片121的输出端Vcc2与功率放大器芯片11的第二电源端V2连接。第二电源芯片122的输出端Vcc3与功率放大器芯片11的第三电源端V3连接,第二电源芯片的输出端Vcc4与功率放大器芯片11的第四电源端V4连接。具体实现中,第一电源芯片121和第二电源芯片122可以封装于同一个电源设备12中,其分别通过裸露在外部的引脚或端口与外部芯片或设备连接以进行信号交流,如图7所示。
[0063] 此外,在如图6所述的通信设备中,为了提高用于支持诸如上述B41频段的功率放大器在APT供电模式的性能,通常需要在第一电源芯片121的第二输出端Vcc2和公共地G之间串联有电容C3和开关K3,电容C3的第一极连接至第二输出端Vcc2,电容C3的第二极连接至开关K3的其中一端,开关K3的另一端连接至公共地G,另外,电容C3和开关K3的位置也可以互换,具体互换的方式可以参考电容C1和开关K1之间位置互换的相关描述,在此不在赘述。此外,RFIC还包括第五控制信号输出端Cr5,开关K3的控制端连接至RFIC的第五控制信号输出端Cr5。
[0064] 为了进一步降低通信设备所占用的终端设备的版图面积,在一种可能的实现方式中,开关K3还可以设置于功率放大器芯片11内部,如图8所示。此时,功率放大器芯片11的引脚还包括控制端CL3,以通过控制端CL3将开关K3的控制端与RFIC的第五控制信号输出端Cr5连接。为了图8的可视性,图8中未示出控制端CL1、控制端CL2、控制端CL3分别与第一控制信号输出端Cr1、第二控制信号输出端Cr2、第三控制信号输出端Cr3连接的情况。
[0065] 此外,需要说明的是,第一电源芯片121、第二电源芯片122、功率放大器芯片11和RFIC均包括公共地端,其所有的公共地端均可以连接在一起。图6和图8中除了功率放大器芯片11外,未示出其余芯片或设备的公共地端。
[0066] 在如图6所示的通信设备中,在采用双连接的方式进行信号发送的场景中,第一电源芯片121的输出端Vcc1向PA1中的前一级PA提供恒定的直流电压,第二电源芯片122的输出端Vcc3向PA2中的前一级PA提供恒定的直流电压。RFIC可以基于所要发射的射频信号的功率大小,控制第一电源芯片121的输出端Vcc2通过APT模式或者通过ET模式向PA1的后一级PA供电,或者控制第二电源芯片122的输出端Vcc4通过APT模式或者通过ET模式向PA2的后一级PA供电。具体的,当RFIC检测到待发射的射频信号为大功率信号时,RFIC可以控制第一电源芯片121和第二电源芯片122分别采用APT模式供电。此时,RFIC可以控制开关K1、开关K2、开关K3闭合,电容C1连接在第一电源芯片121的输出端Vcc2与公共地G之间,电容C2连接在第二电源芯片122的输出端Vcc4与公共地G之间,电容C3连接在第一电源芯片121的输出端Vcc2与公共地G之间。当RFIC检测到待发射的射频信号为中小功率信号时,RFIC可以控制第一电源芯片和第二电源芯片分别采用ET模式供电。此时,RFIC可以分别控制开关K1、开关K2和开关K3断开,电容C1、电容C2和电容C3此时均未接入电路中。
[0067] 通过采用如图6或图8所示的通信设备,可以在保障各PA独立供电的同时,还可以降低通信设备所占用的版图面积,有利于实现高度集成化的终端设备。
[0068] 请继续参考图9,其示出了本申请实施例提供的电子设备100的又一个结构示意图。在图9中,电子设备100包括第一供电芯片121、第二供电芯片122、RFIC和功率放大器芯片11。其中,RFIC与第一供电芯片121之间的连接关系以及二者之间的信号交互、RFIC与第二供电芯片122之间的连接关系以及二者之间的信号交互可以参考图6所示的实施例中的相关描述,在此不再赘述。
[0069] 功率放大器芯片11包括四个PA裸芯片,分别为PA1裸芯片、PA2裸芯片、PA3裸芯片和PA4裸芯片,其中,PA1裸芯片、PA2裸芯片、PA3裸芯片和PA4裸芯片可以分别集成有两个级联的PA。PA1裸芯片、PA2裸芯片、PA3裸芯片和PA4裸芯片的相应端通过跳线、埋线或者开关的方式分别连接至功率放大器芯片11的各引脚。功率放大器芯片11还包括电容C1、电容C2、开关K1、开关K2和开关K3。与图2‑图8所示的功率放大器芯片11不同的是,本申请实施例所示的功率放大器芯片11还包括控制器CR。开关K1、开关K2和开关K3的控制端通过控制器CR控制导通或关断。除此之外,电容C1、电容C2、开关K1、开关K2和开关K3的作用、有益效果以及与其他部件之间的连接关系,与图5‑图8所示的功率放大器芯片11中的相同,具体可以参考图5‑图8所示的功率放大器芯片11的相关描述,在此不再赘述。控制器CR的作用以及与其他各部件之间的连接关系参见下文描述。
[0070] 与图5所示的PA1裸芯片相同,PA1裸芯片用于放大第一频段(例如5G频段)的射频信号,PA1裸芯片中的前一级PA可以通过第一电源端V1连接至第一供电芯片的输出端Vcc1,PA1裸芯片中的后一级PA可以通过第二电源端V2连接至第一供电芯片的输出端Vcc2,PA1裸芯片通过信号输入端N1与RFIC的第一射频信号输出端F1连接。PA2裸芯片用于放大第二频段(例如4G中的低频频段)的射频信号,PA3裸芯片用于放大第三频段(例如4G中的中频频段)的射频信号,PA4裸芯片用于放大第四频段(例如4G中的高频频段)的射频信号。其中,PA2裸芯片、PA3裸芯片和PA4裸芯片中的前一级PA可以通过第三电源端V3均连接至第二供电芯片的输出端Vcc3,PA2裸芯片、PA3裸芯片和PA4裸芯片中的后一级PA可以通过第四电源端V4均连接至第二供电芯片的输出端Vcc4,PA2裸芯片通过信号输入端N2与RFIC的第二射频信号输出端F2连接,PA3裸芯片通过信号输入端N3与RFIC的第三射频信号输出端F3连接,PA4裸芯片通过信号输入端N4与RFIC的第四射频信号输出端F4连接。PA1裸芯片的具体工作方式参考图5所示的PA1的相关描述,PA2裸芯片、PA3裸芯片和PA4裸芯片的具体工作方式参考图5所示的PA2的相关描述,在此不再赘述。
[0071] 通常,针对同一频段的信号,不同国家或地区所采用的通信频段存在细微差别。例如,针对低频频段的信号,一些地区可能采用标准38101‑3‑g21中频段号为LB1的频段,一些地区可能采用标准38101‑3‑g21中频段号为LB2的频段。基于此,为了适用多种通信频段,对于用于放大同一频段范围的信号的功率放大器(例如PA1),可以提供多个输出端口,每一个输出端口适用一种射频频段,PA裸芯片的输出端通过开关组中的开关与其中一个输出端口连接。此外,开关组还包括与输出端口一一对应连接的结点,各结点通过不同的射频信号线与各输出端口一一对应连接。其中,用于连接各结点与各输出端口的射频信号线,是基于输出端口所提供的射频频段决定的。具体的,如图9所示,PA1裸芯片后一级PA的输出端通过开关组1连接至输出端口Po1或者输出端口Po2,其中,用于连接开关组1的一个结点与输出端口Po1的射频信号线可以为适用于标准38101‑3‑g21中频段号为N40的射频信号线,用于连接开关组1的另外一个节点与输出端口Po2的射频信号线可以为适用于标准38101‑3‑g21中频段号为N41的射频信号线;PA3裸芯片后一级PA的输出端通过开关组2连接至输出端口Po4、输出端口Po5或者输出端口Po6,其中,用于连接开关组2的第一结点与输出端口Po4的射频信号线可以为适用于标准38101‑3‑g21中频段号为MB39的射频信号线,用于连接开关组2的第二结点与输出端口Po5的射频信号线可以为适用于标准38101‑3‑g21中频段号为MB3的射频信号线,用于连接开关组2的第三结点与输出端口Po6的射频信号线可以为适用于标准38101‑3‑g21中频段号为MB1的射频信号线;PA4裸芯片后一级PA的输出端通过开关组3连接至输出端口Po7、输出端口Po8或者输出端口Po9,其中,用于连接开关组3的第一结点与输出端口Po7的射频信号线可以为适用于标准38101‑3‑g21中频段号为LB8的射频信号线,用于连接开关组3的第二结点与输出端口Po8的射频信号线可以为适用于标准38101‑3‑g21中频段号为LB28的射频信号线,用于连接开关组3的第三结点与输出端口Po9的射频信号线可以为适用于标准38101‑3‑g21中频段号为LB20的射频信号线。需要说明的是,PA1、PA3和PA4所对应的输出端的数目仅是示意性的,可以理解的是,PA1、PA3和PA4可以分别对应更多或更少的输出端,相应的,每一个开关组中可以包括更多或更少的开关。此外,如图9所示的功率放大器芯片11还包括输出端口Po3。PA2裸芯片的后一级PA的输出端通过射频信号线与输出端口Po3连接。输出端口Po3可以支持标准38101‑3‑g21中频段号为MHB3的射频信号。
[0072] 请继续参看图9,在图9中,控制器CR通过数据输入端SDATA与RFIC的数据输出端SD连接,控制器CR通过时钟信号端SCLK与RFIC的时钟输出端SC连接,控制器CR通过电池端VBAT与外部电池连接。在功率放大器芯片11内部,控制器CR的控制端A1与PA1的增益调节端A1连接,控制器CR的控制端A11与PA1的使能端A11连接;控制器CR的控制端A2与PA2的增益调节端A2连接,控制器CR的控制端A12与PA2的使能端A12连接;控制器CR的控制端A3与PA3的增益调节端A3连接,控制器CR的控制端A13与PA3的使能端A13连接;控制器CR的控制端A4与PA4的增益调节端A4连接,控制器CR的控制端A14与PA4的使能端A14连接;控制器CR的控制端A5与第一开关组1的控制端A5连接;控制器CR的控制端A6与第二开关组2的控制端A6连接;控制器CR的控制端A7与第三开关组3的控制端A3连接;控制器CR的控制端A8与开关K1的控制端连接;控制器CR的控制端A9与开关K2的控制端连接;控制器CR的控制端A10与开关K3的控制端连接。
[0073] 具体的,控制器CR可以基于时钟信号端SCLK提供的时钟周期工作。基于时钟信号端SCLK提供的时钟周期,控制器CR可以从数据输入端SDATA接收数据。该数据是RFIC通过总线发送给控制器CR的,实现工作方式控制。控制器CR可以对所接收到的数据进行解析,基于解析结果,确定出用于发射信号的功率放大器、所选用的功率放大器的增益、所选用的通信频段、和各功率放大器的供电模式(PAT供电模式或者ET供电模式)等信息。然后,基于所确定出的信息控制PA1、PA2、PA3或者PA4中的一个或多个使能,调节PA1、PA2、PA3或者PA4中的一个或多个的增益,以及控制开关组K1、开关组K3或者开关组K4的通路。以使一个或多个PA将输出端输出的信号通过天线传输至网络设备。
[0074] 作为示例,假设采用PA1发射第一射频信号、采用PA3发射第二射频信号,PA1的后一级PA采用APT模式供电,PA3的后一级PA采用APT模式供电,PA1通过通信协议中的N41频段发射信号,PA3通过通信协议中的MB39频段发射信号。RFIC可以将PA1的配置信息和PA3的配置信息,通过与数据输出端SD连接的总线传输至功率放大器芯片11的数据输入端SDATA,然后通过数据输入端SDATA提供给控制器CR。控制器CR基于所接收到的数据,控制PA1和PA3使能,调节PA1和PA3的增益,将PA1的输出端连接至输出端口Po1(假设输出端口Po1支持N41频段),将PA3的输出端连接至输出端口Po4(假设输出端口Po4支持MB39频段)。此外,控制器CR还可以控制开关K1、开关K2和开关K3均导通。
[0075] 上述配置信息可以承载于帧格式中传输。该帧格式可以包括用于指示功率放大器的字段、用于指示所采用的射频频段的字段和用于指示所采用的供电模式的字段等。具体场景中,还可以包括比上述帧格式所包括的字段更多或者更少的字段,根据场景的需要设置。各个字段可以通过多位比特位指示。例如,以指示PA的字段为例,可以采用四位比特位,每一位代表一个PA。例如,当采用PA1和PA3发射射频信号时,则该字段相应的比特位可以设置为“1010”。此外,控制器CR还可以控制开关K1、开关K3和开关K3均导通。
[0076] 在本实施例一种可能的实现方式中,终端设备可以复用功率放大器芯片11的输出端接收下行信号,然后通过功率放大器芯片11的输出端传输至RFIC。具体的,如图10所示。在图10中,功率放大器芯片11还包括信号接收端RX1和信号接收端RX2。其中,信号接收端RX1和信号接收端RX2分别用于接收不同频率的射频信号。此外,功率放大器芯片11的输出端口Po1和输出端口Po2分别连接至RFIC的信号接收端RN1和信号接收端RN2;功率放大器芯片11内部的开关组1还包括用于将输出端口Po1与PA1的输出端连接或者与信号接收端RX1连接的开关,开关组1还包括用于将输出端口Po2与PA1的输出端连接或者与信号接收端RX2连接的开关。控制器CR的控制端A5还用于控制开关组1中的开关,使得输出端口Po2与PA1的输出端连接或者与信号接收端RX2连接。具体的,RFIC将用于指示发射信号或者接收信号的指示信息通过数据输入端SDATA发送给控制器CR,控制器CR基于解析结果控制开关组1中的各开关。
[0077] 需要说明的是,如图9和图10所示的功率放大器芯片11还包括公共地端G,功率放大器芯片11内部的各地端均可以连接至公共地端G,该公共地端G可以与第一电源芯片、第二电源芯片和RFIC的公共地端连接,从而功率放大器芯片11、第一电源芯片、第二电源芯片和RFIC可以具有共同的公共电压参考信号。
[0078] 本申请各实施例所示的PA适用于通信制式各种物理信道,也即是说可以对各种信道传输的信号进行功率放大。该信道可以包括但不限于:PUCCH信道、PUSCH信道、PRACH信道和SRS信道。其中,不同的信道所采用的增益可以不同。当终端设备需要发射信号(此时PA由关断状态转为使能状态)之前,或者由采用第一类型信道(如PUCCH信道)发射信号转为采用第二类型信道(如PUSCH信道)发射信号(此时PA由采用第一增益发送信号转换为采用第二增益发送信号)之前,均需要对PA进行配置(包括控制PA使能或者改变PA增益等)。其中,RFIC可以基于网络设备下发的帧格式承载的信息对PA的功率进行配置,然后将PA的配置信息传输至控制器CR,以使得控制器CR控制PA使能,以及对PA进行增益调节,以使得PA正常工作。具体场景中,终端设备中的通信装置(例如包括基带处理器、RFIC和天线)可以监听网络设备发送的测量信息,然后对所接收到的测量信息进行解析,基于解析结果确定出与网络设备进行数据传输时用于承载数据的帧格式、各类型的数据进行传输的时间、用于进行数据传输的信道等信息。请参考图11,其示意性的示出了网络设备下发的帧格式的一个示意图。在图11中可以看出,每一帧数据可以包括两个时隙,每个时隙又可以包括14个符号。此外,承载于图11所示的帧格式中的信息还包括信号传输的起始符号,以及哪几个符号采用哪种信道进行信号传输。在图11中,示意性的示出了时隙8中的符号12开始进行信号传输。其中,时隙8中的符号12和符号13采用PUCCH信道进行信号传输;时隙9中的符号0至符号11采用PUSCH信道进行信号传输;时隙9中的符号12至符号13采用SRS信道进行信号传输。也即,时隙8中的符号12起始前,PA处于关断状态,在时隙8中的符号12开始,PA由关断状态转为使能状态。时隙9中的符号0之前,PA采用第一增益进行信号传输,时隙9中的符号0开始,PA采用第二增益进行信号传输。RFIC向控制器CR传输的PA配置信息中,还包括控制PA使能的时间以及调节PA增益的时间。通常,在距离信号开始传输之前的第一预设时间段或者在距离信道转换之前的第二预设时间段控制PA使能,或者调节PA增益。例如,在图12所示的时序中,假设T2时刻开始,PA采用第一增益进行信号传输,其对应图11所示的时隙8中的符号
12起始时刻,假设T3时刻开始,PA采用第二增益进行信号传输,其对应图11所示的时隙9中的符号0起始时刻。那么,传统技术中,在T1时刻,调节PA增益以及控制PA使能,在T2时刻,调节PA增益,以使得PA采用第二进行信号传输。其中,T2减去T1的时间段t1与T3减去T2的时间段t2相同或者具有较小的差异。其通常为2us左右。由于PA由关断状态转为使能状态的过程中,具有较大的时延,且在启动过程中由于外部因素等影响,通常导致输出的信号不稳定,进而导致所传输的信号具有较高的误码率。基于此,本申请实施例中,将时间段t1与时间段t2设置不同的时间段,其中,将时间段t1的长度设置为大于时间段t2的长度,也即提前启动PA。具体的,如图13所示时序,可以在T1时刻,调节PA增益以及控制PA使能,其余各时刻与图
12所示的各时刻相同。这样一来,可以使得PA具有足够的时间进入稳定的工作状态,从而可以降低误码率。此外,还可以提高首符号的误差向量幅度(EVM)。
[0079] 以上所述,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
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