[发明专利]具有减少功率消耗的无线电话发送功率放大的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及RF放大器。更具体说，本发明涉及一种用于无线电话发送信号的RF放大的新颖且改善的方法和设备。

背景技术

一种移动单元或无线电话集成了许多复杂的电路。RF收发机用于提供与基站的无线通信链接。RF收发机由接收器和发送器组成。与移动单元对接的天线从基站接收RF发送并将信号输出给接收器。接收器将所接收的信号放大、滤波并下变频到基带。随后，基带信号发送给基带处理电路。基带处理电路对信号进行解调并使其能通过扬声器传播给用户。

通过键盘按键或麦克风的语音输入的用户输入在基带处理电路中进行调节。对该信号进行调制并发送给发送器。发送器获得移动单元中所生成的基带信号，并对该信号进行上变频、滤波和放大。经上变频和放大的RF信号通过与用于接收器的同一天线发送给基站。

维持高质量语音和数据传输的设计要求必须与电池供电、小尺寸、低成本和高可靠性的设计要求进行权衡考虑。移动单元在电池电源下工作的要求出现了各种必须处理的问题。电池仅能提供有限的能量。将功率消耗最小化是延长电池寿命的唯一办法。

日益增长的减小便携式电话尺寸和重量的需求给硬件设计师施加了更多的压力，促使他们减小电池可用的尺寸和重量。电池技术的发展允许挽回一些由于尺寸减小所带来的可用能量存储损失。然而，总体的趋势是趋向将降低电话功率消耗作为一种延长电话通话和待机时间而同时又能减小电话形状因素的方法。

发送RF放大器链是移动电话中最大的功率消耗源之一。在码分多址(CDMA)移动电话中的发送RF放大器链设计进一步受限于施加在输出功率范围和输出发射上的技术标准。限制移动电话设计的技术标准包括电信工业协会(TIA)/电子工业协会(EIA)的IS-95B MOBILE STATION-BASE STATION COMPATIBILITY STANDARDFOR DUAL-MODE SPREAD SPECTRUM SYSTEMS和TIA/EIA IS-98-B RECOMMENDED MINIMUMPERFORMANCE STANDARDS FOR DUAL-MODE SPREAD SPECTRUM CELLULAR MOBILESTATIONS。而在不同于蜂窝频带的频带中工作的移动电话以及使用替代调制方案例如时分多址(TDMA)或模拟频率调制(FM)的移动电话也存在类似的技术标准。覆盖个人通信系统(PCS)频带中的CDMA系统工作的技术标准是美国国家标准协会(ANSI)的J-STD-008 PERSONAL STATION-BASE STATION COMPATIBILITYREQUIREMENTS FOR 1.8 TO 2.0 GHZ CODE DIVISION MULTIPLE ACCESS(CDMA)PERSONALCOMMUNICATION SYSTEMS。同样，电话或个人站也在ANSI J-STD-018 RECOMMENDEDMINIMUM PERFORMANCE REQUIREMENTS FOR 1.8 TO 2.0 GHZ CODE DIVISION MULTIPLEACCESS(CDMA)PERSONAL STATION中有说明。

一种成功的放大器设计必须满足所有要求的技术标准而又使功率消耗最小化。一种使RF功率放大器中功率消耗最小的方法是利用有效的放大器集成电路布局技术。A类功率放大器提供最佳线性但也具有最差的效能。AB类功率放大器以输出失真增加为代价提供了超过A类放大器的改善效能。AB类功率放大器的非线性特性使得它仅适用于作为发送RF放大器链的末级高功率放大器。因为其他的放大器集成电路布局技术不符合线性要求，所以，它们不适合在TIA/EIA IS-95-B技术标准中工作的CDMA移动电话。

然而，一个单独的放大器不能提供发送路径中所需的增益、输出功率和线性。因而，必须串联几个放大器来满足发送路径的要求。人们所需要的是能维持CDMA通信所需的线性，同时为增加电池寿命而使功率消耗最小化的级联RF放大器配置。

发明内容

本发明是一种用于无线电话发送信号RF放大的新颖和改进的方法和设备。放大器链使用3个独立的放大器级：前置激励放大器、激励放大器和高功率放大器。对该放大器链进行配置，因此可以绕过(bypass)激励放大器。当绕过激励放大器时，信号仅通过前置激励放大器和高功率放大器。依据所需的输出功率，将高功率放大器上的偏置电流控制在3个值之一。