CN115622514A - 负载调制推挽式功率放大器 - Google Patents

Abstract

本发明的各方面包括功率放大器，其包括接收输入信号的输入端、提供放大的输出信号的输出端、耦接在输入端和输出端之间的巴仑、耦接到巴仑的至少一个电容器、以及耦接到至少一个电容器的可控负载。

Description

负载调制推挽式功率放大器

相关申请的交叉引用

本申请依据35U.S.C.§119(e)主张获得2021年7月13日提交的标题为“LOADMODULATED PUSH PULL POWER AMPLIFIER”的美国临时申请序列号63/221,085的优先权，通过引用将其全部内容并入本文。

技术领域

根据本申请的至少一个示例总体上涉及功率放大器。

背景技术

诸如移动蜂窝设备的电子设备可以与其他电子设备交换信息。移动蜂窝设备可以包括天线以发射和接收信号。移动蜂窝设备可以包括附加的部件和电路，以处理经由天线发射和接收的信号。例如，移动蜂窝设备可以包括一个或多个功率放大器，以放大通过天线发射或接收的信号。

发明内容

根据本申请的至少一个方面，提供了一种功率放大器，包括：接收输入信号的输入端，提供放大的输出信号的输出端，耦接在所述输入端和所述输出端之间的巴仑(balun)，耦接到所述巴仑的至少一个电容器，以及耦接到所述至少一个电容器并配置为与所述至少一个电容器一起向所述巴仑提供可变阻抗的可控负载。

在各种示例中，所述可控负载包括开关。在至少一个示例中，所述开关包括异质结双极型晶体管。在一些示例中，所述功率放大器包括：配置为将所述输入信号转换为平衡信号的输入分离器(split)，耦接在所述输入端和所述输入分离器之间的输入驱动器，以及耦接在所述输入驱动器和所述巴仑之间的输出驱动器。在各种示例中，所述功率放大器包括在所述输入驱动器和所述输出驱动器之间的级间匹配，配置为使得所述输入驱动器的集电极阻抗与所述输出驱动器的集电极阻抗异相。

在至少一个示例中，增加所述可控负载增加了所述功率放大器的增益和饱和功率。在一些示例中，增加所述可控负载增加了所述输入驱动器的所述集电极阻抗，并减少了所述输出驱动器的集电极阻抗。在各种示例中，所述可控负载是可变电阻。在至少一个示例中，所述输入驱动器包括共射共基(cascode，共源共栅)放大器。在一些示例中，所述输入驱动器包括共发射极放大器。在各种示例中，所述输出驱动器包括共发射极放大器。在至少一个示例中，所述可控负载是可变电阻。

根据本申请的至少一个方面，提供了一种控制功率放大器的方法，包括：提供具有巴仑、耦接到所述巴仑的至少一个电容器以及耦接到所述至少一个电容器的可控负载的功率放大器，以及改变所述可控负载以提高所述巴仑的效率。

在至少一个示例中，所述可控负载包括开关，并且改变所述可控负载包括改变提供给所述开关的控制连接的控制信号。在一些示例中，所述可控负载包括可变电阻器，并且改变所述可控负载包括改变所述可变电阻器的电阻。在各种示例中，所述功率放大器进一步包括输入驱动器和输出驱动器，并且所述方法进一步包括在所述输入驱动器和所述输出驱动器之间实现级间匹配，使得所述输入驱动器的集电极阻抗与所述输出驱动器的集电极阻抗异相。在至少一个示例中，增加所述可控负载增加了所述输入驱动器的集电极阻抗、并且减少了所述输出驱动器的集电极阻抗。在一些示例中，增加所述可控负载包括增加所述可控负载的电阻。

根据本申请的至少一个方面，提供了一种功率放大器系统，包括：接收输入信号的输入端，提供放大的输出信号的输出端，耦接在所述输入端和所述输出端之间的巴仑，耦接到所述巴仑的至少一个电容器，以及用于改变耦接到所述至少一个电容器的负载的装置。

在至少一个示例中，所述功率放大器系统包括用于同时增加所述功率放大器系统的增益和所述功率放大器系统的饱和功率点的装置。

附图说明

下面将参照附图讨论至少一个实施例的各个方面，附图不旨在按比例绘制。包含附图是为了各方面和实施例的说明和进一步理解，并被并入和构成本说明书的一部分，但不旨在作为任何特定实施例的限制的定义。附图连同本说明书的其余部分一起，用于解释所描述和要求保护的方面和实施例的原理和操作。在附图中，各附图中图示的每个相同或几乎相同的部件都由相同的附图标记表示。为了清楚起见，并非每个部件可以在每个附图中标记。在附图中：

图1图示了根据一个示例的无线设备的方框图；

图2图示了根据一个示例的功率放大器的方框图；

图3图示了根据一个示例，图2的功率放大器的高级示意图；

图4图示了根据另一个示例的功率放大器的方框图；

图5图示了根据一个示例，耦接到电容器的负载调制器的示意图；

图6图示了根据一个示例，图4的功率放大器的示意图；

图7图示了根据一个示例，调制提供图4的功率放大器的部件的控制信号的效果的曲线图；

图8图示了图4的功率放大器对于给定输出功率值的最高增益的曲线图；

图9图示了根据另一个示例的功率放大器的方框图；

图10图示了根据一个示例，图9的功率放大器的示意图；

图11图示了根据一个示例，对应于图9的功率放大器的部件的史密斯图(Smithchart)；

图12图示了根据一个示例，指示图9的功率放大器在各种控制信号值下的相应性能的曲线图；

图13图示了根据一个示例，对于变化的控制信号，指示图9的功率放大器的整体性能的曲线图；以及

图14图示了根据一个示例，图9的功率放大器的示意图。

具体实施方式

本文所讨论的方法和系统的示例不限于应用于以下描述中阐述或附图中图示的构造细节和部件布置。这些方法和系统能够在其他实施例中实现，并且能够以各种方式实施或执行。本文提供具体实施方式的示例仅用于说明目的并且不旨在限制。特别地，有关任何一个或多个示例中讨论的行为、部件、元件和特征并不旨在排除在任何其他示例中的类似作用之外。

此外，本文使用的短语和术语是出于描述的目的，不应视为限制性的。本文以单数提及的系统和方法的示例、实施例、部件、元件或行为的任何引用也可涵盖包括多个的实施例，并且对本文任何实施例、部件、元件或行为的复数的任何引用也可涵盖包括仅单数的实施例。以单数或复数形式引用并不旨在限制当前公开的系统或方法、其组件、行为或元件。本文使用的“包括”、“包含”、“具有”、“含有”、“涉及”及其变体意在涵盖其后列出的项目和其等同物以及附加项目。

对“或”的引用可解释为包括在内，使得使用“或”描述的任何术语可表示单个、多个和所有描述术语中的任何一个。此外，如果本文档和通过引用而并入本文的文档之间的术语用法不一致，那么并入的特征中的术语用法是对本文档的补充；对于不可调和的差异，以本文档中的术语用法为准。

电气器件可以包括功率放大器。功率放大器接收输入信号，基于增益值放大输入信号，并基于输入信号和增益值输出放大的输出信号。功率放大器的性能是由各种指标来表征的。示例性能指标可以包括每输入幅度变化的输出幅度的变化(AMAM)性能，这可指示功率放大器增益与1dB/dB的接近程度、以及诸如功率附加效率(PAE)的效率。

在一些示例中，被认为是“理想”的功率放大器可以表现出恒定的增益，即不随输入功率的幅值变化而变化。在这个示例中，增益可以被认为是完全线性的，因为它是常数。非理想的功率放大器可以表现出非线性的增益。例如，非理想的功率放大器的增益可以在被称为饱和功率(PSAT)的特定输入功率幅值处或高于特定输入功率幅值时迅速下降。在特定工作点或范围处或在特定工作点或范围内具有基本线性增益的功率放大器可被认为表现出良好的AMAM性能。因此，AMAM性能是功率放大器性能的一个度量。

由于功率放大器中的设计外损耗，非理想的功率放大器可能不会是完全高效的。例如，一些功率放大器、诸如推挽式功率放大器，可以包括变压器、诸如巴仑。巴仑可以具有漏电感。漏电感可能在巴仑中引入低效率。功率放大器可以包括滤波器，以减轻或消除巴仑中的低效率。例如，功率放大器可以包括配置为平衡巴仑的漏电感的一个或多个电容器。平衡漏电感可以包括减轻或消除漏电感的损耗。因此，效率是功率放大器性能的另一个度量。

本文提供的示例改善了功率放大器、诸如推挽式功率放大器中的AMAM性能和/或效率。在一个示例中，至少一个电容器耦接到巴仑，以平衡巴仑的漏电感。该至少一个电容器可以耦接到具有可变电压控制信号的开关。改变控制信号可以有利地实现对诸如增益和效率的功率放大器特性的调制。

在一些示例中，功率放大器进一步包括驱动级，以改善功率放大器的AMAM性能。驱动级可以耦接到配置为驱动巴仑的末级(或“输出级”)。驱动级和末级之间的级间匹配可以调整驱动级和末级之间的相位，使其彼此异相位。至少由于此相位差，增加可变电压控制信号可能导致驱动级的基极阻抗随着末级的集电极阻抗的减小而增加，反之亦然。这种异相关系可以有利地导致功率放大器的增益随着PSAT的增加而增加。功率放大器的AMAM性能可以因此通过在相反方向变化的阻抗而增加。

示例功率放大器可以根据各种配置来实现。仅出于解释的目的，给出了关于推挽式功率放大器的示例。然而，应该理解的是，本申请的原理不限于推挽式功率放大器。此外，根据本申请的功率放大器可以实现在各种电子设备中的任何一种中，诸如消费电子产品、汽车、电器、笔记本电脑、台式电脑、工业设备等等。仅出于解释的目的，可以提供在诸如智能手机的无线蜂窝设备中实现功率放大器额示例。例如，示例功率放大器可以实现在如下文关于图1讨论的无线设备中。

图1图示了根据示例的无线设备100的方框图。无线设备100可以是蜂窝电话、智能电话、平板电脑、调制解调器、通信网络或配置为话音和/或数据通信的任何其他便携式或非便携式设备。无线设备100包括用户接口102、存储器和/或存储装置104、基带子系统106、收发器108、功率管理系统110、功率放大器(PA)模块112、耦合器114、低噪声放大器(LNA)116、切换电路118(也被称为天线开关模块[ASM])、天线120和至少一个传感器122。

天线120配置为发射和/或接收一个或多个信号，使得无线设备100可以经由天线120与一个或多个外部设备通信。收发器108配置为产生用于发射的信号和/或处理接收的信号。在一些实施例中，发射和接收功能可以在分别的部件中实现(例如，发射模块和接收模块)或在同一模块中实现。

产生的用于发射的信号从收发器108提供给功率放大器模块112，功率放大器模块112放大来自收发器108生成的信号。正如本领域技术人员所理解的，PA模块112可以包括一个或多个功率放大器。功率放大器模块112可用于放大各种各样射频(RF)或其他频带传输信号。例如，PA模块112可以接收使能信号，该信号可用于脉冲化功率放大器的输出，以助于发射无线局域网(WLAN)信号或任何其他合适的脉冲信号。PA模块112可以配置为放大各种类型的信号，包括，例如，5G信号、全球移动系统(GSM)信号、码分多址(CDMA)信号、W-CDMA信号、长期演进(LTE)信号或EDGE信号。在某些实施例中，PA模块112和包括开关等在内的相关部件可以使用例如pHEMT或BiFET晶体管在GaAs衬底上制造，或使用CMOS晶体管在硅衬底上制造。无线设备100还包括LNA 116，它可以包括配置为以与PA模块112的功率放大器类似或不同的方式放大接收信号的一个或多个功率放大器。

无线设备100还包括切换电路118，其配置为在不同的频带和/或模式之间切换。例如，切换电路118可配置为在接收操作模式下将LNA 116耦接到天线120，并在发射操作模式下将LNA 116与天线120解耦。类似地，PA模块112被耦接到天线120，使得在发射操作模式下从PA模块112提供给天线120的信号绕过无线设备100的接收路径(和切换电路118)。在一些示例中，切换电路118可配置为将LNA 116和/或PA模块112耦接或解耦到包括天线120的数个天线中的一个或多个。

因此，在某些实施例中，天线120既可以接收经由切换电路118和LNA116提供给收发器108的信号，也可以经由收发器108、PA模块112和耦合器114从无线设备100发射信号。然而，在其他示例中，多个天线可以用于不同的操作模式。

功率管理系统110连接到收发器108，并配置为管理用于无线设备100的操作的功率。功率管理系统110也可以诸如通过控制PA模块112和/或LNA 116的功率放大器的部件来控制无线设备100的操作。功率管理系统110可以包括或可以连接到为无线设备100的各种部件供电的电池。例如，功率管理系统110可以进一步包括一个或多个处理器或控制器，它们可以控制信号的发射，也可以基于发射或接收的信号的频率来配置无线设备100的部件。此外，如下文所述，功率管理系统110的(多个)处理器或(多个)控制器可以提供控制信号以启动开关、调谐部件或以其他方式配置无线设备100的部件，诸如PA模块112和/或LNA 116的部件。在至少一个实施例中，功率管理系统110的处理器或控制器还可以提供控制信号，以控制切换电路118在发射或接收模式下操作。

在一个实施例中，基带子系统106连接到用户接口102，以处理提供给用户和从用户那里接收的话音和/或数据的输入和输出。基带子系统106也可以连接到存储器和/或存储装置104，其配置为存储数据和/或指令以控制无线设备的操作，和/或为用户提供信息存储。

无线设备100还包括具有一个或多个耦合器部分的耦合器114，用于测量来自PA模块112的发射功率信号，并用于提供一个或多个耦合信号给至少一个传感器122。在一些示例中，耦合器114进一步配置为测量来自LNA116的发射功率信号。在各种示例中，无线设备100包括除耦合器114之外或代替耦合器114的一个或多个耦合器，以测量来自LNA 116的发射功率信号。

至少一个传感器122可以又发送信息到收发器108、功率管理系统110、和/或直接向PA模块112和/或LNA 116作为反馈，用于进行调整以调节PA模块112和/或LNA 116的功率电平。通过这种方式，耦合器114可以用来提升/降低具有相对低/高功率的传输信号的功率。然而，可以理解的是，耦合器114可以被用于各种其他实施方式。

例如，在某些实施例中，无线设备100是具有时分多址(TDMA)结构的移动电话，耦合器114可以有利地管理来自PA模块112和/或LNA 116的RF传输功率信号的放大。在具有诸如在GSM、CDMA和W-CDMA系统中发现的那些TDMA架构的移动电话中，PA模块112可用于在功率对时间的规定限值内向上和向下移动功率包络。例如，特定移动电话可以被分配到用于特定频率信道的传输时隙。在这种情况下，可以采用PA模块112和/或LNA 116来帮助随时间调节一个或多个RF功率信号的功率电平，从而防止在分配的接收时隙期间传输的信号干扰，并减少功耗。在这种系统中，如上所述，耦合器114可以用来测量功率放大器输出信号的功率，以帮助控制PA模块112和/或LNA 116。图1中所示的实施方式是示例性的和非限制性的。例如，图1的实施方式图示了耦合器114与RF信号的发射配合使用，然而，可以理解的是，本文讨论的耦合器114的各种示例也可以与接收的RF信号或其他信号一起使用。

如上所述，PA模块112和/或LNA116可以各自包括一个或多个功率放大器。例如，至少PA模块112可以包括一个或多个推挽式功率放大器，其配置为接收RF输入信号、放大RF输入信号、并提供放大的射频输出信号到输出端。

图2图示了根据一个示例的功率放大器200的方框图。在各种示例中，功率放大器200可以包括推挽式功率放大器。功率放大器200包括RF-信号输入202，输入分离器204，A-侧信号路径206，B-侧信号路径208，巴仑210，一个或多个电容器212(“电容器212”)，和RF-信号输出214。

RF-信号输入202耦接到输入分离器204，并配置为耦接到RF信号源、诸如收发器108。输入分离器204耦接到RF-信号输入202、A-侧信号路径206和B-侧信号路径208。A-侧信号路径206耦接到输入分离器204和巴仑210。B-侧信号路径208耦接到输入分离器204和巴仑210。巴仑210耦接到A-侧信号路径206、B-侧信号路径208、电容器212和RF-信号输出214。电容器212耦接到巴仑210。RF-信号输出214耦接到巴仑210，并配置为耦接到配置为接收放大的RF信号的部件、诸如耦合器114。

输入分离器204配置为接收输入信号，将输入信号分离成两个平衡信号，并将这两个平衡信号提供给A-侧信号路径206和B-侧信号路径208。信号路径206、208配置为将平衡信号发射到巴仑210。巴仑210配置为将平衡信号转换为不平衡信号，并将不平衡信号提供给RF-信号输出214。电容器212配置为改善巴仑210的性能。例如，电容器212可以减轻或消除由巴仑210的漏电感造成的损耗。

图3图示了根据一个示例的功率放大器200的高级示意图。如图所示，输入分离器204可以包括变压器，其配置为将不平衡RF-输入信号转化为平衡信号，并将平衡信号提供给信号路径206、208。A-侧信号路径206包括第一驱动器300，且B-侧信号路径208包括第二驱动器302，每个都配置为将平衡信号提供给巴仑210。驱动器300、302被统称为功率放大器200的末级304。末级304可替代地称为“输出级”。巴仑210可以包括变压器，其配置为将平衡信号转化为不平衡信号，并将平衡信号提供给RF-信号输出214。如上所述，电容器212可以通过平衡巴仑210来提高功率放大器200的效率。

在各种示例中，功率放大器200的负载线可以通过将负载调制器耦接到电容器212来控制。负载调制器可使功率放大器200的诸如PAE、增益、PSAT等的参数得到控制。控制这些参数的能力可以有利地使功率放大器200对特定的工作条件表现出期望特性。

图4图示了根据一个示例的功率放大器400的方框图。功率放大器400类似于功率放大器200，类似的部件也相应地被标记。功率放大器400包括RF-信号输入202、输入分离器204、A侧信号路径206、B侧信号路径208、巴仑210、电容器212和RF-信号输出214。功率放大器400还包括负载调制器402。负载调制器402耦接到电容器212。负载调制器402可替代地称为“可变负载”、“可控负载”、“可变电阻”、“可控电阻”等。

负载调制器402可向电容器212提供可变电阻。在一个示例中，负载调制器402包括配置为作为可变电阻器操作的开关(例如，异质结双极晶体管[HBT])。例如，图5图示了根据一个示例耦接到电容器212的负载调制器402的示意图。在这个示例中，负载调制器402包括串联在电容器212和参考节点(例如，地节点)之间的开关500。在一些示例中，开关500可以是npn HBT，尽管在其他示例中，开关500可以是另一种类型的开关，诸如BJT、MOSFET等。开关500的状态可以通过改变由控制信号源502提供的控制信号来控制。控制信号源502可将控制信号提供给开关500的控制连接(例如，基极)。控制-信号源502可以包括或耦接到至少一个控制器，其配置为控制由控制-信号源502提供的控制信号。例如，无线设备100可以包括至少一个控制器。

在各种示例中，功率放大器400的负载线可通过控制-信号源502完全断开开关500(例如，通过降低控制信号的电压和/或电流的幅值)而最大化，从而将电容器212耦接到开路。功率放大器400的负载线可以通过控制信号源502完全闭合开关500(例如，通过增加控制信号的电压和/或电流的大小)而最小化，使得开关500表现为电阻器，这可能有利于高的峰均比波形的调制效率。在最高负载线处，即控制信号源502完全断开开关500处，损耗可以最小化。

图6图示了根据一个示例的功率放大器400的示意图。功率放大器400包括RF-信号输入202、输入分离器204、A侧信号路径206、B侧信号路径208、巴仑210、电容器212、RF-信号输出214和包括开关500和控制信号源502的负载调制器402。如上所述，由控制信号源502输出到开关500的控制信号可被调制以控制功率放大器400的各种参数。

例如，图7图示了第一曲线图700、第二曲线图702、第三曲线图704和第四曲线图706，描述了根据一个示例对由控制信号源502提供的控制信号调制的效果。第一曲线图700包括多条迹线708，其中每条迹线对应于由控制信号源502提供的控制信号的相应数值。多条迹线708指示作为输出功率的函数的功率放大器400的增益。如多条迹线708所示，对于控制信号的每个值，增益可以是近似线性的，直到输出功率达到相应PSAT值，此时增益明显下降。尽管减少控制信号的值可以增加相应的PSAT，但与增加控制信号的值相比，在大多数输出功率值处，增益通常可能较低。

第二曲线图702包括指示功率放大器400的峰值PAE作为由控制信号源502提供的控制信号值的函数的迹线710。如迹线710所示，峰值PAE可以随着控制信号值的增加而减少。因此，在控制信号值最小的地方，峰值PAE可以是最大的，这可以指示开关500处于断开且不导电的位置。

第三曲线图704包括多条迹线712，每条迹线对应于控制信号的相应数值。多条迹线712指示作为输出功率的函数的功率放大器400的PAE。正如多条迹线712所示，峰值PAE可以随着控制信号值的增加而减少。然而，随着控制信号的增加，峰值PAE可以对应于输出功率的更高值。因此，尽管最高PAE可通过最小化控制信号的值来获得，但增加控制信号的值可以实现更高的PAE值以获得更高的输出功率值。

第四曲线图706包括指示功率放大器400的PSAT作为由控制信号源502提供的控制信号值的函数的迹线714。如迹线714所示，PSAT可以随着控制信号值的增加而增加。因此，功率放大器400的调谐范围可以通过增加控制信号值并由此增加PSAT来扩大。例如，如第四曲线图706所示，功率放大器400的调谐范围可在1V的控制信号值和2V的控制信号值之间增加约4dB。

在一些示例中，基于功率放大器400提供的输出功率来改变控制信号的值可能是有利的。当输出功率接近PSAT处饱和点时，可以增加控制信号以增加PSAT值。然而，如上所述，增加控制信号可能会降低功率放大器400的增益和PAE。例如，图8图示了第一曲线图700，其包括跟踪功率放大器400对于输出功率给定值的最高增益的迹线800。如迹线800所示，增加输出功率超过对应于控制信号的最低值的PSAT可以通过增加控制信号值来实现。然而，随着控制信号的增加，增益可能会以相对大且不均匀的量下降，从而对功率放大器400的AMAM性能产生不利影响，正如迹线800不是完全线性(即，水平)这一事实所证明的那样。因此，至少部分由于在调制控制信号时PSAT和增益之间的反比关系，AMAM响应可以在输出功率的顶部4dB处被压缩。

示例功率放大器的AMAM响应可以通过添加第二级来增强。例如，第二级可以是耦接到功率放大器输入端的驱动级。驱动级可以使功率放大器的复合增益随着PSAT的增加而增加，使得AMAM响应就不会受到调制控制信号的不利影响。

图9图示了根据一个示例的功率放大器900的方框图。功率放大器900类似于功率放大器400，并且类似的部件被相应地标记。功率放大器900包括RF-信号输入202、输入分离器204、A侧信号路径206、B侧信号路径208、巴仑210、电容器212、RF-信号输出214和负载调制器402。功率放大器900还包括输入驱动器902。输入驱动器902耦接到RF-信号输入202，并耦接到输入分离器204。

图10图示了根据一个示例的功率放大器900的原理图。如图所示，输入驱动器902配置为从RF-信号输入端202接收输入信号，并在输入驱动器902的集电极处提供输出信号到输入分离器204。输入分离器204将输入信号分离成平衡信号，并将平衡信号提供给驱动器300、302的相应基极(即提供给末级304的基极)。驱动器300、302在每个驱动器300、302的相应集电极处(即在末级304的集电极处)输出输出信号到巴仑210。巴仑210提供输出信号到RF-信号输出端214。如上所述，电容器212和负载调制器402改善了巴仑210的性能。

输入驱动器902的集电极和末级304的基极之间的级间匹配可以被调整，使得输入驱动器902的集电极的阻抗随着功率放大器900的PSAT增加而增加。随着PSAT的增加而增加输入驱动器902的集电极的阻抗可能有利地导致功率放大器900的复合增益随着PSAT的增加而增加。

输入驱动器902和末级304之间的级间匹配可被选择使得输入驱动器902与末级304异相。为了图示上述情况，图11包括第一史密斯图1100、第二史密斯图1102和第三史密斯图1104。第一史密斯图1100指示随着控制信号源502提供的控制信号值增加，驱动级902的集电极的阻抗。第二史密斯图1102指示随着控制信号源502提供的控制信号值的增加，末级304的基极的阻抗。第三史密斯图1104指示随着控制信号源502提供的控制信号值的增加，末级304的集电极的阻抗。

如史密斯图1100、1104所示，输入驱动器902的集电极的阻抗作为控制信号源502提供的控制信号的函数而增加，末级304的基极的阻抗作为控制信号源502提供的控制信号的函数而减少。因此，改变控制信号使功率放大器900的增益和PSAT同时增加或减少，这提供了更好的AMAM性能。

例如，图12图示了根据一个示例，指示功率放大器900在各种控制信号值下的相应性能的第一曲线图1200和第二曲线图1202。第一曲线图1200图示了作为输出功率的函数的功率放大器900的增益。第一曲线图1200包括多个迹线1204，每个迹线对应于由控制信号源502提供的控制信号的相应数值。将多条迹线1204与多条迹线708相比较，功率放大器900的增益随着由控制信号源502提供的控制信号的增加而增加。目标增益线1206指示作为输出功率的函数的增益，该增益随着输出功率增加可通过控制-信号源502将控制信号调制到作为控制信号幅值的对应值而以基本恒定的值来实现。目标增益线1206指示可由功率放大器900实现的一个示例增益，但可由功率放大器900实现不同的增益(例如，更高的增益)。如目标增益线1206的基本水平性质所指示的，与例如由迹线800图示的AMAM性能相比，功率放大器900表现出显著的改进。

第二曲线图1202指示作为输出功率的函数的功率放大器900的PAE。第二曲线图1202包括多个迹线1208，每个迹线对应于由控制信号源502提供的控制信号的相应数值。目标-PAE线1210指示在对应于目标-增益线1206的控制信号值处可以实现的作为输出功率函数的PAE。如目标-PAE线1210所示，PAE随着控制信号源502提供的控制信号的增加而增加。

图13示出了根据一个示例的第一曲线图1300和第二曲线图1302，指示了功率放大器900对于变化的控制信号的整体性能。第一曲线图1300示出了功率放大器900的整体增益，该增益可通过调制作为输出功率的函数的控制信号来实现。第一曲线图1300包括表示功率放大器900的输出功率的迹线1304。如图1304所示，功率放大器900的增益在高输出功率值(例如，在大约30dB和大约34dB之间)处基本恒定，有利地表现出高AMAM性能。

第二曲线图1302图示了可通过调制作为输出功率的函数的控制信号来实现功率放大器900的整体PAE。第二曲线图1302包括指示功率放大器900的输出功率的迹线1306。如迹线1306所示，功率放大器900的PAE在高输出功率值(例如，在大约28dB和大约34dB之间)处基本上是恒定的，并且随着由控制信号源502提供的控制信号的增加而基本上不受不利影响。

图14图示了根据一个示例的功率放大器900的示意图。功率放大器900包括RF-信号输入端202、输入驱动器902、输入分离器204、信号路径206、208、巴仑210、电容器212、RF-信号输出端214和负载调制器402。尽管图14中图示了所确定的部件的某些配置，但替代的配置和实施方式也在本申请的范围内。例如，尽管输入驱动器902图示为包括共射共基(cascode)配置，但输入驱动器902的替代配置(诸如共发射极放大器)可以被实现。类似地，尽管驱动器300、302图示为包括共发射极配置，但驱动器300、302的替代配置也可以实现。

如上所述，无线设备100可以包括至少一个控制器。可以在无线设备100中实现的各种控制器可以执行上面讨论的各种操作。使用存储在相关存储器和/或存储装置中的数据，控制器还执行存储在一个或多个非暂时性计算机可读介质上的一个或多个指令，这些指令可能导致被操纵的数据。在一些示例中，控制器可以包括一个或多个处理器或其他类型的控制器。在一个示例中，控制器是或包括至少一个处理器。在另一个示例中，控制器使用专用集成电路(ASIC)执行上述操作的至少一部分，专用集成电路(ASIC)定制为执行除通用处理器之外的特定操作或代替通用处理器。正如这些示例所示的，根据本申请的示例可以使用硬件和软件许多特定组合来执行本文所述的操作，并且本申请不限于任何特定的硬件和软件部件的组合。

在描述了至少一个实施例的数个方面之后，应当理解的是，本领域技术人员将容易想到各种改变、修改和改进。这种改变、修改和改进旨在成为本申请的一部分，并在其精神和范围之内。因此，上述描述和附图仅作为示例。

Claims (20)

1.一种功率放大器，包括：

接收输入信号的输入端；

提供放大的输出信号的输出端；

耦接在所述输入端和所述输出端之间的巴仑；

耦接到所述巴仑的至少一个电容器；以及

可控负载，其耦接到所述至少一个电容器的并配置为与所述至少一个电容器一起向所述巴仑提供可变阻抗。

2.根据权利要求1所述的功率放大器，其中，所述可控负载包括开关。

3.根据权利要求2所述的功率放大器，其中，所述开关包括异质结双极晶体管。

4.根据权利要求1所述的功率放大器，进一步包括：

配置为将所述输入信号转换为平衡信号的输入分离器；

耦接在所述输入端和所述输入分离器之间的输入驱动器；以及

耦接在所述输入驱动器和所述巴仑之间的输出驱动器。

5.根据权利要求4所述的功率放大器，进一步包括：在所述输入驱动器和所述输出驱动器之间的级间匹配，配置为使得所述输入驱动器的集电极阻抗与所述输出驱动器的集电极阻抗异相。

6.根据权利要求5所述的功率放大器，其中，增加所述可控负载增加了所述功率放大器的增益和饱和功率。

7.根据权利要求6所述的功率放大器，其中，增加所述可控负载增加了所述输入驱动器的所述集电极阻抗，并减少了所述输出驱动器的集电极阻抗。

8.根据权利要求7所述的功率放大器，其中，所述可控负载是可变电阻。

9.根据权利要求4所述的功率放大器，其中，所述输入驱动器包括共射共基放大器。

10.根据权利要求4所述的功率放大器，其中，所述输入驱动器包括共发射极放大器。

11.根据权利要求4所述的功率放大器，其中，所述输出驱动器包括共发射极放大器。

12.根据权利要求1所述的功率放大器，其中，所述可控负载是可变电阻。

13.一种控制功率放大器的方法，包括：

提供功率放大器，所述功率放大器具有巴仑、耦接到所述巴仑的至少一个电容器、以及耦接到所述至少一个电容器的可控负载；以及

改变所述可控负载以提高所述巴仑的效率。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述可控负载包括开关，并且其中改变所述可控负载包括改变提供给所述开关的控制连接的控制信号。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述可控负载包括可变电阻器，并且改变所述可控负载包括改变所述可变电阻器的电阻。

16.根据权利要求14所述的方法，其中，所述功率放大器进一步包括输入驱动器和输出驱动器，所述方法进一步包括在所述输入驱动器和所述输出驱动器之间实现级间匹配，使得所述输入驱动器的集电极阻抗与所述输出驱动器的集电极阻抗异相。

17.根据权利要求16所述的方法，其中，增加所述可控负载增加了所述输入驱动器的集电极阻抗、并减少了所述输出驱动器的集电极阻抗。

18.根据权利要求17所述的方法，其中，增加所述可控负载包括增加可控负载的电阻。

19.一种功率放大器系统，包括：

接收输入信号的输入端；

提供放大的输出信号的输出端；

耦接在所述输入端和所述输出端之间的巴仑；

耦接到所述巴仑的至少一个电容器；以及

用于改变耦接到所述至少一个电容器的负载的装置。

20.根据权利要求19所述的功率放大器系统，进一步包括：用于同时增加所述功率放大器系统的增益和所述功率放大器系统的饱和功率点的装置。

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