Sistemas y procedimientos de amplificación de potencia vectorial.

Un procedimiento que comprende:

1) aceptar (620) una entrada de reloj a una frecuencia que se corresponde con una frecuencia de salida deseada;

2) generar (630, 650) una información de fase y de envolvente en fase (vector I) de banda de base a la frecuencia de salida deseada;

3) generar (640, 650) una información de fase y de envolvente de cuadratura (vector Q) de banda de base a la frecuencia de salida deseada; y

4) combinar (650) la información de cuadratura y en fase de banda de base para producir una forma de onda deseada a la frecuencia de salida deseada, en el que la combinación comprende el acoplamiento 10 directo de las fases de salida asociadas con las etapas 2) y 3).

Sistemas y procedimientos de amplificación de potencia vectorial

Antecedentes de la invención

Campo de la invenciónº

La presente invención se refiere, en general, a la modulación y la amplificación de potencia en frecuencia. Mas en particular, la invención se refiere a procedimientos y sistemas para la amplificación de potencia de combinación de vectores.

Tecnica anterior

En los amplificadores de potencia, tipicamente existe una relación compleja entre la linealidad y la eficiencia energetica.

La linealidad se determina mediante el intervalo de operación de un amplificador de potencia sobre una curva caracteristica que relaciona su entrada con las variables de salida - cuanto mas lineal es el intervalo de operación, se dice que el amplificador de potencia es mas lineal. La linealidad es una caracteristica deseada de un amplificador de potencia. En un aspecto, por ejemplo, se desea que un amplificador de potencia amplifique de manera uniforme unas serales de amplitud y / o fase y / o frecuencia variables. Por consiguiente, la linealidad es un importante factor determinante de la calidad de seral de salida de un amplificador de potencia.

La eficiencia energetica puede calcularse usando la relación de la potencia total que se entrega a una carga dividida por la potencia total suministrada al amplificador. Para un amplificador ideal, la eficiencia energetica es de un 100 %. Tipicamente, los amplificadores de potencia se dividen en unas clases que determinan la eficiencia energetica te6rica maxima del amplificador. La eficiencia energetica es, claramente, una caracteristica deseada de un amplificador de potencia, en particular, en los sistemas de comunicación inalambrica en los que el consumo de energia se ve dominado de forma significativa por el amplificador de potencia.

Oesafortunadamente, el compromiso tradicional entre la linealidad y la eficiencia en los amplificadores de potencia es tal que, cuanto mas lineal es un amplificador de potencia, menos eficiente es la potencia. Por ejemplo, el amplificador mas lineal se polariza para el funcionamiento de clase A, que es la clase menos eficiente de amplificadores. Por otro lado, los amplificadores de clase mas alta, tal como la clase 8, C, O, E, etc., son de una eficiencia energetica mayor, pero son considerablemente no lineales, lo que puede dar como resultado unas serales de salida espectralmente distorsionadas.

El compromiso que se ha descrito en lo que antecede se ve subrayado por las serales de comunicación inalambrica tipicas. Las serales de comunicación inalambrica, tales como, por ejemplo, OFOM, COMA y W-COMA, se caracterizan en general por sus relaciones de potencia de pico a promedio. Cuanto mayor sea la relación de pico a promedio de la seral, mas distorsión no lineal se producira cuando se empleen unos amplificadores no lineales.

Se han propuesto tecnicas de amplificación de desfase para los diseros de amplificador de RF. En diversos aspectos, no obstante, las tecnicas de desfase existentes son deficientes en cuanto a satisfacer los requisitos de amplificación de serales complejas, en particular tal como se define, por ejemplo, por las normas de comunicación inalambrica.

En un aspecto, las tecnicas de desfase existentes emplean un elemento de aislamiento y / o uno de combinación cuando se combinan unas constituyentes de envolvente constante de una seral de salida deseada. Por ejemplo, habitualmente es el caso que un circuito combinador de potencia se use para combinar las serales de constituyente. Este enfoque de combinación, no obstante, tipicamente da como resultado un deterioro de la potencia de seral de salida debido la perdida de inserción y al limitado ancho de banda y, de forma correspondiente, una disminución en cuanto a la eficiencia energetica. El documento de la tecnica anterior US 2001 / 0030581 divulga un amplificador de desfase de cuadratura.

En otro aspecto, el tamaro tipicamente grande de los elementos de combinación impide tener los mismos en los diseros de amplificador monoliticos.

Lo que se necesita, por lo tanto, son unos procedimientos y sistemas de amplificación de potencia que solucionen las deficiencias de las tecnicas de amplificación de potencia existentes a la vez que se maximiza la eficiencia energetica y se minimiza la distorsión no lineal. Ademas, son necesarios unos procedimientos y sistemas de amplificación de potencia que puedan implementarse sin las limitaciones de las tecnicas, y la circuiteria de combinación de potencia, tradicionales.

Breve sumario de la invención En el presente documento se divulgan unas realizaciones para la amplificación de potencia de combinación de vectores.

En una realización, una pluralidad de serales de envolvente sustancialmente constante se amplifican de forma individual, a continuación se combinan para formar una seral de envolvente compleja variable en el tiempo deseada. Las caracteristicas de fase y / o de frecuencia de una o mas de las serales se controlan para proporcionar las caracteristicas de fase, de frecuencia y / o de amplitud deseadas de la seral de envolvente compleja variable en el tiempo deseada.

En otra realización, una seral de envolvente compleja variable en el tiempo se descompone en una pluralidad de serales de constituyente de envolvente sustancialmente constante. Las serales de constituyente se amplifican y, a continuación, se recombinan para construir una versión amplificada de la seral de envolvente variable en el tiempo original.

Las realizaciones de la invención pueden ponerse en practica con unas serales portadoras moduladas y con una información de banda de base y unas serales de reloj. Las realizaciones de la invención tambien consiguen una conversión elevadora en frecuencia. Por consiguiente, las realizaciones de la invención representan soluciones integradas para una conversión elevadora en frecuencia, amplificación y modulación.

Las realizaciones de la invención pueden implementarse con controles analógicos y / o digitales. La invención puede implementarse con componentes analógicos o con una combinación de componentes analógicos y de componentes digitales. En la ultima realización, puede implementarse un procesamiento de serales digitales en un procesador de banda de base existente para unos ahorros de costes aradidos.

Especificamente, la invención proporciona un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1.

En la descripción que sigue se expondran caracteristicas y ventajas adicionales de la invención. Todavia mas caracteristicas y ventajas seran evidentes para un experto en la materia, en base a la descripción que se expone en el presente documento, o pueden aprenderse mediante la practica de la invención. Las ventajas de la invención se realizaran y se conseguiran mediante los procedimientos y la estructura que se seralan, en particular, en la descripción escrita y en las reivindicaciones del presente documento, asi como en los dibujos adjuntos.

Ha de entenderse que tanto el sumario precedente como la siguiente descripción detallada son ejemplares y explicativos y se pretende que proporcionen una explicación adicional de las realizaciones de la invención tal como se reivindica.

Breve descripción de las figuras Las realizaciones de la presente invención se describiran con referencia a los dibujos adjuntos, en los que unos numeros de referencia semejantes indican, en general, unos elementos identicos o funcionalmente similares. Asimismo, en general, el digito o digitos mas a la izquierda de los numeros de referencia identifican los dibujos en los que se introducen en primer lugar los elementos asociados.

La figura 1A es un ejemplo que ilustra la generación de una seral de envolvente compleja variable en el tiempo ejemplar.

La figura 18 es otro ejemplo que ilustra la generación de una seral de envolvente compleja variable en el tiempo ejemplar.

La figura 1C es un ejemplo que ilustra la generación de una seral de envolvente compleja variable en el tiempo ejemplar a partir de la suma de dos o mas serales de envolvente constante.

La figura 1O ilustra la amplificación de potencia de una seral de envolvente compleja variable en el tiempo a modo de ejemplo de acuerdo con una realización de la presente invención.

La figura 1E es un diagrama de bloques que ilustra una realización de amplificación de potencia vectorial de la presente invención.

La figura 1 ilustra una representación fasorial de una seral.

La figura 2 ilustra una representación fasorial de una seral de envolvente compleja variable en el tiempo.

Las figuras 3A-3C ilustran una modulación a modo de ejemplo para generar una seral de envolvente compleja variable en el tiempo.... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento que comprende:

1) aceptar (620) una entrada de reloj a una frecuencia que se corresponde con una frecuencia de salida deseada; 2) generar (630, 650) una información de fase y de envolvente en fase (vector I) de banda de base a la frecuencia de salida deseada; 3) generar (640, 650) una información de fase y de envolvente de cuadratura (vector Q) de banda de base a la frecuencia de salida deseada; y 4) combinar (650) la información de cuadratura y en fase de banda de base para producir una forma de onda deseada a la frecuencia de salida deseada, en el que la combinación comprende el acoplamiento directo de las fases de salida asociadas con las etapas 2) y 3) .

2. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que las etapa.

2. 4) comprenden el uso de un dispositivo de multiples entradas y de una unica salida.

3. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que la etapa 1) comprende recibir la entrada de reloj a partir de un divisor de fase, en el que una entrada para el divisor de fase es derivada a partir de una salida de seral de referencia de un sintetizador.

4. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que la etapa 2) comprende multiplicar la información en fase de banda de base con una información de amplitud en fase.

5. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que la etapa 3) comprende multiplicar la información de cuadratura con una información de amplitud de cuadratura.

6. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que las etapas 2) y 3) comprenden aplicar una conversión reductora a la información de cuadratura y en fase a la banda de base.

7. Un aparato que comprende:

un modulador vectorial (760; 762; 764; 766) configurado para recibir una entrada de reloj a una frecuencia que se corresponde con una frecuencia de salida deseada; un primer dispositivo (770; 772) configurado para generar una información de fase y de envolvente en fase (vector I) de banda de base a la frecuencia de salida deseada; un segundo dispositivo (774; 776) configurado para generar una información de fase y de envolvente de cuadratura (vector Q) de banda de base a la frecuencia de salida deseada; y un nodo de combinación (782) configurado para combinar la información de cuadratura y en fase de banda de base para producir una forma de onda deseada a la frecuencia de salida deseada, en el que el nodo de combinación esta configurado para acoplar directamente las fases de salida de los dispositivos primero y segundo.

8. El aparato de la reivindicación 7, que ademas comprende:

un tercer dispositivo (770; 772) configurado para generar otra información de fase y de envolvente de vector I de banda de base a la frecuencia de salida deseada; y un cuarto dispositivo (774; 776) configurado para generar otra información de fase y de envolvente de vector Q de banda de base a la frecuencia de salida deseada.

9. El aparato de la reivindicación 8, en el que el nodo de combinación esta configurado para acoplar directamente las fases de salida de los dispositivos primero, segundo, tercero y cuarto.

10. El aparato de la reivindicación 8, en el que el primer dispositivo, el tercer dispositivo y el nodo de combinación son componentes de un dispositivo de multiples entradas y de una unica salida.

11. El aparato de la reivindicación 7, en el que la entrada de reloj es derivada a partir de una salida de seral de referencia de un sintetizador.

12. El aparato de la reivindicación 7, que ademas comprende:

un circuito de autopolarización configurado para controlar una o mas polarizaciones de los dispositivos de potencia primero y segundo.

13. El aparato de la reivindicación 7, que ademas comprende:

uno o mas detectores de proceso configurados para compensar las variaciones de proceso en los dispositivos de potencia primero y segundo.

14. Un sistema que comprende:

un reloj de canal (706) configurado para proporcionar una entrada de reloj a una frecuencia que se corresponde con una frecuencia de salida deseada; una pluralidad de moduladores vectoriales (760; 762; 764; 766) , configurado cada uno para recibir la entrada de reloj a una frecuencia que se corresponde con una frecuencia de salida deseada; un primer dispositivo (770; 772) configurado para generar una información de fase y de envolvente en fase (vector I) de banda de base a la frecuencia de salida deseada; un segundo dispositivo (774; 776) configurado para generar una información de fase y de envolvente de cuadratura (vector Q) de banda de base a la frecuencia de salida deseada; y un nodo de combinación (782) configurado para combinar la información de cuadratura y en fase de banda de base para producir una forma de onda deseada a la frecuencia de salida deseada, en el que el nodo de combinación esta configurado para acoplar directamente las fases de salida de los amplificadores de potencia primero y segundo.

15. El sistema de la reivindicación 14, en el que cada uno de la pluralidad de moduladores vectoriales comprende un divisor de fase de entrada para generar ººlasºº componentes de cuadratura y en fase de la entrada de reloj.

16. El sistema de la reivindicación 15, en el que el primer dispositivo y el nodo de combinación son componentes de un dispositivo de multiples entradas y de una unica salida.

17. El sistema de la reivindicación 15, en el que el nodo de combinación comprende el acoplamiento directo de unas salidas asociadas con los dispositivos primero y segundo.

18. El sistema de la reivindicación 15, que ademas comprende:

un circuito de autopolarización configurado para controlar una o mas polarizaciones de los dispositivos primero y segundo.

19. El sistema de la reivindicación 15, que ademas comprende:

uno o mas detectores de proceso configurados para compensar las variaciones de proceso en los dispositivos primero y segundo.