Monitor de corriente de polarización y mecanismo de control para amplificadores.
Un aparato de ajuste de la polarización, que comprende:
un medio para obtener una medición de una tensión desarrollada en los bordes de una resistencia parásita de un inductor (214) acoplado a al menos un transistor (212) de un amplificador (210);
y
un medio para generar al menos una tensión de polarización de entrada para el al menos un transistor (212) del amplificador (210) en base a la medición para obtener una corriente de polarización de blanco con destino al amplificador (210).
Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US2010/044033.
Solicitante: QUALCOMM INCORPORATED.
Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.
Dirección: Attn: International IP Administration 5775 Morehouse Drive San Diego, CA 92121 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.
Inventor/es: HADJICHRISTOS,ARISTOTELE, MARRA,THOMAS D, PLETCHER,NATHAN M.
Fecha de Publicación: .
Clasificación Internacional de Patentes:
- H03F1/30 ELECTRICIDAD. › H03 CIRCUITOS ELECTRONICOS BASICOS. › H03F AMPLIFICADORES (medidas, ensayos G01R; amplificadores ópticos paramétricos G02F; circuitos con tubos de emisión secundaria H01J 43/30; másers, lásers H01S; amplificadores dinamoeléctricos H02K; control de la amplificación H03G; dispositivos para el acoplamiento independientes de la naturaleza del amplificador, divisores de tensión H03H; amplificadores destinados únicamente al tratamiento de impulsos H03K; circuitos repetidores en las líneas de transmisión H04B 3/36, H04B 3/58; aplicaciones de amplificadores de voz a las comunicaciones telefónicas H04M 1/60, H04M 3/40). › H03F 1/00 Detalles de amplificadores que tienen como elementos de amplificación solamente tubos de descarga, solamente dispositivos semiconductores o solamente componentes no especificados. › Modificaciones de los amplificadores para reducir la influencia de las variaciones de temperatura o de la tensión de alimentación.
- H03F3/189 H03F […] › H03F 3/00 Amplificadores que tienen como elementos de amplificación solamente tubos de descarga o solamente dispositivos de semiconductores. › Amplificadores de alta frecuencia, p. ej. amplificadores de radiofrecuencia.
PDF original: ES-2519566_T3.pdf
Fragmento de la descripción:
Monitor de corriente de polarización y mecanismo de control para amplificadores
I. Reivindicación de Prioridad con arreglo al Tit. 35 Sección 119 del Código de EE.UU.
La presente Solicitud de Patente reivindica la Prioridad de la Solicitud Provisional estadounidense con el No. de Serie 61/23,89, con el título "MONITOR DE CORRIENTE DE POLARIZACIÓN PARA AMPLIFICADORES DE POTENCIA Y MECANISMO DE CONTROL" ["POWER AMPLIFIER BIAS CURRENT MONITOR AND CONTROL MECHANISM"], depositada el 3 de julio de 29, transferida al cesionario de la presente.
Antecedentes
I. Campo
La presente divulgación se refiere, en general, al campo de la electrónica y, más concretamente, a circuitos de polarización para amplificadores.
II. Antecedentes
Los amplificadores son generalmente utilizados en diversos dispositivos electrónicos para proporcionar una amplificación de la señal. Diferentes tipos de amplificadores se encuentran disponibles para diferentes usos. Por ejemplo, un dispositivo de comunicación inalámbrica, por ejemplo un teléfono celular, puede incluir un transmisor y un receptor para UNA comunicación bidireccional. El transmisor puede incluir un amplificador excitador (DA) y un amplificador de potencia (PA), el receptor puede incluir un amplificador de ruido bajo (LNA), y el transmisor y el receptor pueden incluir amplificadores de ganancia variable (VGAs).
Un amplificador puede ser diseñado para operar con una corriente de polarización de blanco, la cual puede ser seleccionada en base al rendimiento deseado del amplificador. La corriente de polarización de blanco puede ser obtenida mediante la aplicación de una tensión de polarización apropiada al amplificador. La tensión de polarización puede ser fijada y puede entonces provocar una corriente de polarización que puede variar con la duración del amplificador, la temperatura y otros fenómenos. La corriente de polarización puede así desviarse de la corriente de polarización de blanco, y la desviación puede incidir negativamente en el rendimiento del amplificador. Por ejemplo, una corriente de polarización más alta o más baja puede provocar que la potencia de salida del amplificador se desplace, lo que podría no ser deseable.
Sumario
De acuerdo con la presente invención se proporciona un procedimiento y un aparato para un monitor de corriente de polarización y un mecanismo de control para amplificadores según se define en las reivindicaciones independientes. Formas de realización preferentes se describen en las reivindicaciones dependientes.
Breve descripción de los dibujos
La FIG. 1 muestra un diagrama de bloques de un dispositivo de comunicación inalámbrica.
La FIG. 2 muestra un diseño ejemplar de un ajuste de polarización para un amplificador de potencia
utilizando un espejo de corriente.
La FIG. 3 muestra un diseño ejemplar de un ajuste de polarización en base a una tensión en los bornes de un inductor de un amplificador de potencia.
La FIG. 4 muestra un diseño ejemplar de un ajuste de polarización en base a una tensión de puerta a fuente de un transistor de un amplificador de potencia.
La FIG. 5 muestra un diseño ejemplar de un ajuste de polarización con un bucle de circuito cerrado de retroalimentación.
La FIG. 6 muestra un diseño ejemplar de ajuste de la polarización con un circuito cerrado de realimentación.
Las FIGS. 7 y 8 muestran dos diseños ejemplares de un ajuste de polarización que utiliza un suministro de potencia en modo conmutado para aislar una tensión de suministro.
La FIG. 9 muestra una familia de curvas para una corriente de drenaje con respecto a una tensión de drenaje a fuente.
La FIG. 1 muestra un diseño ejemplar de un proceso para ajustar una corriente de polarización.
Descripción detallada
La descripción detallada expuesta en las líneas que siguen está concebida como una descripción de diseños ejemplares de la presente divulgación y no pretende representar los únicos diseños en los cuales la divulgación pueda llevarse a la práctica. El término "ejemplar" se utiliza en la presente memoria para significar "que sirve como ejemplo, caso o ilustración". Cualquier diseño descrito en la presente memoria como "ejemplar" no debe necesariamente interpretarse como preferente o ventajoso respecto de otros diseños. La descripción detallada incluye detalles específicos con la finalidad de proporcionar una comprensión cabal de los diseños ejemplares de la presente divulgación. Debe resultar evidente para los expertos en la materia que los diseños ejemplares descritos en la presente memoria pueden ser llevados a la práctica sin estos detalles específicos. En algunos casos, estructuras y dispositivos sobradamente conocidas se muestran en forma de diagramas de bloques con el fin de evitar oscurecer la novedad de los diseños ejemplares presentados en esta memoria.
Técnicas de verificación y control de la corriente de polarización de amplificadores se describen en la presente memoria. Las técnicas pueden ser utilizadas respecto de diversos dispositivos electrónicos, por ejemplo dispositivos de comunicación inalámbrica, teléfonos celulares, asistentes personales digitales (PDAs), dispositivos de mano, módems inalámbricos ordenadores portátiles, teléfonos inalámbricos, dispositivos Bluetooth, dispositivos electrónicos de usuario, etc. En aras de la claridad, en las líneas que siguen se describe el uso de las técnicas de un dispositivo de comunicación inalámbrica.
La FIG. 1 muestra un diagrama de bloques de un diseño ejemplar de un dispositivo 1 de comunicación inalámbrica. En este diseño ejemplar, el dispositivo 1 inalámbrico incluye un procesador 11 de datos y un transceptor 12. El transceptor 12 incluye un transmisor 13 y un receptor 15 que soportan una comunicación inalámbrica bidireccional. En general, el dispositivo 1 inalámbrico pude incluir un número indeterminado de transmisores y un número indeterminado de receptores para un número indeterminado de sistemas de comunicación y un número indeterminado de bandas de frecuencia.
En la trayectoria de transmisión, el procesador 11 de datos procesa los datos dispuestos para ser transmitidos y proporciona una señal de salida analógica a un transmisor 13. Dentro del transmisor 13, la señal de salida analógica es amplificada por un amplificador (Amp) 132, filtrada por un filtro 134 pasobajo para eliminar imágenes provocadas por la conversión digital - analógica, amplificada por un VGA 136, y elevada desde la banda de base a la radiofrecuencia (RF) por un mezclador 138. La señal elevada es filtrada por un filtrador 14, a su vez ampliada por un amplificador excitador (DA) 142 y un amplificador de potencia (PA) 144, encaminado a través de unos conmutadores / duplexores 146, y transmitida por medio de una antena 148.
En la trayectoria de recepción, la antena 148 recibe las señales procedentes de las estaciones de base y / o de otras estaciones del transmisor y proporciona una señal recibida, la cual es encaminada a través de los conmutadores / duplexores 146 y suministrada al receptor 15. Dentro del receptor 15, la señal recibida es amplificada por un LNA 152, filtrada por un filtro 16 paso banda y amplificada por un amplificador 162 para obtener una señal de entrada analógica, la cual es suministrada al procesador 11 de datos.
La FIG. 1 muestra un transmisor 13 y un receptor 15 que implementan una arquitectura de complexión directa, cuya frecuencia convierte una señal entre RF y banda base en una etapa. El transmisor 13 y / o el receptor 15 pueden también implementar una arquitectura superheterodina, frecuencia que convierte una señal entre RF y banda base en múltiples etapas. Un generador 17 de oscilador local (LO) genera y proporciona unas señales LO de transmisión y recepción a los mezcladores 138 y 156, respectivamente. Un lazo de sincronización de fase (PLL) 172 recibe las informaciones de control procedentes del procesador 11 de datos y proporciona unas señales de control al generador 17 LO para generar las señales LO de transmisión y recepción en las frecuencias adecuadas.
La FIG. 1 muestra un diseño de transceptor ejemplar. En general, el acondicionamiento de las señales del transmisor 13 y del receptor 15 puede llevarse a cabo en una o más etapas del amplificador, filtro, mezclador, etc. Estos circuitos pueden estar dispuestos de modo diferente respecto de la configuración mostrada en la FIG. 1. Así mismo, otros circuitos no mostrados en la FIG. 1 pueden también ser utilizados para acondicionar las señales del transmisor y el receptor. Algunos circuitos de la FIG. 1 pueden también ser omitidos. Toda o una porción del transceptor 12 puede ser implementada... [Seguir leyendo]
Reivindicaciones:
1.- Un aparato de ajuste de la polarización, que comprende:
un medio para obtener una medición de una tensión desarrollada en los bordes de una resistencia parásita de un inductor (214) acoplado a al menos un transistor (212) de un amplificador (21); y
un medio para generar al menos una tensión de polarización de entrada para el al menos un transistor (212) del amplificador (21) en base a la medición para obtener una corriente de polarización de blanco con destino al amplificador (21).
2.- El aparato de la reivindicación 1, en el que el medio para obtener la medición comprende un circuito de detección acoplado al inductor (214); y
el medio de generación de al menos una tensión de polarización de entrada comprende un circuito (27) de polarización acoplado al transistor (212) para generar una tensión de polarización de entrada con destino al transistor (212) en base a la tensión medida en los bornes del inductor (214).
3.- El aparato de la reivindicación 2, que comprende además:
un convertidor (258) analógico- digital, ADC, para digitalizar la tensión medida y suministrar una tensión digitalizada; y
un procesador (26) para recibir la tensión digitalizada y generar un control con destino al circuito (27) de polarización en base a la tensión digitalizada.
4.- El aparato de la reivindicación 3, en el que el procesador determina una corriente de polarización medida con destino al transistor (214) en base a la tensión digitalizada y un valor de resistor con destino al inductor (214) y genera el control con destino al circuito de polarización en base a la corriente de polarización medida y a la corriente de polarización de blanco.
5.- El aparato de la reivindicación 4, el valor del resistor con destino al inductor se determina mediante la aplicación de una corriente conocida a través del inductor y la medición de la tensión en los bornes del inductor (214).
6 - El aparato de la reivindicación 4, el valor de resistor con destino al inductor (214) se determina en base a las condiciones de un circuito integrado, IC, observadas por el amplificador (21).
7 - Un procedimiento de ajuste de una corriente de polarización, que comprende:
la obtención de una medición de una tensión desarrollada en los bornes de una resistencia parásita de un inductor (214) acoplado a al menos un transistor (212) de un amplificador (21); y
la generación de al menos una tensión de polarización de entrada con destino a al menos un transistor (212) del amplificador (21) en base a la medición para obtener una corriente de polarización de blanco con destino al amplificador (21).
8.- El procedimiento de la reivindicación 7, en el que la generación de la al menos una tensión de polarización de entrada comprende:
la digitalización de la tensión en los bornes del inductor para obtener una tensión digitalizada;
la determinación de una corriente de polarización medida con destino al amplificador (21) en base a la tensión digitalizada y al valor de la resistencia parásita del inductor (214), y
la generación de la al menos una tensión de polarización de entrada en base a la corriente de polarización medida y la corriente de polarización de blanco con destino al amplificador (21).
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