使用復(fù)制電路的失配檢測
閱讀：814發(fā)布：2023-01-08
專利匯可以提供使用復(fù)制電路的失配檢測專利檢索，專利查詢，專利分析的服務(wù)。并且提出了一種用于通過使用復(fù)制 電路 來檢測主電路的操作特性的差異的裝置。在一個示例性情況下，使用感測的兩個電路的操作特性的差異來驅(qū)動調(diào)諧控制環(huán)路以使感測的差異最小化。在另一示例性情況下，使用主電路的若干復(fù)制電路，其中，每個復(fù)制電路與影響主電路的操作特性的一個或更多個操作變量隔離。每個復(fù)制電路可以用于感測不同的操作特性，或者，兩個復(fù)制電路可以被組合成感測同一操作特性。，下面是使用復(fù)制電路的失配檢測專利的具體信息內(nèi)容。
1.一種電路裝置，包括：
感測電路；
第一射頻(RF)路徑，其通過所述第一RF路徑的一個或更多個感測點耦合至所述感測電路，所述第一RF路徑包括第一放大電路；以及
至少一個第二RF路徑，其通過所述第二RF路徑的與所述第一RF路徑的所述一個或更多個感測點對應(yīng)的一個或更多個感測點耦合至所述感測電路，所述第二RF路徑包括第二放大電路，所述第二放大電路是所述第一放大電路的縮小尺寸復(fù)制，
其中，所述感測電路適于感測在所述第一RF路徑的所述一個或更多個感測點處感測的所述第一RF路徑的一個或更多個操作特性與在所述第二RF路徑的所述對應(yīng)的一個或更多個感測點處感測的所述第二RF路徑的一個或更多個參考操作特性之間的差異。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路裝置，其中：
所述第一RF路徑的所述一個或更多個操作特性受到操作變量集合的影響；并且所述第二RF路徑被配置成使得所述第二RF路徑的一個或更多個參考操作特性受到所述操作變量的子集的影響。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電路裝置，其中，所述操作變量集合包括以下中的一個或更多個：a)所述第一RF路徑/所述第二RF路徑的負載；b)所述第一放大電路/所述第二放大電路處的局部溫度；c)所述第一放大電路/所述第二放大電路的器件上的熱載流子注入(HCI)效應(yīng)；d)所述第一放大電路/所述第二放大電路上的瞬態(tài)效應(yīng)；e)所述第一放大電路/所述第二放大電路的器件上的浮體效應(yīng)；f)所述第一RF路徑/所述第二RF路徑的不同操作模式；以及g)所述第一RF路徑/所述第二RF路徑的不同操作頻率。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電路裝置，其中，所述第一放大電路的所述操作特性和所述第二放大電路的所述操作特性根據(jù)關(guān)于所述操作變量集合的已知映射函數(shù)相關(guān)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電路裝置，其中，所述一個或更多個操作特性包括以下中的一個或更多個：a)信號調(diào)制特性；b)信號線性特性；c)信號失真特性；d)信號幅度特性；e)信號相位特性；f)瞬態(tài)響應(yīng)特性；g)溫度特性；以及e)偏置條件，包括偏置電壓和偏置電流。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電路裝置，其中：
所述第一RF路徑被配置成通過耦合至所述第一RF路徑的輸出節(jié)點的匹配阻抗在所述第一RF路徑的所述輸出節(jié)點處發(fā)送RF信號，并且
所述第二RF路徑被配置成通過耦合至所述第二RF路徑的輸出節(jié)點的終止阻抗在所述第二RF路徑的所述輸出節(jié)點處終止RF信號。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電路裝置，其中，所述第一RF路徑的所述輸出節(jié)點耦合至所述第二RF路徑的所述輸出節(jié)點，以將所述第二RF路徑的所述RF信號與所發(fā)送的RF信號組合。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電路裝置，其中，所述第一RF路徑的所述輸出節(jié)點與所述第二RF路徑的所述輸出節(jié)點隔離。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電路裝置，其中，所述終止阻抗是電阻器。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電路裝置，其中，所述終止阻抗的帶寬比所述匹配阻抗的帶寬寬。
11.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電路裝置，其中，在所述第一RF路徑的所述輸出節(jié)點處看到的阻抗根據(jù)所述操作變量集合的一個或更多個操作變量而變化。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電路裝置，其中，在所述第一RF路徑的所述輸出節(jié)點處看到的所述阻抗的變化與被配置成耦合至所述輸出節(jié)點的元件的操作特性的變化對應(yīng)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電路裝置，其中，所述元件包括以下中的一個或更多個：a)濾波器；b)匹配電路；c)開關(guān)；以及d)天線。
14.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電路裝置，其中，所述感測電路感測所述第一RF路徑的所述一個或更多個感測點處的與所述第一RF路徑的所述一個或更多個操作特性對應(yīng)的信號，并且感測所述第二RF路徑的所述一個或更多個感測點處的與所述第二RF路徑的所述一個或更多個參考操作特性對應(yīng)的信號。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的電路裝置，其中，所感測的信號是以下中的一個或更多個：
a)電壓信號；b)電流信號；以及c)功率信號。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的電路裝置，其中，所述第一RF路徑和所述第二RF路徑還包括控制輸入，所述控制輸入被配置成接收控制信號以影響所述一個或更多個操作特性。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的電路裝置，其中，所述控制信號基于所感測的信號。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的電路裝置，其中，所述控制信號還基于應(yīng)用于所感測的信號的偏移和/或增益參數(shù)。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的電路裝置，其中，所述控制信號是以下中的一個或更多個：
a)模擬控制信號；以及b)連續(xù)時間控制信號。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的電路裝置，其中，所述控制信號是以下中的一個或更多個：
a)數(shù)字控制信號；b)采樣控制信號；以及c)離散時間控制信號。
21.根據(jù)權(quán)利要求17所述的電路裝置，還包括被配置成生成基于所感測的信號的所述控制信號的控制電路。
22.根據(jù)權(quán)利要求17所述的電路裝置，其中，所述控制信號和所感測的信號根據(jù)閉環(huán)控制系統(tǒng)操作。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的電路裝置，其中，所述控制系統(tǒng)包括以下中之一：a)數(shù)字控制環(huán)路；b)模擬控制環(huán)路；以及c)a)和b)的組合。
24.根據(jù)權(quán)利要求17所述的電路裝置，其中，所述控制信號和所感測的信號根據(jù)開環(huán)系統(tǒng)操作。
25.根據(jù)權(quán)利要求17所述的電路裝置，其中，所述第二放大電路的所述縮小尺寸約為所述第一放大電路的尺寸的1/100或更小，例如，所述第二放大電路的電流和功耗約為所述第一放大電路的電流和功耗的1/100或更小。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的電路裝置，其中，所述第一放大電路和所述第二放大電路分別包括第一共源共柵堆疊和第二共源共柵堆疊。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的電路裝置，其中，第一共源共柵堆疊的晶體管和第二共源共柵堆疊的晶體管在以下中的一個或更多個方面不同：a)溝道寬度；以及b)溝道長度。
28.根據(jù)權(quán)利要求26所述的電路裝置，其中，所述第二放大電路包括與所述第二堆疊的一個或更多個晶體管串聯(lián)連接的一個或更多個電阻器，所述一個或更多個電阻器被配置成感測通過所述第二堆疊的電流。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的電路裝置，其中，所述一個或更多個電阻器經(jīng)由一個或更多個開關(guān)選擇性地串聯(lián)連接至所述第二堆疊的所述一個或更多個晶體管。
30.根據(jù)權(quán)利要求26所述的電路裝置，其中，所述第一共源共柵堆疊和所述第二共源共柵堆疊具有相同的堆疊高度。
31.根據(jù)權(quán)利要求26所述的電路裝置，其中，所述第一共源共柵堆疊和所述第二共源共柵堆疊具有不同的堆疊高度。
32.根據(jù)權(quán)利要求26所述的電路裝置，其中，與所述第一共源共柵堆疊的晶體管相比，所述第二共源共柵堆疊的晶體管經(jīng)受更小的DC或RF應(yīng)力。
33.根據(jù)權(quán)利要求26所述的電路裝置，其中：
所述第一共源共柵堆疊被配置成選擇性地在待機模式和活動模式之一下操作，以及所述第二共源共柵堆疊被配置成總是在活動模式下操作。
34.根據(jù)權(quán)利要求26所述的電路裝置，其中：
所述第一共源共柵堆疊和所述第二共源共柵堆疊被配置成選擇性地在待機模式和活動模式之一下操作，以及
所述第二共源共柵堆疊的所述活動模式在所述第一共源共柵堆疊的所述活動模式之前開始，并且持續(xù)貫穿所述第一共源共柵堆疊的所述活動模式。
35.根據(jù)權(quán)利要求17所述的電路裝置，其中，所述第一放大電路和所述第二放大電路是可擴展外圍放大器。
36.根據(jù)權(quán)利要求35所述的電路裝置，其中，所述可擴展外圍放大器的有源可擴展外圍段的數(shù)目經(jīng)由所述控制信號控制。
37.根據(jù)權(quán)利要求35所述的電路裝置，其中，所述第二放大電路的可擴展外圍段是所述第一放大電路的可擴展外圍段的縮小尺寸復(fù)制。
38.根據(jù)權(quán)利要求17所述的電路裝置，其中，所述第一放大電路和所述第二放大電路是分布式放大器，每個分布式放大器包括經(jīng)由多個電感器耦合的多個放大級。
39.根據(jù)權(quán)利要求38所述的電路裝置，其中：
所述感測電路還被配置成感測所述第二放大電路的電容值，
基于所感測的電容值生成控制信號以影響所述一個或更多個操作特性。
40.根據(jù)權(quán)利要求39所述的電路裝置，其中，所述控制信號被配置成影響所述第一放大電路的所述多個放大級中的放大級的柵極外圍，以基于所感測的所述第二放大電路的電容值來補償所述放大級的電容值的變化。
41.根據(jù)權(quán)利要求17所述的電路裝置，其中，所述第一RF路徑和所述第二RF路徑各自還包括耦合至所述第一放大電路和所述第二放大電路的相應(yīng)輸出節(jié)點的輸出信號處理電路。
42.根據(jù)權(quán)利要求41所述的電路裝置，其中，所述第一RF路徑和所述第二RF路徑各自還包括耦合至所述第一放大電路和所述第二放大電路的相應(yīng)輸入節(jié)點的輸入信號處理電路。
43.根據(jù)權(quán)利要求42所述的電路裝置，其中，所述輸入信號處理電路和所述輸出信號處理電路被配置成影響以下中的一個或更多個：a)信號幅度；b)信號相位；以及c)呈現(xiàn)給所述相應(yīng)輸入節(jié)點和所述相應(yīng)輸出節(jié)點的阻抗。
44.根據(jù)權(quán)利要求43所述的電路裝置，其中，所述輸入信號處理電路和所述輸出信號處理電路中的一個或兩個適于由所述控制信號控制。
45.根據(jù)權(quán)利要求43所述的電路裝置，其中，所述輸入信號處理電路和所述輸出信號處理電路各自包括以下中的一個或更多個：a)可調(diào)諧匹配電路；b)固定匹配；c)可變衰減器；
d)固定衰減器；e)可變移相器電路；以及f)濾波器。
46.根據(jù)權(quán)利要求45所述的電路裝置，其中，所述輸入信號處理電路和所述輸出信號處理電路中的一個或更多個包括a)數(shù)字可調(diào)諧電容器(DTC)和b)數(shù)字可調(diào)諧電感器(DTL)中的一個或更多個。
47.根據(jù)權(quán)利要求17所述的電路裝置，其中，所述第一RF路徑和所述第二RF路徑各自包括被配置成偏置所述第一放大電路和所述第二放大電路中的相應(yīng)一個的放大器偏置電路。
48.根據(jù)權(quán)利要求47所述的電路裝置，其中，所述放大器偏置電路適于由所述控制信號控制。
49.根據(jù)權(quán)利要求47所述的電路裝置，其中，所述放大器偏置電路包括被配置成向所述第一放大電路和所述第二放大電路中的所述相應(yīng)一個提供電力的DC/DC轉(zhuǎn)換器或低壓差(LDO)調(diào)節(jié)器。
50.根據(jù)權(quán)利要求49所述的電路裝置，其中，所述DC/DC轉(zhuǎn)換器或所述LDO調(diào)節(jié)器根據(jù)以下中之一被控制：a)包絡(luò)跟蹤方案；以及b)平均功率跟蹤方案。
51.根據(jù)權(quán)利要求47所述的電路裝置，其中，所述放大器偏置電路包括用于偏置所述第一放大電路和所述第二放大電路中的所述相應(yīng)一個的晶體管的柵極偏置電路。
52.根據(jù)權(quán)利要求47所述的電路裝置，其中：
根據(jù)共源共柵堆疊來布置所述第一放大電路和所述第二放大電路中的所述相應(yīng)一個的晶體管，以及
所述柵極偏置電路包括耦合至所述晶體管的柵極電容器，所述柵極電容器被配置成跨所述晶體管均勻地分布RF輸出電壓。
53.根據(jù)權(quán)利要求17所述的電路裝置，還包括被配置成向所述第一RF路徑和所述第二RF路徑提供電力的第一電源電壓。
54.根據(jù)權(quán)利要求17所述的電路裝置，還包括被配置成向所述第一RF路徑提供電力的第一電源電壓以及被配置成向所述第二RF路徑提供電力的第二電源電壓。
55.根據(jù)權(quán)利要求17所述的電路裝置，其中，所述第一放大電路和所述第二放大電路各自包括多個級聯(lián)放大器。
56.根據(jù)權(quán)利要求17所述的電路裝置，其中，所述第一RF路徑和所述第二RF路徑根據(jù)效率提高方案操作。
57.根據(jù)權(quán)利要求56所述的電路裝置，其中，所述效率提高方案包括以下中之一：a)包絡(luò)跟蹤方案；b)平均功率跟蹤方案；c)多爾蒂放大方案；以及d)使用非線性部件的線性放大(LINC)方案。
58.根據(jù)權(quán)利要求17所述的電路裝置，其中，所述電路裝置部分地或以其整體單片式地集成在集成電路中。
59.根據(jù)權(quán)利要求58所述的電路裝置，其中，將所述第二放大電路在物理上放置得離開所述第一放大電路放置，以排除所述第一放大電路的溫度對所述第二放大電路的影響。
60.根據(jù)權(quán)利要求58所述的電路裝置，其中，將所述第二放大電路在物理上放置在由所述第一放大電路使用的所述集成電路的區(qū)域附近或內(nèi)部，以使得所述第一放大電路和所述第二放大電路受到相同溫度的影響。
61.根據(jù)權(quán)利要求58所述的電路裝置，其中，所述單片式集成是根據(jù)CMOS工藝。
62.根據(jù)權(quán)利要求61所述的電路裝置，其中，所述CMOS工藝包括以下中之一：a)絕緣體上硅(SOI)工藝；b)藍寶石上硅工藝(SOS)；以及c)體硅工藝。
63.根據(jù)權(quán)利要求58所述的電路裝置，其中，所述至少一個第二RF路徑包括多個第二RF路徑，每個第二RF路徑被配置成使得相應(yīng)一個或更多個參考操作特性受到所述操作變量的不同子集的影響。
64.根據(jù)權(quán)利要求17所述的電路裝置，其中，所述至少一個第二RF路徑包括多個第二RF路徑，每個第二RF路徑被配置成使得相應(yīng)一個或更多個參考操作特性受到所述操作變量的不同子集的影響。
65.根據(jù)權(quán)利要求64所述的電路裝置，其中，所述多個第二RF路徑中的每個第二RF路徑通過所述每個第二RF路徑的與所述第一RF路徑的所述一個或更多個感測點的子集對應(yīng)的一個或更多個感測點耦合至所述感測電路。
66.根據(jù)權(quán)利要求65所述的電路裝置，其中，所述感測電路適于感測在所述第一RF路徑的所述一個或更多個感測點的所述子集處感測的所述第一RF路徑的一個或更多個操作特性與在所述每個第二RF路徑的所述一個或更多個感測點處感測的所述每個第二RF路徑的所述一個或更多個參考操作特性之間的差異。
67.根據(jù)權(quán)利要求66所述的電路裝置，其中，所述感測電路還適于感測兩個不同第二RF路徑的操作特性之間的差異。
68.根據(jù)權(quán)利要求64所述的電路裝置，其中，所述多個第二RF路徑中的第二RF路徑?jīng)]有控制輸入。
69.根據(jù)權(quán)利要求17所述的電路裝置，還包括在所述第一放大電路和所述第二放大電路中之一附近的至少一個溫度傳感器。
70.根據(jù)權(quán)利要求69所述的電路裝置，還包括在所述第一放大電路和所述第二放大電路中的另一個附近的附加溫度傳感器。
71.根據(jù)權(quán)利要求69所述的電路裝置，其中，所述控制信號中的至少一個控制信號還基于在所述至少一個溫度傳感器處感測的溫度。
72.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電路裝置，其中，到所述第二RF路徑的輸入信號是到所述第一RF路徑的輸入信號的縮放版本。
73.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電路裝置，其中，到所述第二放大電路的輸入信號是到所述第一放大電路的輸入信號的縮放版本。
74.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電路裝置，其中，來自所述第二RF路徑的輸出信號是來自所述第一RF路徑的輸出信號的縮放版本。
75.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電路裝置，其中，來自所述第二放大電路的輸出信號是來自所述第一放大電路的輸出信號的縮放版本。
76.根據(jù)權(quán)利要求72至75中任一項所述的電路裝置，其中，所述縮放是一比一縮放。
77.一種電路裝置，包括：
感測電路；
第一射頻(RF)路徑，其通過所述第一RF路徑的一個或更多個感測點耦合至所述感測電路，所述第一RF路徑包括包含一個或更多個晶體管的第一有源電路；以及至少一個第二RF路徑，其通過所述第二RF路徑的與所述第一RF路徑的所述一個或更多個感測點對應(yīng)的一個或更多個感測點耦合至所述感測電路，所述第二RF路徑包括包含一個或更多個晶體管的第二有源電路，所述第二有源電路是所述第一有源電路的縮小尺寸復(fù)制，
其中，所述感測電路適于感測在所述第一RF路徑的所述一個或更多個感測點處感測的所述第一RF路徑的一個或更多個操作特性與在所述第二RF路徑的所述對應(yīng)的一個或更多個感測點處感測的所述第二RF路徑的一個或更多個參考操作特性之間的差異。
78.根據(jù)權(quán)利要求77所述的電路裝置，其中：
所述第一RF路徑的所述一個或更多個操作特性受到操作變量集合的影響；以及所述第二RF路徑被配置成使得所述第二RF路徑的一個或更多個參考操作特性受到所述操作變量的子集的影響。
79.根據(jù)權(quán)利要求78所述的電路裝置，其中，所述操作變量集合包括以下中的一個或更多個：a)所述第一RF路徑/所述第二RF路徑的負載；b)所述第一放大電路/所述第二放大電路處的局部溫度；c)所述第一放大電路/所述第二放大電路的器件上的熱載流子注入(HCI)效應(yīng)；d)所述第一放大電路/所述第二放大電路上的瞬態(tài)效應(yīng)；e)所述第一放大電路/所述第二放大電路的器件上的浮體效應(yīng)；f)所述第一RF路徑/所述第二RF路徑的不同操作模式；
以及g)所述第一RF路徑/所述第二RF路徑的不同操作頻率。
80.根據(jù)權(quán)利要求78所述的電路裝置，其中，所述第一有源電路的所述操作特性和所述第二有源電路的所述操作特性根據(jù)關(guān)于所述操作變量集合的已知映射函數(shù)相關(guān)。
81.根據(jù)權(quán)利要求78所述的電路裝置，其中，所述一個或更多個操作特性包括以下中的一個或更多個：a)信號調(diào)制特性；b)信號線性特性；c)信號失真特性；d)信號幅度特性；e)信號相位特性；f)瞬態(tài)響應(yīng)特性；g)溫度特性；以及e)偏置條件，包括偏置電壓和偏置電流。
82.根據(jù)權(quán)利要求78所述的電路裝置，其中，所述第一有源電路包括以下中之一：a)放大器電路；b)功率放大器；c)低噪聲放大器(LNA)；d)混合器；e)壓控振蕩器(VCO)；f)調(diào)制器；以及g)解調(diào)器。
83.一種用于將根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置用于所述第一RF路徑的增益穩(wěn)定的方法，所述方法包括：
單片式地集成所述裝置；
基于所述集成，將所述第二放大電路放置得離開所述第一放大電路；
基于所述放置，將所述第二放大電路與所述第一放大電路熱隔離，以及
基于所述熱隔離，根據(jù)感測的所述第一放大電路和所述第二放大電路的增益差異來控制所述第一放大電路的增益。
84.根據(jù)權(quán)利要求83所述的方法，其中，所述增益的所述控制包括以下中的一個或更多個：a)控制偏置電壓；b)控制到所述第一放大電路和/或所述第二放大電路的輸入信號電平；以及c)控制來自所述第一放大電路和/或所述第二放大電路的輸出信號電平。
85.根據(jù)權(quán)利要求83所述的方法，還包括：
基于所述集成，在所述第二放大電路附近提供溫度傳感器；
基于所述提供，感測所述第二放大電路的溫度；以及
基于所述感測，控制所述第二放大電路的增益。
86.一種用于將根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置用于補償所述第一RF路徑的瞬態(tài)效應(yīng)和/或浮體效應(yīng)的方法，所述方法包括：
單片式地集成所述裝置；
在激活所述第一放大電路之前激活所述第二放大電路；
基于所述激活，從所述第二放大電路消除瞬態(tài)效應(yīng)和/或浮體效應(yīng)；
基于所述消除，提供所述第二RF路徑的穩(wěn)定操作；
激活所述第一放大電路；
感測所述第一RF路徑和所述第二RF路徑的一個或更多個操作特性之間的差異；以及基于所述感測，控制所述第一RF路徑以影響所述第一RF路徑的所述一個或更多個操作特性，
其中，所感測的差異包括以下中的一個或更多個：a)偏置電壓；b)輸出電壓；以及c)增益。
87.一種用于將根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置用于補償所述第一RF路徑上的熱載流子注入(HCI)效應(yīng)的方法，所述方法包括：
設(shè)計所述第二放大電路以得到減小的應(yīng)力；
基于所述設(shè)計，單片式地集成所述裝置；
基于所述設(shè)計，減小所述第二放大電路上的HCI效應(yīng)；以及
基于所述減小，根據(jù)感測的所述第一放大電路和所述第二放大電路的偏置電壓差異，控制對所述第一放大電路的偏置。
88.根據(jù)權(quán)利要求87所述的方法，其中，所述第二放大電路的所述設(shè)計包括對以下中的一個或更多個進行設(shè)計：a)不同的堆疊高度；b)不同的器件寬度；c)不同的器件長度；d)輸入信號縮放；e)輸出信號縮放；以及f)不同的電源電壓。
89.一種用于將根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置用于所述第一RF路徑的根據(jù)多個不同操作頻率的操作的方法，所述方法包括：
單片式地集成所述裝置；
使用寬帶負載在所述第二RF路徑的輸出節(jié)點處終止所述第二RF路徑；
配置所述第一RF路徑以在所述多個操作頻率中的所選操作頻率下操作；
感測所述第一RF路徑和所述第二RF路徑的一個或更多個操作特性之間的差異；以及基于所述感測，控制所述第一RF路徑以減小所述差異，
其中，所感測的差異包括以下中的一個或更多個：a)偏置電壓；b)輸出電壓；c)增益；d)輸出阻抗；以及e)輸入阻抗。
90.根據(jù)權(quán)利要求89所述的方法，其中，所述第一RF路徑的所述控制包括控制耦合至所述第一放大電路的輸出節(jié)點/輸入節(jié)點的輸出可調(diào)諧匹配電路/輸入可調(diào)諧匹配電路。
91.根據(jù)權(quán)利要求89所述的方法，其中，所述寬帶負載包括電阻性負載和電感性負載中之一。
92.根據(jù)權(quán)利要求89所述的方法，
其中，所述寬帶負載是可調(diào)諧負載，以及
其中，所述第二RF路徑的所述終止包括：
對所述可調(diào)諧負載進行調(diào)諧，以及
基于所述調(diào)諧，提供所述第二RF路徑的期望頻率響應(yīng)。
93.根據(jù)權(quán)利要求89所述的方法，其中，所述第二RF路徑的所述終止包括將第二RF路徑的所述輸出節(jié)點處的總RF功率基本上吸收到所述寬帶負載中。
94.一種用于將根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置用于所述第一RF路徑的功率控制的方法，所述方法包括：
單片式地集成所述裝置；
確定通過所述第二放大電路的傳導(dǎo)路徑的電流；以及
基于所述確定，控制所述第一放大電路，從而控制所述第一RF路徑的輸出節(jié)點處的功率。
95.根據(jù)權(quán)利要求94所述的方法，其中，所述控制包括控制以下中的一個或更多個：a)偏置電壓；b)電力電流；c)匹配阻抗；d)輸入信號幅度；e)輸出信號幅度；以及f)可擴展外圍放大器的激活段的數(shù)目。
96.根據(jù)權(quán)利要求94所述的方法，其中，所述確定包括：
選擇性地將電阻器與所述第二放大電路的電流傳導(dǎo)路徑串聯(lián)耦合；以及
基于所述耦合，確定通過所述第二放大電路的所述傳導(dǎo)路徑的電流。
97.一種用于將根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置用于所述第一RF路徑的失真控制的方法，所述方法包括：
單片式地集成所述裝置；
在所述第一RF路徑的感測點處感測所述第一RF路徑的RF信號的包絡(luò)信號；
在所述第二RF路徑的感測點處感測所述第二RF路徑的RF信號的包絡(luò)信號；
基于所述感測，檢測所述第一RF路徑的所述感測點處的所述包絡(luò)信號的壓縮；以及基于所述檢測，控制所述第一放大電路以消除所述壓縮，從而控制所述第一RF路徑的失真。
98.一種用于使用根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置的方法，所述方法包括：
單片式地集成所述裝置，其中，所述至少一個第二RF路徑包括多個第二RF路徑；
感測所述多個第二RF路徑中的兩個不同第二RF路徑的操作特性之間的差異；以及基于所述感測，控制所述第一RF路徑以影響所述第一RF路徑的一個或更多個操作特性。
使用復(fù)制電路的失配檢測
[0001] 相關(guān)申請的交叉引用
[0002] 本申請要求于2016年11月2日提交的題為“Mismatch?Detection?using?Replica?Circuit”的美國專利申請第15/341,955號的優(yōu)先權(quán)，其公開內(nèi)容通過引用以其整體并入本文。
[0003] 本申請可以與于2013年3月12日提交的題為“Scalable?Periphery?Tunable?Matching?Power?Amplifier”的美國專利申請第13/797,779號相關(guān)，其公開內(nèi)容通過引用以其整體并入本文。本申請還可以與于2009年3月2日提交的題為“Method?and?Apparatus?for?use?in?digitally?tuning?a?capacitor?in?an?integrated?circuit?device”的國際申請第PCT/US2009/001358號相關(guān)，其公開內(nèi)容通過引用以其整體并入本文。本申請還可以與于2012年8月27日提交的題為“Methods?and?Apparatuses?for?Use?in?Tuning?Reactance?in?a?Circuit?Device”的美國專利申請第13/595,893號相關(guān)，其公開內(nèi)容通過引用以其整體并入本文。本申請還可以與于2013年9月30日提交的題為“Methods?and?Devices?for?Impedance?Matching?in?Power?Amplifier?Circuits”的美國專利申請第14/042,312號相關(guān)，其公開內(nèi)容通過引用以其整體并入本文。本申請還可以與于2007年7月
24日公布的題為“Stacked?Transistor?Method?and?Apparatus”的美國專利第7,248,120號相關(guān)，其公開內(nèi)容通過引用以其整體并入本文。本申請還可以與于2013年8月15日提交的題為“Tunable?Impedance?Matching?Network”的美國專利申請第13/967,866號相關(guān)，其公開內(nèi)容通過引用以其整體并入本文。本申請還可以與于2013年3月12日提交的題為“Variable?Impedance?Match?and?Variable?Harmonic?Terminations?for?Different?Modes?and?Frequency?Bands”的美國專利申請第13/797,686號相關(guān)，其公開內(nèi)容通過引用以其整體并入本文。本申請還可以與于2016年8月9日公布的題為“Amplifier?Dynamic?Bias?Adjustment?for?Envelope?Tracking”的美國專利第9413298號相關(guān)，其公開內(nèi)容通過引用以其整體并入本文。本申請還可以與于2014年4月1日提交的題為“Hot?Carrier?Injection?Compensation”的美國專利申請第14/242,373號相關(guān)，其公開內(nèi)容通過引用以其整體并入本文。
24日公布的題為“Stacked?Transistor?Method?and?Apparatus”的美國專利第7,248,120號相關(guān)，其公開內(nèi)容通過引用以其整體并入本文。本申請還可以與于2013年8月15日提交的題為“Tunable?Impedance?Matching?Network”的美國專利申請第13/967,866號相關(guān)，其公開內(nèi)容通過引用以其整體并入本文。本申請還可以與于2013年3月12日提交的題為“Variable?Impedance?Match?and?Variable?Harmonic?Terminations?for?Different?Modes?and?Frequency?Bands”的美國專利申請第13/797,686號相關(guān)，其公開內(nèi)容通過引用以其整體并入本文。本申請還可以與于2016年8月9日公布的題為“Amplifier?Dynamic?Bias?Adjustment?for?Envelope?Tracking”的美國專利第9413298號相關(guān)，其公開內(nèi)容通過引用以其整體并入本文。本申請還可以與于2014年4月1日提交的題為“Hot?Carrier?Injection?Compensation”的美國專利申請第14/242,373號相關(guān)，其公開內(nèi)容通過引用以其整體并入本文。
[0004] 背景
[0005] 1.領(lǐng)域
[0006] 本教示涉及RF電路中的性能失配檢測，包括使用這樣的失配檢測的性能補償。更具體地，本教示涉及使用復(fù)制電路的性能失配檢測，其中，有意地使影響性能的復(fù)制電路的一個或更多個操作變量與主電路的操作變量不同。
[0007] 2.相關(guān)技術(shù)的描述
[0008] RF電路的性能可以基于RF電路的操作特性集合。這樣的操作特性可以包括信號調(diào)制特性、信號線性特性、信號失真特性、信號幅度特性、信號相位特性、瞬態(tài)響應(yīng)特性、溫度特性以及用作RF電路的性能度量的其他特性。在RF電路的操作期間，這樣的操作特性可能受到RF電路經(jīng)受的操作變量的影響。反過來，操作變量可能使RF電路的性能偏離標稱性能。這樣的操作變量可以包括RF電路的負載、RF電路的局部溫度、RF電路的晶體管器件的HCI效應(yīng)和浮體效應(yīng)、與從RF電路的空閑/非活動操作模式到正常/活動操作模式的轉(zhuǎn)換相關(guān)聯(lián)的瞬態(tài)效應(yīng)、RF電路的不同操作模式、RF電路的不同操作頻率等。
[0009] 在一些情況下，可能不希望在RF電路的正常操作期間直接測量RF電路的性能，因為為了測量而耦合至RF電路可能不利地影響RF電路的性能?？梢钥紤]在RF電路的測試模式期間測量性能，其中缺點是不能實時補償(在正常操作期間)。在其他情況下，每個操作特性的性能可能不能直接測量，而是通過從RF電路感測的信號來得出。這樣的信號可能受到操作變量的影響，使得這樣的信號可能不能代表RF電路的真實性能。
[0010] 耦合至RF電路的輸出節(jié)點的變化負載會影響電路的VSWR。這樣的變化負載可能由變化天線或受各種操作變量影響的耦合至輸出節(jié)點的元件引起。VSWR(電壓駐波比)是通常用于指示電路中的兩個不同的級(例如功率放大器與發(fā)射天線)之間的阻抗失配的程度的度量。1：1的VSWR指示完美阻抗匹配(例如，沒有反射波)，而VSWR的較高測量指示較高程度的阻抗失配(例如，10：1的VSWR指示阻抗失配高于5：1的VSWR)。在現(xiàn)有技術(shù)實施方式中，可以使用雙向耦合器和全功率檢測器以測量可以從其得出VSWR測量的正向波和反射波兩者來執(zhí)行VSWR的測量。
[0011] 例如，由于天線阻抗會受到發(fā)射天線的周圍環(huán)境的影響，因此會發(fā)生電路的兩個級例如功率放大器與發(fā)射天線之間的阻抗失配。作為示例而非限制，在組裝時，天線可以具有特定的周圍環(huán)境，導(dǎo)致天線阻抗的第一值。功率放大器可以與天線阻抗的第一值匹配。如果天線周圍的環(huán)境改變，則天線阻抗可能由于環(huán)境改變而改變?yōu)榈诙?。作為一個示例，將發(fā)射天線放置在金屬臺上可以改變天線阻抗，引起功率放大器與發(fā)射天線之間的阻抗失配。作為另一示例，靠近發(fā)射天線的金屬物體會影響天線阻抗。發(fā)明內(nèi)容
[0012] 根據(jù)本公開內(nèi)容的第一方面，提出了一種電路裝置，該電路裝置包括：感測電路；第一射頻(RF)路徑，其通過第一RF路徑的一個或更多個感測點耦合至感測電路，第一RF路徑包括第一放大電路；以及至少一個第二RF路徑，其通過第二RF路徑的與第一RF路徑的一個或更多個感測點對應(yīng)的一個或更多個感測點耦合至感測電路，第二RF路徑包括第二放大電路，第二放大電路是第一放大電路的縮小尺寸復(fù)制，其中，感測電路適于感測在第一RF路徑的一個或更多個感測點處感測的第一RF路徑的一個或更多個操作特性與在第二RF路徑的對應(yīng)的一個或更多個感測點處感測的第二RF路徑的一個或更多個參考操作特性之間的差異。
[0013] 根據(jù)本公開內(nèi)容的第二方面，提出了一種電路裝置，該電路裝置包括：感測電路；第一射頻(RF)路徑，其通過第一RF路徑的一個或更多個感測點耦合至感測電路，第一RF路徑包括包含一個或更多個晶體管的第一有源電路；以及至少一個第二RF路徑，其通過第二RF路徑的與第一RF路徑的一個或更多個感測點對應(yīng)的一個或更多個感測點耦合至感測電路，第二RF路徑包括包含一個或更多個晶體管的第二有源電路，第二有源電路是第一有源電路的縮小尺寸復(fù)制，其中，感測電路適于感測在第一RF路徑的一個或更多個感測點處感測的第一RF路徑的一個或更多個操作特性與在第二RF路徑的對應(yīng)的一個或更多個感測點處感測的第二RF路徑的一個或更多個參考操作特性之間的差異。
[0014] 根據(jù)本公開內(nèi)容的第三方面，提出了一種用于將以上電路裝置用于第一RF路徑的增益穩(wěn)定的方法，該方法包括：單片式地集成裝置；基于集成，將第二放大電路放置得離開第一放大電路；基于放置，將第二放大電路與第一放大電路熱隔離；以及基于熱隔離，根據(jù)感測的第一放大電路和第二放大電路的增益差異來控制第一放大電路的增益。
[0015] 根據(jù)本公開內(nèi)容的第四方面，提出了一種用于將以上電路裝置用于補償?shù)谝籖F路徑的瞬態(tài)效應(yīng)和/或浮體效應(yīng)的方法，該方法包括：單片式地集成裝置；在激活第一放大電路之前激活第二放大電路；基于激活，從第二放大電路消除瞬態(tài)效應(yīng)和/或浮體效應(yīng)；基于消除，提供第二RF路徑的穩(wěn)定操作；激活第一放大電路；感測第一RF路徑和第二RF路徑的一個或更多個操作特性之間的差異；以及基于感測，控制第一RF路徑以影響第一RF路徑的一個或更多個操作特性，其中，感測的差異包括以下中的一個或更多個：a)偏置電壓；b)輸出電壓；以及c)增益。
[0016] 根據(jù)本公開內(nèi)容的第五方面，提出了一種用于將以上電路裝置用于補償?shù)谝籖F路徑上的熱載流子注入(HCI)效應(yīng)的方法，該方法包括：設(shè)計第二放大電路以得到減小的應(yīng)力；基于設(shè)計，單片式地集成裝置；基于設(shè)計，減小第二放大電路上的HCI效應(yīng)；以及基于減小，根據(jù)感測的第一放大電路和第二放大電路的偏置電壓差異來控制對第一放大電路的偏置。
[0017] 根據(jù)本公開內(nèi)容的第六方面，提出了一種用于將以上電路裝置用于第一RF路徑的根據(jù)多個不同操作頻率的操作的方法，該方法包括：單片式地集成裝置；使用寬帶負載在第二RF路徑的輸出節(jié)點處終止第二RF路徑；配置第一RF路徑以在多個操作頻率中的所選操作頻率下操作；感測第一RF路徑和第二RF路徑的一個或更多個操作特性之間的差異；以及基于感測，控制第一RF路徑以減小差異，其中，感測的差異包括以下中的一個或更多個：a)偏置電壓；b)輸出電壓；c)增益；d)輸出阻抗；以及e)輸入阻抗。
[0018] 根據(jù)本公開內(nèi)容的第七方面，提出了一種用于將以上電路裝置用于第一RF路徑的功率控制的方法，該方法包括：單片式地集成裝置；確定通過第二放大電路的傳導(dǎo)路徑的電流；以及基于確定，控制第一放大電路，從而控制第一RF路徑的輸出節(jié)點處的功率。
[0019] 根據(jù)本公開內(nèi)容的第八方面，提出了一種用于將以上電路裝置用于第一RF路徑的失真控制的方法，該方法包括：單片式地集成裝置；在第一RF路徑的感測點處感測第一RF路徑的RF信號的包絡(luò)信號；在第二RF路徑的感測點處感測第二RF路徑的RF信號的包絡(luò)信號；基于感測，檢測第一RF路徑的感測點處的包絡(luò)信號的壓縮；以及基于檢測，控制第一放大電路以消除壓縮，從而控制第一RF路徑的失真。
[0020] 根據(jù)本公開內(nèi)容的第九方面，提出了一種用于使用以上電路的方法，該方法包括：單片式地集成裝置，其中，至少一個第二RF路徑包括多個第二RF路徑；感測多個第二RF路徑中的兩個不同第二RF路徑的操作特性之間的差異；以及基于感測，控制第一RF路徑以影響第一RF路徑的一個或更多個操作特性。
附圖說明
附圖說明
[0021] 圖1示出了使用雙向耦合器來檢測VSWR的現(xiàn)有技術(shù)射頻(RF)電路裝置。
[0022] 圖2示出了可以使用發(fā)射和/或接收RF路徑內(nèi)的調(diào)諧元件基于由雙向耦合器檢測的VSWR信號來調(diào)節(jié)路徑的特性的RF電路裝置。
[0023] 圖3A至圖3B示出了包括主電路和復(fù)制電路的RF電路裝置，復(fù)制電路是主電路的縮小尺寸復(fù)制并且能夠跟蹤主電路的特性。
[0024] 圖4示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的實施方式的使用復(fù)制電路作為參考電路來檢測主電路的操作特性的失配的裝置。
[0025] 圖5A示出了圖4中表示的裝置的主電路和復(fù)制電路的輸出加載(loading)的一些細節(jié)。
[0026] 圖5B示出了與圖5A中類似的電路表示，在該情況下針對耦合至主電路的RF路徑內(nèi)的多個操作點檢測失配。
[0027] 圖6A示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的實施方式的使用經(jīng)由圖4中描繪的裝置檢測的失配來調(diào)節(jié)可調(diào)諧RF路徑的裝置。
[0028] 圖6B示出了在圖6A的裝置中使用的調(diào)諧元件的更多細節(jié)。
[0029] 圖6C示出了與圖6B中描繪的裝置類似的裝置，其中，該裝置被配置成以多種操作模式操作。
[0031] 圖6E示出了可以用于在RF路徑的末端處選擇性地提供理想匹配負載的終止開關(guān)。
[0032] 圖7示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實施方式的能夠檢測可以用于得出VSWR的阻抗失配的RF電路裝置。
[0033] 圖8A示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的實施方式的RF系統(tǒng)的框圖，其中，使用感測電路來檢測主RF路徑與參考RF路徑之間的性能差異。主RF路徑包括包含一個或更多個晶體管例如放大器的主電路，而參考RF路徑包括主電路的縮小尺寸復(fù)制。
[0034] 圖8B示出了關(guān)于圖8A中描繪的主RF路徑、參考RF路徑與感測電路之間的耦合的更多細節(jié)。
[0035] 圖8C示出了到主RF路徑的允許主RF路徑的配置控制的控制輸入?？梢詫㈩愃频目刂戚斎胩峁┙o參考RF路徑。
[0036] 圖8D示出了添加有允許主RF路徑和/或參考RF路徑的配置控制的控制電路的圖8A的RF系統(tǒng)。
[0037] 圖8E示出了圖8D的RF系統(tǒng)的替選實施方式，其中，控制電路是單獨的集成電路的一部分。
[0038] 圖8F示出了圖8D的RF系統(tǒng)的替選實施方式，其中，控制電路和感測電路是單獨的集成電路的一部分。
[0039] 圖8G示出了圖8A的RF系統(tǒng)的替選實施方式，其中，將參考RF路徑的輸出與主RF路徑的輸出組合。
[0040] 圖8H示出了關(guān)于主RF路徑的感測點到主電路的示例性耦合的更多細節(jié)。
[0041] 圖9A、圖9B以及圖9C示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的RF系統(tǒng)的不同示例性IC布局，其中，主RF路徑和參考RF路徑的不同相對布置允許將RF路徑熱耦合或熱隔離。
[0042] 圖9D示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的RF系統(tǒng)的示例性IC布局，其中，使用兩個參考RF路徑，一個參考RF路徑熱耦合至主RF路徑，而另一參考RF路徑與主RF路徑熱解耦。
[0043] 圖10示出了用作主RF路徑中的主電路的脈沖放大器的以及用在參考RF路徑中以改進主RF路徑的瞬態(tài)響應(yīng)的的脈沖放大器的復(fù)制的時序圖。
[0044] 圖11A示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的使用參考RF路徑來改進主RF路徑的頻率響應(yīng)的實施方式。
[0045] 圖11B、圖11C、圖11D、圖11E以及圖11F示出了耦合至主RF路徑和參考RF路徑的RF元件的示例性頻率響應(yīng)曲線。
[0046] 圖12示出了圖11A的實施方式的變型，其中，可以通過設(shè)置可變匹配條件的方式來增加參考RF路徑的帶寬，這又可以允許對控制主RF路徑的頻率響應(yīng)的改進。
[0047] 圖13A、圖13B以及圖13C示出了用于相對于主電路縮放復(fù)制電路的各種方法。
[0048] 圖14示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的使用參考RF路徑來改進由于主RF路徑中的信號壓縮而引起的失真的實施方式。
[0050] 圖16示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的實施方式，其中，使用多個參考RF路徑來改進主RF路徑的不同操作特性，其中，多個參考RF路徑可以各自與影響操作特性的一個或更多個操作變量隔離。
[0051] 圖17示出了主電路是分布式放大器的示例性情況。根據(jù)本公開內(nèi)容的實施方式，可以使用這樣的分布式放大器的縮小復(fù)制電路來跟蹤主電路的性能。
[0052] 在各附圖中，相同的附圖標記和名稱指示相同的元件。
具體實施方式
[0053] 遍及該說明書，為了說明本發(fā)明構(gòu)思的使用和實現(xiàn)方式的目的，描述了實施方式和變型。該說明性描述應(yīng)被理解為呈現(xiàn)本發(fā)明構(gòu)思的示例，而不是限制本文所公開的構(gòu)思的范圍。
[0054] 在本公開內(nèi)容中使用的術(shù)語“放大器”旨在指代包括被配置為放大器的單個晶體管(例如，堆疊高度為一)或堆疊晶體管(例如，堆疊高度大于一)的放大器，并且可以與術(shù)語“功率放大器(PA)”和“RF放大器”互換使用。這樣的術(shù)語可以指代被配置成對輸入至器件的RF信號進行放大以產(chǎn)生與輸入RF信號的幅度相比具有更大幅度的輸出RF信號的器件。例如，在2007年7月24日公布的題為“Stacked?Transistor?Method?and?Apparatus”的美國專利申請第7,248,120號中描繪了堆疊晶體管放大器，該美國專利申請的全部公開內(nèi)容通過引用并入本文。這樣的放大器和功率放大器可以適用于本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的任何級的放大器和功率放大器(例如，預(yù)驅(qū)動器、驅(qū)動器、最終的)。
[0055] 如本公開內(nèi)容中使用的，術(shù)語“模式”可以指代無線標準及其伴隨的一個或多個調(diào)制與編碼方案。因為不同的模式可能需要不同的調(diào)制方案，所以這些可能影響所需的信道帶寬以及影響也被稱為峰均功率比(PAPR)的峰均比(PAR)以及技術(shù)人員已知的其他參數(shù)。無線標準的示例包括全球移動通信系統(tǒng)(GSM)、碼分多址(CDMA)、全球微波接入互操作性(WiMAX)、長期演進技術(shù)(LTE)以及本領(lǐng)域技術(shù)人員可識別的其他無線標準。調(diào)制和編碼方案的示例包括二進制相移鍵控(BPSK)、正交相移鍵控(QPSK)、正交幅度調(diào)制(QAM)、8-QAM、
64-QAM以及本領(lǐng)域技術(shù)人員可識別的其他調(diào)制和編碼方案。
64-QAM以及本領(lǐng)域技術(shù)人員可識別的其他調(diào)制和編碼方案。
[0056] 如本公開內(nèi)容中使用的，術(shù)語“頻帶”可以指代頻率范圍。更具體地，如本文中使用的術(shù)語“頻帶”指代可以由無線標準例如、但不限于寬帶碼分多址(WCDMA)和長期演進技術(shù)(LTE)定義的頻率范圍。
[0057] 如本公開內(nèi)容中使用的，術(shù)語“信道”可以指代頻率范圍。更具體地，本文中使用的術(shù)語“信道”指代頻帶內(nèi)的頻率范圍。因此，頻帶可以包括用于發(fā)送/接收同一無線標準的若干信道。
[0058] 圖1示出了可以作為RF器件的RF前端級的一部分的現(xiàn)有技術(shù)電路裝置。在圖1的電路裝置中，輸入端子(101)處的RF信號可以由放大器(例如，放大器模塊)(150)進行放大并且通過可以包括雙工器單元(132)的發(fā)送路徑被發(fā)送至天線(198)。天線開關(guān)(190)可以將多個這樣的發(fā)送路徑(例如，包括元件150、132)連接(例如，接通/斷開)至天線(198)。同時，天線(198)處的接收RF信號可以經(jīng)由可以連接至收發(fā)器單元的輸入端子(102)處的輸入放大器的接收路徑被路由至收發(fā)器單元的輸入放大器，例如，低噪聲放大器(LNA)。類似于發(fā)送的情況，可以將多個接收路徑經(jīng)由天線開關(guān)(190)連接至收發(fā)器單元的多個LNA。
[0059] 在圖1的電路裝置中，天線(198)與天線開關(guān)(190)之間的雙向耦合器(192)可以用于檢測發(fā)送路徑和/或接收路徑中的失配并且因此可以允許根據(jù)檢測到的失配來調(diào)諧電路的發(fā)送路徑和/或接收路徑。當在雙向耦合器(192)的端子(193)和端子(194)處檢測到發(fā)送波形和反射波形時，可以得到天線處的VSWR并且可以執(zhí)行對天線的可調(diào)整元件或者在發(fā)送路徑或放大器本身內(nèi)的其他可調(diào)整元件的補償動作以便調(diào)諧電路裝置以減小VSWR。這在圖2中描繪的示例性實施方式中示出，其中，可調(diào)諧匹配網(wǎng)絡(luò)(230)可以耦合至天線(198)以調(diào)諧天線來減小VSWR。替選地或另外地，可以將類似的可調(diào)諧匹配(235)耦合至放大器(150)，其可以用于減小由放大器的輸出處的阻抗失配貢獻的VSWR。在使用圖2的相同定向耦合器(192)的情況下，調(diào)諧電路(203)的輸入處的接收信號的VSWR可以使用在雙向耦合器(192)的端子(193)和端子(194)處的發(fā)送波形和反射波形來測量，并且經(jīng)由對調(diào)諧電路(203)的調(diào)整來減小。
[0060] 盡管圖2的雙向耦合器(192)可以提供關(guān)于在其被放置的點(例如，在天線與開關(guān)之間)處的匹配品質(zhì)的一些信息并且有助于減少(例如，經(jīng)由匹配調(diào)諧)在該點處的信號反射，但是其不能提供關(guān)于功率放大器模塊(150)與可調(diào)諧匹配電路(235)的匹配品質(zhì)的信息。因此，執(zhí)行經(jīng)由雙向耦合器(192)在天線處的匹配調(diào)諧，而不管放大器模塊(150)與可調(diào)諧匹配電路(235)之間的匹配的品質(zhì)。該缺點可以通過將附加的雙向耦合器放在功率放大器模塊附近并且使用該雙向耦合器來局部地檢測由放大器輸出導(dǎo)致的失配來解決。然而，由于這樣的定向耦合器的尺寸以及其可以提供的附加的插入損耗，這樣的配置可能是不實際的。此外，對于其中將發(fā)送路徑和/或接收路徑用于若干模式/信道(例如，RF信號以各種不同的中心頻率操作)的情況，可能需要不止一個這樣的雙向耦合器來支持使用更寬的頻率范圍，并且因此可以預(yù)期由于使用更多耦合器導(dǎo)致的甚至更高的插入損耗。由此，根據(jù)本公開內(nèi)容的各種教示提供了用于在不使用雙向耦合器的情況下檢測并減小發(fā)送路徑中的一定點處的失配的方法和器件?？梢载暙I例如VSWR分量的這樣的失配可以在發(fā)送路徑內(nèi)的任何點處進行測量，而不限于例如圖1至圖2中描繪的天線附近的點。在這種情況下，可以通過發(fā)送路徑和/或接收路徑內(nèi)的操作參數(shù)值與期望值的偏差來限定失配，例如，期望值例如通過相應(yīng)電路的給定點處的特性操作信號例如電壓和/或電流來測量。
[0061] 根據(jù)本公開內(nèi)容的一個方面，圖3A示出了可以用作RF發(fā)送路徑中的RF放大模塊的主電路(150)以及可以用于檢測發(fā)送路徑中的失配狀況的復(fù)制電路(155)。用于使用主電路(150)和復(fù)制電路(155)進行失配檢測(例如，并且不使用定向耦合器)的示例性電路裝置在圖4中示出，并且在本公開內(nèi)容的隨后部分中描述。圖3A的主電路(150)(例如，功率放大器模塊)可以包括一個或更多個放大器(例如，105、110)以及隨后的最終放大器級(112)。在根據(jù)本公開內(nèi)容的一些其他實施方式中，主電路(150)可以僅包括最終放大器級(112)而沒有級聯(lián)的預(yù)驅(qū)動器(105、110)，如圖3B中描繪的。可以將主電路輸入電壓信號VImain饋送至主電路(150)中以例如從放大器(105)開始進行放大?？梢越?jīng)由饋送至各個構(gòu)成晶體管的柵極的偏置電壓來提供對最終放大器級(112)的偏置以進行放大器的期望操作，并且如例如在引用的美國專利第7,248,120號和美國申請第13/829,946號中所描述的——兩者的全部內(nèi)容通過引用并入本文。在圖3A至圖3B中描繪的示例性實施方式中，最終放大器級(112)可以包括多個堆疊放大器，但是根據(jù)依據(jù)本公開內(nèi)容的其他實施方式的最終放大器級可以包括單個晶體管(例如，堆疊高度為一)。主電路(150)的輸出節(jié)點(140)通過電感器(120)連接至電源電壓(125)?？梢栽谳敵龉?jié)點(140)處觀察主電路(150)的放大RF輸出，在典型裝置中所述輸出節(jié)點(140)如在本公開內(nèi)容的各個附圖中描繪地可以被連接至某種類型的負載和/或匹配電路。
[0062] 盡管圖3A至圖3B的放大器級(112)被示出為包括多個堆疊FET晶體管(例如，MOSFET)，但是技術(shù)人員還將認識到，可以代替或與(112)的堆疊的N型或P型MOSFET結(jié)合來使用其他類型的晶體管(無論是堆疊的還是單個)，例如，雙極結(jié)型晶體管(BJT)。此外，如前所述，由圖3A至圖3B中(112)描繪的大于一的堆疊高度僅僅是示例性的，因為根據(jù)本公開內(nèi)容的教示同樣適用于均包括單個晶體管的堆疊。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認識到由較高的堆疊高度提供的一些益處，例如功率處理能力大于單晶體管堆疊的功率處理能力，這是因為與將跨較高高度堆疊的多個晶體管的電壓進行劃分相比，跨單個晶體管存在的電壓可能足夠高而損壞該一個晶體管。關(guān)于大于一的高度的堆疊晶體管的更多信息可以例如在于2007年7月24日公布的題為“Stacked?Transistor?Method?and?Apparatus”的美國專利第
7,248,120號中找到，該美國專利的全部內(nèi)容通過引用并入本文。盡管在圖3A至圖3B中未示出，但是可以將柵極電容器添加至堆疊的共源共柵器件(例如，輸入FET上方的FET)的柵極，以便分別允許共源共柵器件(例如，F(xiàn)ET)的柵極電壓(跨相應(yīng)柵極電容器的電壓)浮置，也就是說使柵極電壓隨堆疊的相應(yīng)FET的漏極處的RF信號一起改變，因此，這允許控制(例如，平均分配)跨共源共柵器件的電壓降以獲得晶體管堆疊的更高效率的操作。參見例如其全部內(nèi)容通過引用并入本文的引用的美國專利第7,248,120號以了解更多信息。當使用非體硅技術(shù)例如藍寶石上絕緣硅(SOS)技術(shù)和絕緣體上硅(SOI)技術(shù)時可以例如實現(xiàn)較高的堆疊高度。通常，用在本公開內(nèi)容的各個實施方式中的各個電路例如主電路(150)和復(fù)制電路(155)在被單片式地集成時可以使用CMOS、鍺化硅(SiGe)、砷化鎵(GaAs)、氮化鎵(GaN)、雙極晶體管或者本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的任何其他可行的半導(dǎo)體技術(shù)和架構(gòu)來構(gòu)造。
7,248,120號中找到，該美國專利的全部內(nèi)容通過引用并入本文。盡管在圖3A至圖3B中未示出，但是可以將柵極電容器添加至堆疊的共源共柵器件(例如，輸入FET上方的FET)的柵極，以便分別允許共源共柵器件(例如，F(xiàn)ET)的柵極電壓(跨相應(yīng)柵極電容器的電壓)浮置，也就是說使柵極電壓隨堆疊的相應(yīng)FET的漏極處的RF信號一起改變，因此，這允許控制(例如，平均分配)跨共源共柵器件的電壓降以獲得晶體管堆疊的更高效率的操作。參見例如其全部內(nèi)容通過引用并入本文的引用的美國專利第7,248,120號以了解更多信息。當使用非體硅技術(shù)例如藍寶石上絕緣硅(SOS)技術(shù)和絕緣體上硅(SOI)技術(shù)時可以例如實現(xiàn)較高的堆疊高度。通常，用在本公開內(nèi)容的各個實施方式中的各個電路例如主電路(150)和復(fù)制電路(155)在被單片式地集成時可以使用CMOS、鍺化硅(SiGe)、砷化鎵(GaAs)、氮化鎵(GaN)、雙極晶體管或者本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的任何其他可行的半導(dǎo)體技術(shù)和架構(gòu)來構(gòu)造。
[0063] 根據(jù)本公開內(nèi)容的若干實施方式的一個方面是使用輸入電壓和偏置電壓與主電路(150)類似(例如，相同或經(jīng)縮放)的復(fù)制電路(155)，復(fù)制電路與主電路(150)相比較小(例如，在操作功率、電流以及還有物理尺寸方面)，并且在其輸出處基本上阻抗匹配，作為對主電路的操作狀況的參考。換句話說，在其輸出處基本上阻抗匹配的復(fù)制電路因此被配置成在其輸出節(jié)點(175)處、一直地并且在所有操作狀況下察看表示主電路(150)的輸出處的期望匹配阻抗的阻抗。因為復(fù)制電路(155)基本上是阻抗匹配的，所以在操作期間復(fù)制電路(155)可以被理解為操作中的主電路(150)的理想版本。來自主電路(150)和復(fù)制電路(155)兩者的相同輸出特性例如功率、電壓、電流等可以指示主電路(150)在理想(例如，期望)的阻抗匹配狀況(例如，基本上阻抗匹配)下操作，并且因此沒有經(jīng)受阻抗失配。在主電路(150)的輸出(140)與復(fù)制電路(155)的輸出(175)之間觀察到的輸出特性(例如，操作特性)的差異可以指示與理想阻抗匹配狀況的偏差，并且因此指示主電路(150)的輸出(140)處的阻抗失配。電壓信號、電流信號或功率信號可以是復(fù)制電路和主電路的示例性輸出特性。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是，復(fù)制電路(155)的輸入電壓不需要與主電路(150)的輸入電壓完全相同，因為可以將從提供至主電路(150)的輸入電壓VImain得到的縮放電壓作為VIreplica提供給復(fù)制電路(155)，并且仍將復(fù)制電路用作參考。類似地，只要建立了指示理想匹配的這些特性之間的已知關(guān)系，則來自兩個電路的輸出特性(例如，電壓、電流、功率等)不需要完全相同以指示理想的匹配，例如，將縮放輸入電壓提供給復(fù)制電路的情況，以及/或者復(fù)制電路(155)的增益是主電路(150)的增益的縮放版本的情況。
[0064] 根據(jù)本公開內(nèi)容的一個示例性實施方式，復(fù)制電路(155)可以包括與主電路(150)的布置相同的部件布置(例如，具有縮小的尺寸)。因此并且進一步參照圖3A，類似于主電路(150)的布置，復(fù)制電路(155)可以包括一個或更多個放大器(160、165)以及隨后的最終放大器級(167)。在該實施方式中，最終放大器級(167)如圖3A中描繪地可以包括多個堆疊放大器，但是如前所述包括具有堆疊高度為一的單個放大器或更多個放大器的的替選布置也是可行的，如圖3B中描繪的?？梢詫?fù)制電路輸入電壓信號VIreplica饋送至例如以放大器(160)開始的復(fù)制電路(155)，復(fù)制電路輸入電壓信號VIreplica可以與主電路輸入電壓信號VImain相同或者按其被縮放。根據(jù)本公開內(nèi)容的一些實施方式，如圖3B中描繪地可以將兩個輸入連結(jié)在一起以接收相同的輸入信號。復(fù)制電路(155)的輸出節(jié)點(175)可以通過電感器(173)連接至復(fù)制電路(155)的電源電壓(170)。復(fù)制電路(155)的電源電壓(170)可以提供等于由主電路(150)的電源電壓(125)提供的電壓的電壓(例如，可以是同一電源)。如前所述，最終級(167)的偏置也可以與提供給主電路的最終級(112)的偏置相同或是其縮放版本。
[0065] 根據(jù)本公開內(nèi)容的實施方式，復(fù)制電路(155)內(nèi)的器件小于主電路(150)內(nèi)的器件。作為示例而非限制，復(fù)制電路(155)內(nèi)的器件可以是主電路(150)內(nèi)的器件的尺寸的約1/100，以便與主電路(150)相比汲取更少的電流并且使用更少的功率(例如，約1/100或更少的電流和功率使用)以及使得當被單片式地集成時可以占據(jù)更小的電路管芯面積。美國專利申請第(PER-097)號進一步描述了尺寸比主電路的更小的復(fù)制電路，其中該美國專利申請的全部內(nèi)容通過引用并入本文。根據(jù)本公開內(nèi)容的其他實施方式，復(fù)制電路的尺寸甚至可以是主電路的尺寸的1/100乃至1/1000或更小，以獲得甚至更低的功率消耗以及更緊湊的單片式集成。根據(jù)本公開內(nèi)容的另一實施方式，通過將主電路(150)和復(fù)制電路(155)單片式地集成在同一管芯上，兩個電路可以在溫度上匹配，以及通過使用同一技術(shù)(例如，相同的器件參數(shù))來制造兩個電路，兩個電路相對于溫度以類似的方式漂移。因此，主電路(150)的操作漂移可以引起復(fù)制電路(155)的類似操作漂移，換句話說，兩個電路可以彼此跟蹤。通過進一步將和復(fù)制電路相關(guān)聯(lián)的負載例如圖5A的負載(Z1、Z3)和/或圖7中描繪的負載(777)(兩個附圖稍后進行描述)與復(fù)制電路(和主電路)單片式地集成，可以保持復(fù)制電路(155)與負載(777)之間的阻抗匹配，而不管溫度漂移如何。因此，當主電路、復(fù)制電路和負載被單片式地集成并且使用同一制造技術(shù)制造時，可以將復(fù)制電路(155)和負載(777)的組合用作用于主電路(150)與輸出負載(735)的匹配的參考設(shè)置。
[0066] 圖4示出了將復(fù)制電路(155)用作主電路(150)的參考電路以檢測耦合至主電路(150)的輸出節(jié)點(140)的RF路徑(450)中的失配狀況的本教示的方面。耦合在RF路徑(450)的感測點處并且耦合至復(fù)制電路(155)的感測電路(460)可以將主電路(150)的實際操作特性(例如，電壓、電流、功率等)與復(fù)制電路(155)的期望(例如，參考)操作特性相比較。感測電路可以在RF路徑的由(例如，在給定操作頻率處的)預(yù)期阻抗限定的點處耦合，其中所述預(yù)期阻抗是主電路的輸出與RF路徑的該點之間的阻抗。感測電路還可以向復(fù)制電路(155)提供加載以匹配由RF路徑(450)提供給主電路(150)的預(yù)期加載，并且因此感測復(fù)制電路在等效于RF路徑處的感測點的點處的操作特性。通過將主電路在實際負載下(在感測點處的)操作特性與復(fù)制電路在(例如，通過感測電路)提供的參考負載——該參考負載是例如表示期望實際負載的固定負載——下的操作特性相比較，可以檢測在RF路徑的感測點處的失配條件。失配可以表示例如，在RF路徑的感測點處的VSWR狀況。操作特性可以是電壓、電流、功率或者限定放大級在負載下的操作和VSWR狀況的任何其他特性，例如可以根據(jù)操作特性的相關(guān)聯(lián)失配來得到。
[0067] 如圖4中描繪的，感測電路可以在將主電路和復(fù)制電路的操作特性進行比較之后在其輸出(470)處提供控制信號以指示失配程度，該失配程度如例如通過兩個檢測到的操作特性之間的值的差來衡量。例如，如果操作特性是電流，則在感測電路(460)的節(jié)點(470)處的輸出信號可以是例如表示由主電路(150)輸出且在RF路徑(450)的感測點處檢測到的電流與由復(fù)制電路(155)輸出且在復(fù)制電路的輸出負載內(nèi)的等效點(如圖5A中描述)處檢測到的電流之間的差的電壓。根據(jù)本公開內(nèi)容的一些實施方式，可以將失配程度用于檢測組合的主電路、RF路徑和相關(guān)聯(lián)的負載的操作中的故障。例如，在失配程度超過由圖4中描繪的電路裝置的各種生產(chǎn)和品質(zhì)控制測試確定的合理閾值的情況下，那么將這樣的失配程度與組合的主電路、RF路徑和相關(guān)聯(lián)的負載的操作中的故障相關(guān)聯(lián)是合理的。本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解的是，憑借復(fù)制電路的縮小的尺寸、較低的功率消耗和可能的緊密集成，與組合的主電路、RF路徑和相關(guān)聯(lián)的負載(例如，天線)相比，復(fù)制電路和相關(guān)聯(lián)的負載會不太容易受到引起操作故障的損壞。可以在本公開內(nèi)容的后面段落中找到關(guān)于使用復(fù)制電路進行故障檢測的更多細節(jié)。
[0068] 圖5A表示圖4的電路裝置，其中，RF路徑(450)和感測電路(460)由示例性等效阻抗來表示。例如，RF路徑(450)可以包括兩個元件以及隨后的天線(198)，所述兩個元件通過由其等效的有效操作阻抗Z1eff和Z2eff來表示。在另一方面，感測電路可以被設(shè)計成包括表示RF路徑(450)在期望(例如，匹配)的操作狀況下的等效阻抗的兩個阻抗Z1和Z3。例如，Z1可以具有表示針對Z1eff的期望匹配值的值，并且Z3可以具有表示與天線阻抗的期望匹配值串聯(lián)的Z2eff的期望匹配值的值。因此，在所有操作狀況下由復(fù)制電路(155)觀察到的負載均可以是主電路(150)的期望操作性能的匹配負載。應(yīng)注意的是，這樣的(等效)阻抗根據(jù)RF路徑(450)的設(shè)計可以是電抗性的和/或電阻性的。另外，圖5A示出了RF路徑(450)的感測點(555)，所述感測點(555)被用于通過感測電路(460)來檢測主電路在負載(例如，由RF路徑和天線提供的負載)下的操作特性。操作點(555)處的信號例如電壓被路由至感測電路(460)的比較電路塊(565)，該比較電路塊(565)將操作點(555)處的信號與提供給復(fù)制電路的負載中的等效于操作點(555)的點處的參考信號相比較。
[0069] 盡管根據(jù)本公開內(nèi)容并且如圖5A中描繪的示例性實施方式示出了感測RF路徑(450)內(nèi)的一個點并且與經(jīng)由復(fù)制電路和所提供的表示經(jīng)由RF路徑(450)提供給主電路(150)的期望匹配負載的負載獲得的參考點相比較，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將認識到，可以如何將該同一構(gòu)思擴展至RF路徑(450)中的多個不同的感測點，每個感測點具有在復(fù)制電路的輸出路徑中的并且如由相應(yīng)負載的設(shè)計提供和在圖5B中描繪的等效點。
[0070] 根據(jù)本公開內(nèi)容的另一實施方式，圖5B示出了示例性實現(xiàn)方式，其中，通過感測電路(460)來感測耦合至主電路(150)的RF路徑(450)中的多個操作點(555a、555b、…、555m)，并且經(jīng)由比較電路(565)與經(jīng)由耦合至參考復(fù)制電路(155)的阻抗網(wǎng)絡(luò)(Z1、Z2、…、Z(n-1)、ZF)獲得的參考操作點集合相比較。如先前部分中所述的并且參照圖5A，阻抗網(wǎng)絡(luò)(Z1、Z2、…、Z(n-1)、ZF)被設(shè)計成向復(fù)制電路(155)提供與經(jīng)由RF路徑(450)提供給主電路(150)的匹配加載等效的加載配置，其中所述匹配加載向主電路(150)提供期望操作特性。根據(jù)由圖5B描繪的本公開內(nèi)容的實施方式，比較電路(565)感測RF路徑中的實際操作點并且將RF路徑中的實際操作點與阻抗網(wǎng)絡(luò)中的參考操作點相比較并且輸出表示這樣的感測和比較的結(jié)果的信號。這樣的信號可以在感測電路(460)的端子(470)處輸出。
[0071] 還參照圖5B，因為多個操作點被感測并被比較，所以在端子(470)處的輸出信號可以包括多個信號，每個對應(yīng)于一個感測操作點的比較。替選地，并且如在本領(lǐng)域技術(shù)人員的能力范圍內(nèi)的，可以設(shè)計其他電路實現(xiàn)方式以便提供感測和比較的任務(wù)。在一個可能的示例性實現(xiàn)方式中，可以使用開關(guān)來選擇一個操作點信號及相應(yīng)的參考信號并且將其饋送至同一感測與比較電路。在又一可能的實現(xiàn)方式中，可以在可以選擇相應(yīng)的操作點的控制信號的控制下在端子(470)處輸出單一失配信號。這樣的單一失配信號可以與根據(jù)請求控制信號執(zhí)行的實時感測和比較相關(guān)聯(lián)，或者可以與感測電路(460)在其中儲存測量的失配的存儲器中的位置相關(guān)聯(lián)。
[0072] 根據(jù)本公開內(nèi)容的實施方式，通過在圖4、圖5A至圖5B的RF路徑(450)中提供可調(diào)諧元件，如圖6A中描繪的，可以使用這樣的可調(diào)諧元件以在對應(yīng)于在端子(470)處提供的一個或更多個失配信號的一個或更多個信號的控制下調(diào)諧RF路徑。如圖6A中描繪的，將一個或更多個失配信號提供給控制電路(680)，所述控制電路(680)又可以縮放(例如，增益和/或偏移)和/或進一步調(diào)節(jié)(例如，A/D、D/A、V-I、I-V等)接收到的信號并且用于控制可調(diào)諧RF路徑(650)的可調(diào)諧元件。對于給定的操作點，這樣的控制可以：以單一步驟來執(zhí)行，其中，使用來自(470)的一個或更多個信號來執(zhí)行影響給定操作點的一個或更多個調(diào)諧元件的一次性調(diào)整；或以多個步驟來執(zhí)行，其中，調(diào)整使用若干連續(xù)的這樣的單一步驟，其中，每個單一步驟接下來是給定操作點的后續(xù)感測和比較，該后續(xù)感測和比較產(chǎn)生反映由于先前的調(diào)整步驟例如每反饋控制方案而引起的給定操作點的變化的更新的測量失配集合。
[0073] 還參考主電路、可調(diào)諧RF路徑和相關(guān)聯(lián)的輸出負載的組合的操作故障檢測，根據(jù)本公開內(nèi)容的一個實施方式，可以例如在工廠測試階段期間調(diào)諧可調(diào)諧RF路徑(650)以確定主電路(150)與輸出負載(198)的理想匹配?；谶@樣的理想匹配，向復(fù)制電路(155)提供加載阻抗網(wǎng)絡(luò)(Z1、Z2、…、Z(n-1)、ZF)并且可以儲存(例如，存儲器存儲)RF路徑的相關(guān)聯(lián)調(diào)諧配置。這樣的調(diào)諧配置可以包括對可調(diào)諧RF路徑的各個可調(diào)諧元件的所有控制/調(diào)諧值以便使得能夠恢復(fù)在工廠測試期間獲得的理想匹配狀況。在不同的階段例如成品測試階段——其中電路在成品(例如，手機)中是操作的——期間，可以恢復(fù)(例如，重回)儲存的調(diào)諧配置并且可以檢測RF路徑中的操作點(例如，555a、555b、…、555m)與復(fù)制電路(155)的加載阻抗網(wǎng)絡(luò)(Z1、Z2、…、Z(n-1)、ZF)中的相關(guān)聯(lián)參考操作點之間的操作特性的失配。在這樣的配置中，可以使得幅度(例如，絕對值)上大于某一工廠預(yù)設(shè)值的失配指示組合主電路(150)、可調(diào)諧RF路徑(650)和輸出負載(198)中的故障。根據(jù)另外的實施方式，可以隨著時間推移檢查這樣的失配以查看電路中的任何部分是否劣化。
[0074] 圖6B是圖6A的電路裝置的示例性表示，其中，表示了可調(diào)諧RF路徑(650)和感測電路(460)的一些內(nèi)部細節(jié)。如在圖6B的示例性電路表示中所表示的，可調(diào)諧RF路徑(650)可以包括一個或更多個可調(diào)諧元件(Z1eff、Z2eff、…、Zneff)，其中每個可調(diào)諧元件可以經(jīng)由在控制電路(680)的端子(690)處提供的控制信號來控制。在優(yōu)選的實現(xiàn)方式中，控制電路可以經(jīng)由單一步驟或者多個順序步驟來調(diào)整可調(diào)諧RF路徑(650)的可調(diào)諧元件(Z1eff、Z2eff、…、Zneff)，以便使可調(diào)諧RF路徑(650)的感測操作點(555a、555b、…、555m)與如由加載網(wǎng)絡(luò)(Z1、Z2、…、Z(n-1)、ZF)提供的復(fù)制電路的相應(yīng)參考操作點之間的操作特性的差異(例如，差異信號)最小化，從而獲得主電路相對于其負載(650、198)的期望匹配(例如，基本上匹配)操作模式。
[0075] 盡管不是根據(jù)本公開內(nèi)容的教示的中心，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將知道如何使用圖6A至圖6B的電路裝置來設(shè)計各種調(diào)諧方法。在要調(diào)諧兩個以上可調(diào)諧元件的情況下，可以選擇按序列調(diào)諧每個可調(diào)諧元件，從距主電路(150)最近的例如Z1eff開始并且以最遠的(Zneff)結(jié)束，或者從距主電路(150)最遠的例如Zneff開始并且以最近的(Z1eff)結(jié)束。在其他實施方式中，可以將可調(diào)諧RF路徑(650)分為各個級(例如，段)，每個級包括一個或更多個順序(可調(diào)諧)元件，并且經(jīng)由開關(guān)和虛負載(例如，終止開關(guān))來隔離每個級，以便允許獨立于下一級(或多個級)來調(diào)整每個級。根據(jù)本公開內(nèi)容的一些實施方式，每個虛負載可以表示由前一級觀察到的RF路徑(450、650)的匹配(期望)負載。在圖6D中描繪了根據(jù)本公開內(nèi)容的這樣的實施方式，其中，插入在可調(diào)諧RF路徑(650)的兩個可調(diào)諧元件(625、635)之間的終止開關(guān)(630)可以被用于基于在RF路徑的操作點(555a)處的感測信號來調(diào)諧RF路徑(650)的段(例如，級)。根據(jù)該實施方式，終止開關(guān)可以在操作點(555a)處提供RF路徑的理想終端(632a)(例如，ZL，其可以是電阻性的或電抗性的負載)同時將RF路徑的從可調(diào)諧元件(635)開始的段隔離。因此，經(jīng)由基于操作點(555a)的差異信號檢測到的失配可以表示要提供給可調(diào)諧元件(625)以調(diào)諧RF路徑的調(diào)整。盡管為了附圖的簡潔，圖6D示出了單個終止開關(guān)，但是技術(shù)人員容易理解的是這樣的終止開關(guān)可以被置于RF路徑(650)中的各個操作點例如點(555a、555b、…、555m)處，具有根據(jù)開關(guān)在RF路徑(650)內(nèi)的位置的終止負載值。
盡管在圖6D中未示出，但是在RF路徑被配置成根據(jù)不同的操作模式(例如，操作模式，參見下一部分)來操作的情況下，可以使終止開關(guān)的(例如，值ZL的)終止負載(632a)是可配置的并且適于所選的操作模式。可以例如，在其全部公開內(nèi)容通過引用并入本文的上述參考美國專利公布第2015/0326326-A1號中找到更多關(guān)于RF電路中的終止開關(guān)和有關(guān)實現(xiàn)方式的信息。
盡管在圖6D中未示出，但是在RF路徑被配置成根據(jù)不同的操作模式(例如，操作模式，參見下一部分)來操作的情況下，可以使終止開關(guān)的(例如，值ZL的)終止負載(632a)是可配置的并且適于所選的操作模式。可以例如，在其全部公開內(nèi)容通過引用并入本文的上述參考美國專利公布第2015/0326326-A1號中找到更多關(guān)于RF電路中的終止開關(guān)和有關(guān)實現(xiàn)方式的信息。
[0076] 根據(jù)本公開內(nèi)容的另一實施方式，可以使用終止開關(guān)(630)來檢測組合主電路(150)、可調(diào)諧RF路徑(650)和輸出負載(198)的操作故障。這樣的開關(guān)還可以精確地找到組合中發(fā)生操作故障的段，該段由RF路徑內(nèi)的終止開關(guān)的位置來定界。例如并且參照圖6D，終止開關(guān)(630)可以通過在RF路徑(650)的操作點(555a)處以負載ZL終止RF路徑來提供理想的匹配狀況，因此在可調(diào)諧RF路徑被恢復(fù)至工廠預(yù)設(shè)調(diào)諧配置時，相對于操作點檢測到的大于工廠預(yù)設(shè)值的失配可以指示在操作點(555a)之前的RF路徑段中或者在主電路(150)中的故障。此外并且根據(jù)本公開內(nèi)容的另外的實施方式，通過在可調(diào)諧RF路徑中插入多個終止開關(guān)，如在本公開內(nèi)容的前面部分中指示的，可以逐漸地執(zhí)行故障檢測以便允許隔離RF路徑中的由兩個連續(xù)的終止開關(guān)限定的段內(nèi)的故障。在終止開關(guān)被置于天線(198)與RF路徑(650)之間的情況下，也可以實現(xiàn)關(guān)于天線的故障檢測(例如，圖6E，稍后描述)。例如，當終止開關(guān)有效(例如，RF路徑終止于負載ZL)時關(guān)于操作點(555p)的合理失配(例如，在工廠預(yù)設(shè)值內(nèi))以及當終止開關(guān)無效時大于工廠預(yù)設(shè)值的失配可以指示天線電路(198)中的故障。
[0077] 根據(jù)本公開內(nèi)容的一些實施方式，主電路(150)和相應(yīng)RF路徑(450、650)可以被配置成以多個操作模式操作，其中每個模式可以與經(jīng)由組合(150)，(450、650)和天線(198)發(fā)送的RF信號的不同操作頻率和/或調(diào)制方案相關(guān)聯(lián)。在這樣的配置中，使用RF路徑(450、650)的各個調(diào)諧元件(Z1eff、Z2eff、…、Zneff)根據(jù)期望/選擇的操作模式來調(diào)諧RF路徑。類似于上面呈現(xiàn)的討論，每個操作模式可以與由RF路徑(450、650)的各個元件表示的期望匹配負載相關(guān)聯(lián)，所述期望匹配負載可以是使用各個調(diào)諧元件和查找表或者儲存用于每個特定模式的配置控制數(shù)據(jù)類似物的工廠預(yù)設(shè)。這些儲存的配置數(shù)據(jù)可以用來驅(qū)動控制電路(680)或者類似物，作為用于相對于選擇的操作模式來調(diào)諧RF路徑(450)的默認值。在這樣的配置中，如在本公開內(nèi)容的先前部分中說明并且如在圖6C中描繪的，可以經(jīng)由組合復(fù)制電路(155)和感測電路(460)來獲得RF路徑(450、650)的進一步調(diào)諧以在操作期間獲得更好的匹配。
[0078] 如在圖6C中描繪的，經(jīng)由與感測電路(460)的耦合提供給復(fù)制電路(155)的各個加載元件(Z1、Z2、…、Z(n-1)、ZF)可被調(diào)整為取值等于(或表示)用于由組合(150、450、198)支持的各種操作模式的(Z1eff、Z2eff、…、Zneff)的工廠預(yù)設(shè)匹配值。因此，對于給定的選定操作模式，感測電路(460)被控制成針對選定操作模式選擇可以用作復(fù)制電路(155)的參考匹配電路的相應(yīng)加載網(wǎng)絡(luò)配置。這允許根據(jù)在前面部分中呈現(xiàn)的各種實施方式來使用可調(diào)諧元件(Z1eff、Z2eff、…、Zneff)相對于RF路徑(650)的默認配置(例如，由默認調(diào)諧值提供)進一步調(diào)整RF路徑(650)的調(diào)諧。
[0079] 圖7示出了根據(jù)圖6A至圖6C中描繪的本公開內(nèi)容的更一般實施方式的示例性實現(xiàn)方式。如本公開內(nèi)容的前面部分中所述以及如本領(lǐng)域技術(shù)人員容易知道的，包括在圖7的示例性功率放大器模塊(150)中的各個元件不一定需要如所描繪的，因為用于功率放大器模塊的許多配置是可能的，例如包括不同數(shù)目的放大器級(例如，105、110、112)例如一級(例如，根據(jù)圖3B的112)或兩級的配置，或者最終放大器級(112)包括單個RF晶體管而不是圖7中描繪的兩個或更多個堆疊晶體管的配置。例如，在美國專利第7,248,120號中描述了具有兩個以及更多個堆疊RF晶體管的配置，該美國專利的全部公開內(nèi)容通過引用并入本文。根據(jù)其他示例性實施方式，用在放大器模塊(150)中的這樣的放大器可以被配置用于效率提高操作，例如，如在其全部公開內(nèi)容通過引用并入本文的美國專利申請第13/829,946號中描述的包絡(luò)跟蹤放大，或者其他效率提高方案例如平均功率跟蹤、多爾蒂(Doherty)以及使用非線性部件的線性放大(LINC)。也可以將例如在其全部公開內(nèi)容通過引用并入本文的引用的美國專利申請第13/797,779號中描述的可擴展外圍放大器用在放大器模塊(150)中。在放大器模塊是包括可以選擇性地接通/斷開的多個并聯(lián)段的可擴展外圍放大器的情況下，復(fù)制電路也可以包括具有多個縮小尺寸并聯(lián)段的縮小尺寸可擴展外圍放大器。
[0080] 在圖7中描繪的根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實施方式中，復(fù)制電路(155)可以是電阻加載的，但是也可以是電感加載的，以便產(chǎn)生與主電路(150)相同的偏置條件和電壓。負載(777)表示復(fù)制電路(155)的電阻負載或電感負載?？梢允褂脴藴始夹g(shù)來設(shè)計復(fù)制電路(155)、電壓檢測器(780)和負載(777)，使得輸出節(jié)點(175)的阻抗與對應(yīng)于電壓檢測器(780)的第二檢測信號輸入端子和負載(777)的并聯(lián)組合的阻抗匹配。替選地，電壓檢測器(780)可以被設(shè)計成以減小的方式影響至節(jié)點(175)的加載，因此可以在不考慮與電壓檢測器(780)的耦合的影響的情況下進行負載(777)的設(shè)計。根據(jù)本公開內(nèi)容的一些實施方式，呈現(xiàn)給復(fù)制電路(155)的節(jié)點(175)的負載例如負載(777)可以與在理想匹配狀況(例如，如例如在電路的生產(chǎn)測試期間得到)下呈現(xiàn)給主電路(150)的節(jié)點(140)的負載相同。因此，這樣的負載可以是電感性的、電容性的或電阻性的。通過將復(fù)制電路(155)設(shè)計成具有與主電路(150)相同的偏置條件(例如，經(jīng)由相同器件特性)和電壓以及具有將輸出節(jié)點(175)與電壓檢測器(780)的第二檢測信號輸入端子的阻抗匹配的阻抗，復(fù)制電路(155)可以用作用于比較目的的參考以確定在主電路(150)的輸出節(jié)點(140)處是否存在阻抗失配。
[0081] 可以使用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的技術(shù)來設(shè)計主電路(150)和復(fù)制電路(155)，使得當主電路輸入電壓信號VImain和復(fù)制電路輸入電壓信號VIreplica相同時，這樣的相同的輸入電壓在輸出節(jié)點(140)與負載(735)之間的完美阻抗匹配的狀況下通過主電路(150)和復(fù)制電路(155)在輸出節(jié)點(140、175)處產(chǎn)生相同的輸出電壓，其中，后者負載經(jīng)由可調(diào)諧匹配網(wǎng)絡(luò)(730)耦合至輸出節(jié)點(140)。此外，根據(jù)同一實施方式，當主電路輸入電壓信號VImain和復(fù)制電路輸入電壓信號VIreplica基本上相同時，這樣的相同的輸入電壓在輸出節(jié)點(140)與負載(735)之間基本匹配阻抗(例如，基本上完美阻抗匹配)的狀況下在輸出節(jié)點(140、175)處產(chǎn)生基本上相同的輸出電壓，例如，以提供組合主電路(150)和相關(guān)聯(lián)RF路徑(650)的期望操作特性。可以由將輸出節(jié)點(140)耦合至負載(735)的可調(diào)諧匹配網(wǎng)絡(luò)(730)來執(zhí)行輸出節(jié)點(140)與負載(735)之間的阻抗匹配。如本文中使用的，術(shù)語“基本上相同的輸出電壓”可以指代相差不會影響電路操作的足夠小的量的輸出電壓。如本文中使用的，術(shù)語“基本上完美阻抗匹配”或“基本上阻抗匹配”可以指代阻抗失配(如果有)足夠小以致不會影響電路操作的情況。根據(jù)本公開內(nèi)容的一些實施方式，術(shù)語“基本上完美阻抗匹配”或“基本上阻抗匹配”可以指代生成不大于1.5:1的VSWR的阻抗匹配。
[0082] 繼續(xù)參照圖7，電壓檢測器(780)可以計算電壓VOmain與VOreplica之間的差異，這樣的差異在下文被稱為“主復(fù)制差異”，以便確定例如相關(guān)聯(lián)的VSWR。如果在輸出節(jié)點(140、175)處測量的電壓之間沒有差異，則主電路(150)的輸出節(jié)點(140)與負載(735)之間不存在阻抗失配，這指示1:1的VSWR。非零主復(fù)制差異可以指示輸出節(jié)點(140)與負載(735)之間的阻抗失配并且因此指示大于1:1的VSWR。
[0083] 如前所述，兩個電路，主電路(150)和復(fù)制電路(155)，可以被設(shè)計成通過使用輸入信號和電路器件的縮放版本來跟蹤彼此。在兩個電路使用縮放的情況下，在每個電路的輸出處的輸出電壓也可以被縮放并且因此兩個電路的相同理想匹配狀況可能在節(jié)點(140)和節(jié)點(175)中的每一個處具有不同的輸出電壓。這樣的差異不會影響理想狀況的確定，只要縮放是已知的并且兩個電路跟蹤彼此即可。
[0084] 根據(jù)本公開內(nèi)容的一個實施方式，主復(fù)制差異驅(qū)動圖7的控制電路(680)。在該實施方式中，控制電路(680)經(jīng)由控制信號(695)以使主復(fù)制差異最小化的方式來調(diào)整可調(diào)諧匹配網(wǎng)絡(luò)(730)的阻抗。控制信號(695)也可以被稱為控制輸出并且在使用縮放的情況下，描述兩個電路(例如，150、155)之間的跟蹤關(guān)系的相關(guān)聯(lián)的縮放參數(shù)(例如，偏移和增益)可以內(nèi)置在控制電路(680)中。作為示例而非限制，可以使用控制系統(tǒng)教示來執(zhí)行設(shè)計，其中，包括控制電路(680)和輸出匹配網(wǎng)絡(luò)(730)的反饋環(huán)路接收主復(fù)制差異，并且將必要時包括偏移和增益的主復(fù)制差異處理為要通過反饋環(huán)路的適當調(diào)整來最小化的誤差信號。特別地，反饋環(huán)路調(diào)整可調(diào)諧匹配網(wǎng)絡(luò)(730)以使誤差信號(主復(fù)制差異)最小化。
[0085] 因為可調(diào)諧匹配網(wǎng)絡(luò)(730)可以包括一個或更多個可調(diào)諧部件，所以控制電路(680)可以產(chǎn)生一個或更多個輸出(695)，一個輸出用于控制可調(diào)諧匹配網(wǎng)絡(luò)(730)中的每個可調(diào)諧部件(例如，DTC(數(shù)字可調(diào)諧電容器)、DTL(數(shù)字可調(diào)諧電感器))。在圖7中由跨控制電路輸出信號線(695)的標記為“N”的斜線來指示控制信號(695)的潛在多重性，其中，N表示大于或等于一的整數(shù)?？刂齐娐?680)可以數(shù)字地調(diào)整可調(diào)諧匹配網(wǎng)絡(luò)，因為調(diào)諧控制不一定是線性函數(shù)。根據(jù)本公開內(nèi)容的一些實施方式，可以使用可調(diào)諧匹配電路(730)的各個可調(diào)諧元件在控制電路(680)中實現(xiàn)用于使誤差信號(例如，主復(fù)制差異)最小化的遞歸搜索算法。例如，這樣的搜索算法可以考慮可調(diào)諧匹配電路(730)的一個可調(diào)諧元件的值的階躍改變對誤差信號的影響，同時考慮可調(diào)諧匹配電路的其他可調(diào)諧元件中的每個的值的階躍改變。本領(lǐng)域技術(shù)人員將了解可以結(jié)合本公開內(nèi)容的各種教示使用的各種最小化搜索算法。
[0086] 例如，在于2013年8月15日提交的題為“Tunable?Impedance?Matching?Network”的美國專利申請第13/967,866號中描述了可以用在本公開內(nèi)容的各個實施方式中的可調(diào)諧匹配網(wǎng)絡(luò)，其中該美國專利申請的全部內(nèi)容通過引用并入本文。根據(jù)一個實施方式，可調(diào)諧匹配網(wǎng)絡(luò)(730)以及/或者圖5A至圖5B和圖6A至圖6B的各個可調(diào)諧阻抗網(wǎng)絡(luò)可以包括可以被調(diào)整以針對變化負載狀況執(zhí)行阻抗匹配的一個或更多個可調(diào)諧部件(例如，電阻器、電容器和電感器)。一個或更多個可調(diào)諧部件可以包括數(shù)字可調(diào)諧電容器(DTC)和/或數(shù)字可調(diào)諧電感器(DTL)。例如，在于2009年3月2日提交的題為“Method?and?Apparatus?for?use?in?digitally?tuning?a?capacitor?in?an?integrated?circuit?device”的國際申請第PCT/US2009/001358號中描述了數(shù)字可調(diào)諧電容器，其中該國際申請的全部公開內(nèi)容通過引用并入本文。例如，在于2012年8月27日提交的題為“Methods?and?Apparatuses?for?Use?in?Tuning?Reactance?in?a?Circuit?Device”的美國專利申請第13/595,893號中描述了數(shù)字可調(diào)諧電感器，其中該美國專利申請的全部公開內(nèi)容通過引用并入本文。
[0087] 根據(jù)圖7中示出的實施方式，可調(diào)諧匹配網(wǎng)絡(luò)(730)連接至負載(735)。作為示例而非限制，負載(735)可以是例如雙工器、同向雙工器、天線或者與天線有關(guān)的電路(例如，天線開關(guān))，例如圖1中描繪的。如前所述，在組裝時天線可以具有特定的周圍環(huán)境，導(dǎo)致天線阻抗的第一值。可以使主電路(150)與天線阻抗的第一值相匹配。如果天線周圍的環(huán)境改變，則天線阻抗可能由于環(huán)境改變而改變?yōu)榈诙怠Ｈ绻炀€用作負載(735)并且天線阻抗改變，則負載(735)的阻抗改變，引起主電路(150)的輸出節(jié)點(140)與負載(735)之間的阻抗失配。可以調(diào)整可調(diào)諧匹配網(wǎng)絡(luò)(730)以執(zhí)行阻抗匹配，從而減小負載(735)的阻抗與輸出節(jié)點(140)的阻抗之間的失配。類似地，可以在最終級放大器(140)與可調(diào)諧匹配電路(730)的一定溫度下執(zhí)行這樣的匹配，所述一定溫度可能影響最終級放大器(140)的輸出阻抗以及由最終級放大器看到的可調(diào)諧匹配電路的輸入阻抗，并且因此兩者之間的匹配可能根據(jù)操作溫度而漂移。根據(jù)如圖6E中描繪的本公開內(nèi)容的另一實施方式，可以在RF路徑(650)與天線(198)之間的點處提供如在本公開內(nèi)容的前面部分中描述的終止開關(guān)(630)，以便進一步經(jīng)由復(fù)制電路實現(xiàn)由于故障天線引起的故障檢測。在這樣的示例性配置中，由終止開關(guān)(630)呈現(xiàn)的終止負載(632b)可以具有與在相應(yīng)系統(tǒng)(例如，手機)的設(shè)計階段和/或測試階段/組裝階段期間確定的天線(198)的理想值匹配的阻抗值(ZL)。通過針對在點(555p)處的終止負載是(ZL)的情況以及在點(555p)處的終止負載是天線(198)的情況來對比感測點(555p)與由復(fù)制電路(155)生成的感測電路(460)中的相應(yīng)參考點之間的失配，可以檢測歸因于天線(198)的故障。如在本公開內(nèi)容的前面有關(guān)部分中描述的，在將可調(diào)諧RF路徑(650)設(shè)置成其調(diào)諧匹配的同時可以確定主電路與復(fù)制電路失配。圖6E的附加終止開關(guān)(630)允許向RF路徑(650)提供調(diào)諧(例如，理想)端部負載。
[0088] 此外并且如前根據(jù)本公開內(nèi)容的各種實施方式所述的，主電路(150)可以用于根據(jù)一個或更多個頻帶和信道來發(fā)送射頻(RF)信號，因此可調(diào)諧匹配電路(730)可以根據(jù)相應(yīng)的操作模式(例如，頻帶、信道)要求不同的匹配。對于每個這樣的操作模式，可以在使用圖7的電路裝置的器件的生產(chǎn)步驟期間確定理想匹配。在這樣的其中需要各種操作模式的情況下，負載(777)可以是可配置的(例如，可調(diào)諧)以反映如在生產(chǎn)步驟期間確定的理想阻抗以提供理想匹配。
[0089] 上面的描述使用了補償例如受耦合至主電路(150)的阻抗失配影響的VSWR的改變的示例性情況。在與主電路(150)相關(guān)聯(lián)的主RF路徑(例如，450、650)的感測點處以及在與復(fù)制電路(155)相關(guān)聯(lián)的參考RF路徑(例如，460內(nèi)的阻抗網(wǎng)絡(luò))的參考感測點處的RF信號幅度的差異(例如，失配)被用于生成影響主RF路徑的VSWR性能的控制信號?？梢詳U展與使用參考RF路徑來提供參考感測點以用于與主RF路徑的相應(yīng)感測點進行比較相同的構(gòu)思，以用于補償主RF路徑的其他操作特性。這樣的操作特性可能受主RF路徑經(jīng)受的操作變量來影響，其中所述這樣的操作特性可以包括例如信號調(diào)制特性、信號線性特性、信號失真特性、信號幅度特性、信號相位特性、瞬態(tài)響應(yīng)特性、溫度特性以及用作對主RF路徑的性能的度量的其他特性。反過來，操作變量可以使主RF路徑的性能偏離標稱性能。這樣的操作變量可以包括主RF路徑的負載、在主RF路徑處——具體地在主放大電路(150)處——的局部溫度、主放大電路(150)的晶體管器件的熱載流子注入(HCI)和浮體效應(yīng)、與從主RF路徑的空閑/非活動操作模式到正常/活動操作模式的轉(zhuǎn)變相關(guān)聯(lián)的瞬態(tài)效應(yīng)、主RF路徑的不同操作模式(例如，不同的空氣標準)、主RF路徑的不同操作頻率等。類似于VSWR性能度量的情況，可能無法直接測量主RF路徑的操作特性，而是根據(jù)在主RF路徑的感測點處的感測信號以及在一些情況下對這樣的感測信號與在參考RF路徑的參考感測點處感測的信號的比較來得到。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是，感測信號可以包括電壓信號、電流信號和功率信號中的任何一種。此外，并且如在下面的段落中描述的，可以使用感測信號的評估和/或比較來生成控制信號以控制主RF路徑的可配置塊(例如，150、圖8B和圖8G的850a、850b、850c)，例如，偏置控制、阻抗匹配控制、信號濾波控制、信號衰減控制等。最后，應(yīng)注意的是，在本公開內(nèi)容中，術(shù)語“失配”和“差異”可以互換地使用，原因是兩者均可以涉及相對于參考RF路徑的主RF路徑的操作特性的感測變化。
[0090] 圖8A表示根據(jù)本公開內(nèi)容的實施方式的框圖，其中，主RF路徑(850)的性能通過耦合至感測電路(860)的主RF路徑(850)的一個或更多個感測點(555a、...、555n)來感測。這樣的感測點(555a、...、555n)可以耦合在包括主放大電路(150)的主RF路徑(850)的任何點處，并且這樣的感測點可以用來確定主RF路徑的一個或更多個操作特性的絕對值或相對值。以相同的方式，通過耦合至感測電路(860)的一個或更多個參考感測點(575a、...、575n)來感測參考RF路徑(855)。根據(jù)本公開內(nèi)容的實施方式，感測電路可以處理(例如，比較、減去、包括增益、包括偏移、其他)感測點(555a、…、555n)和(575a、...、575n)處的值，并且因此確定主RF路徑(850)的操作特性與參考RF路徑(855)的操作特性的差異?？梢栽诟袦y電路(860)的端子(870)處輸出操作特性的的這樣的差異，以供后續(xù)電路塊處理。來自端子(870)的交叉輸出線表示在端子(870)輸出的一個或更多個物理信號連接，每個物理信號連接表示與不同操作特性相關(guān)聯(lián)的差異信號。本領(lǐng)域技術(shù)人員將知道，存在端子(870)處設(shè)置的物理/邏輯接口的許多可能的實現(xiàn)方式，一些實現(xiàn)方式可以包括單個物理連接。
[0091] 進一步參照圖8A，主RF路徑(850)可以耦合至后續(xù)RF級(830)和天線(198)。RF級(830)也可以包括一個或更多個元件(830a、...、830m)。RF級(830)和/或天線(198)可以是影響主RF路徑(850)的操作特性的操作變量的一部分，因為RF級和天線都影響在主RF路徑(850)的輸出處觀察到的阻抗。相比之下，參考RF路徑(855)可以終止于已知值和性能的阻抗(880)，因此這消除了變化阻抗對參考RF路徑(855)的操作特性的影響。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，通過可控制地將參考RF路徑(855)的部分與影響主RF路徑(850)的操作特性的一些操作變量隔離，參考RF路徑(855)可以用作確定主RF路徑(850)的操作特性的偏差的參考。圖8A示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實施方式，其中，參考RF路徑(855)與負載變化隔離，并且因此可以用作確定組合負載(830+198)與主RF路徑的偏差的指示的參考。根據(jù)本公開內(nèi)容的教示將參考RF路徑與影響主RF路徑的性能(操作特性)的無、任何或所有操作變量隔離。應(yīng)當注意，主RF路徑和參考RF路徑的單片式集成允許匹配兩個RF路徑的性能和/或精確地控制影響參考RF路徑的一個或更多個性能的操作變量。通過兩個RF路徑的單片式集成，可以利用兩個RF路徑的器件之間的匹配來以跨多個IC以及可能多個技術(shù)不能被支持的方式來跟蹤和調(diào)整由于操作變量引起的性能的變化。此外，單片式集成意味著將對通過兩個RF路徑的RF信號進行匹配并且將很好地控制跨RF路徑的部件的幅度/相位響應(yīng)。將這樣的RF信號保持在芯片上可以維持信號的完整性并且可以使降低信號的負荷、使信號的相位偏移以及引入串擾或信號隔離問題的寄生效應(yīng)最小化。通過這樣的集成以及跨IC的器件和無源元件匹配的優(yōu)勢，可以決定如何挑出參數(shù)或變量，使得復(fù)制電路提供該參數(shù)或變量的指示，或者主RF路徑與參考RF路徑之間的差異可以提供該參數(shù)或變量的相對差異的指示。同樣，通過設(shè)計，可以控制主RF路徑和參考RF路徑的輸入和/或輸出處的相對信號，以隔離或突出特定的性能參數(shù)或變量。參考RF路徑(855)通過其復(fù)制電路(155)提供主RF路徑(例如主電路150)的稍微理想的代替物(proxy)。
[0092] 圖8B示出了包括到感測電路(860)的耦合的主RF路徑(850)和參考RF路徑(855)的更多細節(jié)。如在圖8B中可以看到的，主RF路徑(850)可以包括主放大電路(150)、耦合至主放大電路(150)的放大器偏置電路(850b)、耦合至主放大電路(150)的輸入的預(yù)處理電路(850a)以及耦合至主放大電路(150)的輸出的后處理電路(850c)。放大器偏置電路(850b)可以包括用于向放大電路的(堆疊的)晶體管提供偏置，以及對放大器(150)的輸出晶體管的漏極進行偏置的電路。這樣的偏置可以包括電壓偏置和/或電流偏置。根據(jù)一些示例性實施方式，放大器偏置電路(850b)可以根據(jù)前述的各種效率提高方案來提供偏置，并且例如可以包括諸如DC/DC轉(zhuǎn)換器或低壓差(LDO)調(diào)節(jié)器的可控電源。關(guān)于一些偏置電路的更多信息可以在例如上面引用的美國專利第9413298號和美國專利第7,248,120號中找到，所述兩個美國專利的全部公開內(nèi)容通過引用并入本文。如在圖8B中可以看到的，并且由本領(lǐng)域技術(shù)人員理解的，參考RF路徑(855)包括與參照主RF路徑(850)來描述的元件(150、850a、850b、850c)等效的元件(155、855a、855b、855c)。
[0093] 進一步參照圖8B，感測點(555a、...、555n)可以耦合至主RF路徑(850)的任何點，并且參考感測點(575a、...、575n)可以耦合至參考RF路徑(855)的任何點。應(yīng)當注意，感測點還可以耦合至主放大電路(150)的內(nèi)部電路(如稍后描述的圖8G所示)和復(fù)制放大電路(155)的內(nèi)部電路(例如，通過參考感測點575i)，但是在耦合至主放大電路(155)時可能需要特別小心。此外，如圖8B所示，應(yīng)當注意，感測電路(860)可以包括不同的感測子電路(860a、...、860k)以確定兩個RF路徑的不同操作特性的差異。例如，感測電路(860)可以包括用于檢測信號調(diào)制特性的峰值幅度檢測器(860a)和用于檢測信號相位特性的相位檢測器電路(860b)，其中，檢測器電路(860a、860b)可以使用主RF路徑和參考RF路徑的公共的(如圖8B所示)或各自的感測點。在該情況下，每個檢測器可以耦合至主RF路徑(850)的一個或更多個感測點，以及參考RF路徑(855)的相應(yīng)參考感測點。最后，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，在一些情況下，如關(guān)于感測子電路(860k)所示，感測電路(860)可以僅感測來自參考RF路徑(855)的、在主RF路徑(850)中可能沒有相應(yīng)的感測點的參考感測信號(例如，575i)。稍后描述的圖15B示出了包括電流傳感器的復(fù)制放大電路，該電流傳感器可以用于感測通過復(fù)制放大電路(155)的傳導(dǎo)路徑的電流。不期望主RF路徑(850)中的等效感測點，因為它可能對主放大電路(150)的操作產(chǎn)生負面影響。
[0094] 如圖8C所示，主RF路徑(850)可以是通過對RF路徑的元件進行調(diào)諧的可調(diào)諧RF路徑。可以經(jīng)由一個或更多個輸入控制信號(585)來調(diào)諧(例如，調(diào)整、控制、配置)主RF路徑的任何一個或所有元件(150、850a、850b、850c)。任何一個或所有這樣的控制信號可以基于由感測電路(860)提供的失配信號，因此這允許基于主RF路徑(850)與參考RF路徑(855)之間操作特性的差異調(diào)諧(例如，調(diào)整、控制、配置)主RF路徑。這樣的控制信號可以各自以連續(xù)或離散的方式來饋送，并且每個控制信號可以是模擬或數(shù)字信號。以類似的方式，參考RF路徑(855)可以是經(jīng)由被配置成經(jīng)由一個或更多個控制信號(例如，如圖8D所示的595)來調(diào)諧的元件(155、855a、855b、855c)的可調(diào)諧RF路徑。應(yīng)當注意，在根據(jù)本公開內(nèi)容的一些實施方式中，參考RF路徑(855)的控制可以不依賴于確定的主RF路徑與參考RF路徑之間的操作特性的差異，而是依賴于期望的RF路徑的操作模式和/或操作頻率。因此，對參考RF路徑(855)的控制可以允許將參考RF路徑與不同操作模式和/或不同操作頻率的影響隔離。例如，在參考RF路徑(855)的輸出處耦合的圖8A的終止負載(880)可以是可能需要基于RF路徑的操作頻率來調(diào)整的寬帶負載。應(yīng)當注意，終止負載(880)可以基本上吸收由參考RF路徑(855)輸出的總RF功率。如在圖8A中可以看到的，參考RF路徑(855)的輸出與主RF路徑(850)的輸出隔離，并且因此參考RF路徑(855)的輸出也與RF級(830)和天線(198)隔離。稍后描述的圖8G示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的另一實施方式，其中，組合了兩個RF路徑的輸出。
[0095] 如圖8D所示，到主RF路徑(850)的輸入控制信號(585)可以由控制電路(890)提供?？刂齐娐?890)還可以向參考RF路徑(855)提供輸入控制信號(595)。如上所述，一些或所有控制信號(585)可以基于感測電路(860)的輸出。例如一些控制信號(595)可以基于諸如由信號感知控制器(例如，收發(fā)器)提供的高級系統(tǒng)配置控制。這樣的信號感知控制器知道主RF路徑(850)的期望操作模式和/或操作頻率。應(yīng)當注意，圖8D中未示出與信號感知控制器的連接，因為這樣的連接可以通過控制電路(890)或繞過控制電路直接至兩個RF路徑(850、
855)。
855)。
[0096] 進一步參照圖8D，控制電路(890)與感測電路(860)、主RF路徑(850)和參考RF路徑(855)相結(jié)合，可以實現(xiàn)控制主RF路徑(850)的操作特性的閉環(huán)控制系統(tǒng)。如本領(lǐng)域技術(shù)人員知道的，這樣的控制系統(tǒng)可以包括與感測點(555)和參考感測點(575)處的感測信號進行組合的偏移和增益參數(shù)。替選地，可以以開環(huán)方式使用偏移和增益參數(shù)?？梢酝ㄟ^查找表、參數(shù)映射函數(shù)或本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的任何其他方式來實現(xiàn)偏移和增益參數(shù)。
[0097] 根據(jù)本公開內(nèi)容的實施方式，控制電路(890)可以與主RF路徑(850)、參考RF路徑(855)和感測電路(860)單片式集成在同一集成電路上。根據(jù)本公開內(nèi)容的另一示例性實施方式，控制電路(890)可以是獨立的集成電路的一部分，如圖8E所示。
[0098] 根據(jù)本公開內(nèi)容的又一實施方式，如圖8F所示，感測點(555)和參考感測點(575)處的感測信號可以通過緩沖電路(865)被緩沖并被發(fā)送至獨立電路(895)。獨立電路(895)可以組合將感測信號轉(zhuǎn)換成操作特性(例如，檢測)的功能并且生成控制信號(585、595)。如圖8D、圖8E和圖8F所示，可以以不同的方式劃分下述各種任務(wù)：感測、將感測信號轉(zhuǎn)換為操作特性或操作特性的差異、以及根據(jù)經(jīng)轉(zhuǎn)換的感測信號得到控制信號。本領(lǐng)域技術(shù)人員將知道如何考慮到期望的設(shè)計和集成目標來根據(jù)多種不同的劃分方案使用本教示。
[0099] 根據(jù)本公開內(nèi)容的另一實施方式，如圖8G所示，主RF路徑(850)和參考RF路徑(855)的輸出可以通過組合電路(885)來組合。本領(lǐng)域技術(shù)人員將知道組合電路(885)的許多設(shè)計實現(xiàn)方式，該組合電路的細節(jié)在本申請的范圍之外。在該示例性實施方式中，兩個RF路徑可以受到RF塊(830、198)的相同變化的影響，并且因此參考RF塊(855)可以向在相同的加載狀況下的主RF路徑(850)提供所需的關(guān)于其他操作變量的調(diào)整的指示。
[0100] 如上所述，關(guān)于例如圖8B，感測點(555a、...、555n)可以耦合至主RF路徑(850)的任何點，包括主放大電路(150)。這在圖8H中以更詳細的方式示出，其中，主RF路徑(850)的示例性感測點(555e、...、555j)耦合至主放大電路(150)。如在圖8H的底部區(qū)域的主放大電路(150)的分解圖中可以看到的，感測點(555e、555f、555g)耦合至主放大電路(150)的堆疊(112)的晶體管的柵極節(jié)點，并且感測點(555h、555i、555j)耦合至主放大電路(150)的堆疊(112)的晶體管的漏極節(jié)點。應(yīng)當注意，參考RF路徑(855)可以包括耦合至如圖8H中關(guān)于主放大電路(150)所示的復(fù)制放大電路(155)的類似節(jié)點的感測點。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，由于主RF路徑(850)可以包括與圖8H中示出的示例性放大電路(150)在結(jié)構(gòu)上不同的主電路(具有有源晶體管器件)，與圖8H中所示的感測點不同的感測點可以耦合至主電路。這樣的主電路可以是以下各種RF和模擬應(yīng)用的一部分：例如混合器、VCO、電荷泵、LNA以及包括形成主RF路徑的主電路的一個或更多個晶體管的其他電路。本領(lǐng)域技術(shù)人員將知道如何使用本教示考慮到這樣的其他應(yīng)用通過使用主電路的縮小尺寸復(fù)制電路來進行設(shè)計?？梢愿鶕?jù)本公開內(nèi)容中描述的任何各種實施方式來提供縮小尺寸復(fù)制電路的縮放。在一個示例性情況下，主電路可以是如稍后描述的圖17中所示的分布式放大器。
[0101] 以上呈現(xiàn)的根據(jù)本公開內(nèi)容的各種實施方式使用基于晶體管RF塊(也稱為“路徑”或“電路”)的縮放復(fù)制來跟蹤可能經(jīng)受不同操作變量的較大主基于晶體管RF塊的參考行為。由主RF路徑經(jīng)受的不同操作變量可以使該路徑偏離其期望操作特性。在理想或受控操作條件下操作的參考(復(fù)制)路徑產(chǎn)生期望信號(例如，參考信號)的縮放版本，因此使得能夠校正主RF路徑的性能或?qū)⒅鱎F路徑調(diào)整到期望的結(jié)果。
[0102] 本領(lǐng)域技術(shù)人員將知道，復(fù)制放大電路(155)的縮放可以通過例如縮放以下物理要素來實現(xiàn)，例如，操作偏置(電壓和電流兩者)、輸入或控制信號以及無源支持電路(例如，850a、850b)。在RF路徑包括諸如CMOS晶體管的FET晶體管的示例性情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員將知道縮放基于晶體管的RF路徑的寬度W是用于縮放這樣的電路的一種技術(shù)。通常，可以將整個參考RF路徑(855)視為主RF路徑(850)的縮放版本或縮小尺寸復(fù)制版本，并且因此，在本公開內(nèi)容中，表述“復(fù)制RF路徑”、“復(fù)制路徑”、“參考RF路徑”、“參考路徑”、“縮放RF路徑”、“縮放路徑”及其組合可以互換使用，其中，這樣的路徑包括縮小尺寸放大電路(155)。
[0103] 圖9A、圖9B和圖9C描繪了用于控制影響包括主放大電路(150)的主RF路徑(850)的操作特性的熱效應(yīng)的示例性IC布局布置(900a、900b、900c)。本領(lǐng)域技術(shù)人員將會知道，實際上所有晶體管和許多無源元件都會因溫度變化而變化。在許多情況下，這樣的溫度變化可能由主放大電路(150)自身而引起。例如，RF功率放大器(PA)放松效率并且可以引起根據(jù)其溫度的失真。此外，PA可以表現(xiàn)出低于100％的效率，其中，相應(yīng)浪費的DC功率被轉(zhuǎn)換成熱量，從而使PA成為任何無線或RF系統(tǒng)例如主RF路徑(850)中最熱的電路之一。由于效率通常會因較高的溫度而降低，因此升高的溫度會具有增加浪費功率的反饋效應(yīng)，并且從而引起甚至更高的溫度。在極端示例中，被稱為熱失控的現(xiàn)象可以引起災(zāi)難性的結(jié)果。
[0104] 圖9A、圖9B和圖9C中所示的縮放復(fù)制電路可以用于控制溫度影響或用于在熱失控狀況下提供主放大電路(150)操作的中斷。在圖9A所示的示例性實施方式中，包括復(fù)制放大電路(155)的參考RF路徑(855)緊鄰包括發(fā)熱主放大電路(150)的主RF路徑(850)。由于它們非常接近，主RF路徑(850)和參考RF路徑(855)是熱耦合的，并且因此可以認為包括復(fù)制放大電路(155)的參考RF路徑(855)的溫度與由主放大電路(150)的溫度主導(dǎo)的主RF路徑(850)的溫度基本相同。應(yīng)當注意，IC布局(900a)可以表示兩個RF路徑(850、855)或僅兩個放大電路(150、155)的相對物理布置，因為除了放大電路(150、155)之外的RF路徑(850、855)的部件可以放置在IC布局(900a)內(nèi)的更遠距離處。類似地，在示例性IC布局(900b)中，當復(fù)制RF路徑(855)被放置在主RF路徑(850)的區(qū)域內(nèi)時，兩個RF路徑(850、855)被熱耦合。
特別地，根據(jù)本公開內(nèi)容的實施方式，可以將復(fù)制放大電路(155)放置在主放大電路(150)的區(qū)域內(nèi)，以獲得兩個放大器之間的增加的熱耦合。
特別地，根據(jù)本公開內(nèi)容的實施方式，可以將復(fù)制放大電路(155)放置在主放大電路(150)的區(qū)域內(nèi)，以獲得兩個放大器之間的增加的熱耦合。
[0105] 根據(jù)本公開內(nèi)容的一些實施方式，如圖9C的示例性IC布局(900c)所示，可能期望的是將參考RF路徑(855)和/或復(fù)制放大器(155)與主RF路徑(850)的熱效應(yīng)的熱影響隔離。在示例性IC布局(900c)中，兩個RF路徑(或放大器)被放置在足夠大的相對距離處，以在兩個RF路徑(850、855)和/或兩個放大器(150、155)之間提供熱隔離。
[0106] 根據(jù)本公開內(nèi)容的實施方式，可以使用IC布局(900c)來通過比較兩個RF路徑(850、855)的性能特性并相應(yīng)地調(diào)整主RF路徑(850)來控制純粹熱影響。例如，在一個實施方式中，可以將來自復(fù)制放大電路(155)的輸出與主放大電路(150)的輸出進行比較，其中感測到的差異用于調(diào)整例如主放大電路(150)上的偏置條件。這樣的調(diào)整可以繼續(xù)，直到實現(xiàn)主放大電路(155)的期望行為(例如，操作特性)。如前所述，該調(diào)整可以是閉環(huán)反饋系統(tǒng)的一部分，該閉環(huán)反饋系統(tǒng)將主RF路徑(例如，放大器150)的操作特性保持在期望范圍內(nèi)。參考路徑(855)與主RF路徑(850)熱隔離這允許比較對兩個路徑的操作特性的純粹熱影響并相應(yīng)地進行調(diào)整。
[0107] 根據(jù)本公開內(nèi)容的實施方式，可以使用IC布局(900a)來獨立于主RF路徑(850)的操作溫度控制主RF路徑(850)的操作特性，因為復(fù)制放大電路(155)可以與主放大電路(150)處于大致相同的操作溫度。由于復(fù)制放大電路(155)可以與主放大電路(150)處于相同的溫度，因此其熱特性可以與主放大電路的熱特性相匹配。因此，在主放大電路(150)與復(fù)制放大電路(155)之間感測到的操作特性的任何差異都與溫度變化無關(guān)。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認識到，參考RF路徑(855)(和/或復(fù)制放大器155)的位置可以遵循主放大電路(150)的溫度效應(yīng)，并且從而可以允許識別由其他操作變量引起的其他較小的差異。
[0108] 在現(xiàn)實世界RF系統(tǒng)中，通常使得多個操作變量經(jīng)受變化，并且很難將操作變量變化的原因區(qū)分開。在圖9A和圖9B所示的以上示例中，，對主RF路徑和參考RF路徑的操作特性的潛在大的溫度影響可以被消除作為所謂的共模信號，從而允許復(fù)制放大電路(155)在高溫操作存在的情況下提供關(guān)于第二影響例如失配負載或低電池電壓的清楚的控制信息。
[0109] 如稍后參照圖16所討論的，可以使用多于一個參考RF路徑(855)作為用于與主RF路徑(850)比較操作特性的參考，其中，參考RF路徑(例如，圖16的855a)均可以與影響主RF路徑(850)性能的不同操作變量隔離。在圖9D的IC布局(900d)中示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的一個這樣的示例性實施方式，其中，示出了兩個參考RF路徑(855)，一個熱耦合至主RF路徑(850)并且另一個基本上與主RF路徑(850)熱隔離。此外，IC布局(900d)同樣可以應(yīng)用于整個RF路徑(850、855)或相應(yīng)的放大器電路(150、155)的相對布置。在該實施方式中，可以感測熱耦合到主RF路徑(850)的復(fù)制放大電路(155)的操作特性，并將其和與主RF路徑(850)熱隔離的復(fù)制放大電路的相應(yīng)的感測到的操作特性進行比較，從而向主RF路徑(850)和/或主放大電路(150)提供附加信息和反饋控制。
[0110] 圖10示出了與根據(jù)本公開內(nèi)容的另一示例性實施方式相關(guān)聯(lián)的時序圖，其中，包括復(fù)制放大電路的參考RF路徑用于控制受某些操作變量影響的主RF路徑的操作特性。應(yīng)當注意，根據(jù)本公開內(nèi)容的各種實施方式的參考RF路徑或復(fù)制RF電路的用途同樣可以應(yīng)用于其他RF和模擬應(yīng)用，例如混合器、VCO、電荷泵、LNA和包括形成主RF路徑的主電路的一個或更多個晶體管的其他電路。本領(lǐng)域技術(shù)人員將知道如何使用本教示來考慮到這樣的其他應(yīng)用通過使用主電路的縮小的尺寸復(fù)制電路來進行設(shè)計?？梢愿鶕?jù)本公開內(nèi)容中描述的各種實施方式中的任何實施方式來提供縮小尺寸復(fù)制電路的縮放。
[0111] 圖10示出了脈沖放大器(例如功率放大器)信號的時序圖。本領(lǐng)域技術(shù)人員容易知道許多RF系統(tǒng)依賴于作為其調(diào)制的一部分的脈沖傳輸。如上所述，在這樣的系統(tǒng)中，例如尤其在諸如溫度或電源的可變的操作狀況下，接通和關(guān)斷放大器通常是放大器規(guī)范的復(fù)雜且困難的部分。脈沖放大器的一個關(guān)鍵問題是，當放大器使其功率(在圖10中表示為主放大器電流)斜升時，它可能正從未通電狀態(tài)(例如，無偏置、空閑/不活動狀態(tài))轉(zhuǎn)換到為主傳輸脈沖設(shè)計的期望偏置條件(活動狀態(tài))。圖10示出了與斜升的開始對應(yīng)的主放大器電流的上升沿轉(zhuǎn)換。如在圖10中可以看出的，主放大器電流最初根據(jù)偏置電流的兩個不同的提升而斜升，其中，由時間常數(shù)τ表示的兩個提升中的第一個由于放大器的尺寸和內(nèi)部電容而具有相對長的時間常數(shù)，以及與放大器的晶體管器件相關(guān)聯(lián)的可能緩慢的偏置時間常數(shù)(例如浮體效應(yīng))。
[0112] 繼續(xù)參照圖10的時序圖，在達到放大器的偏置電流的第一提升之后，預(yù)期放大器接近其合適的偏置點，并且然后可控制地使RF輸入功率斜升(經(jīng)由RF脈沖信號)以滿足各種系統(tǒng)規(guī)范，尤其是可以使附近的其他無線電退化的失真和偽傳輸。然而，由于相對于RF突發(fā)(burst)信號的開始與PA使能信號的開始之間的定時的相對長的時間常數(shù)τ，以下情況是可能的：當放大器開始使功率斜升(RF突發(fā)開始)時，放大器不在其合適的偏置點處，從而導(dǎo)致違反系統(tǒng)規(guī)范(例如，由本地實體規(guī)定)和可能的輸出信號失真。由此得出，根據(jù)本公開內(nèi)容的實施方式，如圖10所示，使用縮放復(fù)制放大器以使其斜升到其偏置狀況(圖10的復(fù)制放大器電流圖)，使得縮放復(fù)制放大器在主放大器的偏置電流的第一提升之前在其(穩(wěn)態(tài))偏置狀況下進行操作。通過使用復(fù)制放大器作為在PA使能的開始與RF突發(fā)信號的開始之間的時間窗口期間用于偏置主放大器的參考，可以提供基于感測到的兩個放大器之間的偏置差異的對主放大器的偏置校正。
[0113] 盡管圖10指示在啟用主放大器之前的固定時間Δt處啟用復(fù)制放大器，但是根據(jù)本公開內(nèi)容的替選實施方式，復(fù)制放大器可以始終保持有效并且因此一直處于其預(yù)期的操作偏置狀況。根據(jù)圖10的示例性實施方式相對于主放大器(主RF路徑)的瞬態(tài)效應(yīng)將復(fù)制放大器(參考RF路徑)隔離，以允許控制主放大器的偏置，其中，復(fù)制放大器可以比主放大器使用較少的功率(通過縮放因子)。
[0114] 進一步參照圖10的時序圖，復(fù)制放大器是主放大器的縮放版本，它比主放大器消耗的功率要少得多，并且因此可以足夠早地接通以達到其自身的穩(wěn)態(tài)狀況，而不會消耗在使主放大器如此早地導(dǎo)通的情況下將會使用的功率。偏置控制電路(例如圖8B的850b)和基于復(fù)制放大器(例如155)控制主放大器(例如150)的控制電路(例如圖8D、圖8E、圖8F的890、895)可以被設(shè)計成具有相對于圖10的時間常數(shù)τ的快速時間常數(shù)，以允許在PA使能與RF突發(fā)信號的開始之間的所述時間窗口內(nèi)主放大器的偏置的快速校正和穩(wěn)定。本領(lǐng)域技術(shù)人員容易知道這樣的快速時間常數(shù)僅是設(shè)計參數(shù)。這與放大器的晶體管器件中的例如可能不受控制(例如，浮體效應(yīng)、內(nèi)部電容等)的一些時間常數(shù)形成對比。通過提早接通復(fù)制電路，該復(fù)制穩(wěn)定到其合適的偏置電平，并且然后控制電路操作以在主放大器激活時快速地使主放大器達到期望的偏置電平，以提供響應(yīng)于RF脈沖信號的期望功率斜升。通過在引入RF輸入信號之前處于最終的穩(wěn)態(tài)狀況，可以產(chǎn)生更清楚的輸出信號，而且節(jié)省功耗和熱負荷。另外，諸如增益和輸出功率的參數(shù)可以相對于RF脈沖更加恒定。
[0115] 本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解由本教示提供的靈活性，因為參考RF路徑可以與一個或更多個操作變量隔離，或者替選地，可以使用各自與一個或更多個不同的操作變量隔離的不同的參考RF路徑。例如，可以將關(guān)于圖9A至圖9D描述的實施方式與關(guān)于圖10描述的實施方式組合。例如，如果(功率)放大器以50％的占空比操作，即使在其關(guān)斷時段期間，其也可以具有升高的溫度。通過將關(guān)于圖9A至圖9D描述的溫度比較與關(guān)于圖10描述的斜升控制相結(jié)合，可以為主放大器的接通階段設(shè)置溫度補償偏置條件。
[0116] 圖11A示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的另一實施方式，其中，參考RF路徑(855)用于改善包括主RF路徑(855)的RF系統(tǒng)(1100)的頻率響應(yīng)。主RF路徑(850)包括放大電路(150)，并且參考RF路徑(855)包括主放大電路(150)的縮小尺寸復(fù)制(155)。如在圖11A中可以看到的，主RF路徑(850)包括輸出匹配(850c)，該輸出匹配(850c)將RF路徑耦合至后續(xù)RF塊，該后續(xù)RF塊包括RF塊(830)和天線(198)。RF塊(830)可以包括一個或更多個濾波器(830b)，所述濾波器(830b)可以經(jīng)由一個或更多個開關(guān)(830a、830c)被選擇性地耦入和耦出主RF路徑(850)與天線(198)之間的傳導(dǎo)路徑。濾波器(830b)可以是帶通濾波器，但是也可以是任何其他類型的濾波器，例如陷波濾波器、通帶濾波器、帶阻濾波器、低通濾波器和高通濾波器。
[0117] 進一步參照圖11A，圖11B、圖11C和圖11D中示出的頻率響應(yīng)曲線分別示出了阻抗匹配(850c)、帶通濾波器(830b)和天線(198)的示例性響應(yīng)。應(yīng)當注意，天線(198)的阻抗也可能根據(jù)天線的環(huán)境隨時間變化，并且因此，圖11D中示出的示例性頻率響應(yīng)可以被認為天線在固定位置和環(huán)境處的頻率響應(yīng)。主放大電路(150)觀察到輸出匹配阻抗，該輸出匹配阻抗由輸出匹配網(wǎng)絡(luò)(850c)根據(jù)期望設(shè)置，而且包括其后的RF塊(830、198)的阻抗的影響。放大器輸出匹配的最終變化可能導(dǎo)致主RF路徑(850)的不期望的增益、功率或功率附加效率(PAE)。如本領(lǐng)域技術(shù)人員將知道的，可能難以預(yù)測RF塊(830、198)的耦合對主RF路徑(850)的性能的所有外部影響以及預(yù)先針對其進行設(shè)計。因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解由根據(jù)本公開內(nèi)容的參考RF路徑提供的益處，參考RF路徑通過其縮小尺寸復(fù)制放大電路(155)，可以提供用于校正主RF路徑的性能變化的更理想的參考。
[0118] 圖11E示出了耦合到圖11A的復(fù)制放大電路(155)的輸出的理想電阻性負載(855c)的頻率響應(yīng)。通過感測主RF路徑(850)并與來自復(fù)制RF路徑(855)的結(jié)果進行比較，可以檢測到差異信號(870)可以并且使用差異信號(870)來在主RF路徑(850)的任何可變RF電路塊(850a、850b、850c)處調(diào)諧主RF路徑(850)。特別地，并且進一步參照圖11A，(預(yù)處理)RF塊(850a)可以包括耦合至輸入匹配電路的可變衰減器，(后處理)RF塊(850c)可以包括可變輸出匹配電路，并且偏置電路(850b)可以是可變偏置系統(tǒng)，所有這些都可以被調(diào)整以控制主RF路徑(850)輸出來實現(xiàn)通過被理想地終止的參考RF路徑(855)實現(xiàn)的期望寬帶輸出。在該示例中，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，可以通過偏置電路(850b)或輸出匹配電路(850c)來調(diào)整增益，同時可以通過RF塊(850a)的輸入衰減電路來調(diào)整輸出功率。
[0119] 圖11F示出了到圖11A的復(fù)制放大電路(155)的終止負載(855c)的頻率響應(yīng)的另一示例性實施方式。在該實施方式中，可以選擇復(fù)制放大電路(155)的終止負載以模擬寬帶匹配，該寬帶匹配可能是期望的(如圖11F所示，帶寬邊緣處的較低增益)或者可以表示可達到的實際頻率響應(yīng)。在后一種情況下，復(fù)制放大電路(155)提供參考信號(575)來生成控制信號(585)，該控制信號驅(qū)動主RF路徑(850)以實現(xiàn)更好的性能。應(yīng)當注意，雖然該示例示出了將本教示應(yīng)用于校正輸出匹配變化，但是其同樣可以應(yīng)用于輸入匹配、主RF路徑(850)內(nèi)的其他級或其他元件的匹配。
[0120] 圖12示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的實施方式，其是關(guān)于圖11A至圖11F描述的實施方式的擴展。如圖12所示，可以將可變匹配條件(855a、855c)包括到參考RF路徑(855)的復(fù)制放大電路(155)，以使復(fù)制放大電路(155)(并且因此參考RF路徑855)的帶寬擴展超出原帶寬。擴展復(fù)制放大電路(155)的帶寬可以使得能夠生成控制信號(585)，該控制信號可以將主RF路徑(850)驅(qū)動到比根據(jù)關(guān)于圖11A至圖11F描述的實現(xiàn)方式可能得到的帶寬更寬的帶寬。
用于提供圖12的擴展帶寬復(fù)制放大電路(155)的可變匹配條件(855a、855c)的設(shè)置可以通過校準步驟來生成，或者可以通過將擴展帶寬復(fù)制放大電路(155)的各種設(shè)置與包括具有寬帶頻率響應(yīng)(例如，每個圖11E、11F)的理想匹配的第二縮放復(fù)制放大電路進行比較來完成。
用于提供圖12的擴展帶寬復(fù)制放大電路(155)的可變匹配條件(855a、855c)的設(shè)置可以通過校準步驟來生成，或者可以通過將擴展帶寬復(fù)制放大電路(155)的各種設(shè)置與包括具有寬帶頻率響應(yīng)(例如，每個圖11E、11F)的理想匹配的第二縮放復(fù)制放大電路進行比較來完成。
[0121] 如前所述，將復(fù)制放大電路(155)的寬度W相對于主放大電路(150)的寬度按例如1:100的因子縮放可以是有效但非唯一的相對于主電路縮放復(fù)制電路的方式。圖13A至圖
13C示出了附加示例性縮放技術(shù)，該附加示例性縮放技術(shù)特別適合于CMOS技術(shù)并且還適合于諸如SOI、SOS或體硅的隔離CMOS技術(shù)，并且使得各個晶體管能夠串聯(lián)堆疊。CMOS?FET的堆疊使堆疊能夠比任何單個FET處理更高的電壓(并且因此處理更高的RF功率)。關(guān)于堆疊CMOS?FET的更多信息可以在例如上面引用的美國專利第7,248,120號和美國專利第
9413298號中找到，所述兩個美國專利的公開內(nèi)容的全部內(nèi)容通過引用并入本文。應(yīng)當注意，盡管在上面的描述中主RF路徑(850)和參考RF路徑(855)的主要有源元件被描述為放大電路(150、155)，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，本教示不應(yīng)被視為限于這樣的示例性放大電路，因為這樣的教示同樣可以應(yīng)用于包括其性能可以受操作變量集合影響的有源晶體管器件的任何RF電路。因此，復(fù)制電路可以包括縮放版本的有源晶體管器件，以向主電路的復(fù)制(參考)電路提供可以映射到主電路的操作特性的操作特性。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，這樣的映射可以由任何確定性函數(shù)表示，該確定性函數(shù)可以提供主電路與參考電路的操作特性之間的一比一關(guān)系。因此，本教示可以應(yīng)用于包括混合器、VCO、電荷泵、LNA及其他的RF路徑。
13C示出了附加示例性縮放技術(shù)，該附加示例性縮放技術(shù)特別適合于CMOS技術(shù)并且還適合于諸如SOI、SOS或體硅的隔離CMOS技術(shù)，并且使得各個晶體管能夠串聯(lián)堆疊。CMOS?FET的堆疊使堆疊能夠比任何單個FET處理更高的電壓(并且因此處理更高的RF功率)。關(guān)于堆疊CMOS?FET的更多信息可以在例如上面引用的美國專利第7,248,120號和美國專利第
9413298號中找到，所述兩個美國專利的公開內(nèi)容的全部內(nèi)容通過引用并入本文。應(yīng)當注意，盡管在上面的描述中主RF路徑(850)和參考RF路徑(855)的主要有源元件被描述為放大電路(150、155)，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，本教示不應(yīng)被視為限于這樣的示例性放大電路，因為這樣的教示同樣可以應(yīng)用于包括其性能可以受操作變量集合影響的有源晶體管器件的任何RF電路。因此，復(fù)制電路可以包括縮放版本的有源晶體管器件，以向主電路的復(fù)制(參考)電路提供可以映射到主電路的操作特性的操作特性。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，這樣的映射可以由任何確定性函數(shù)表示，該確定性函數(shù)可以提供主電路與參考電路的操作特性之間的一比一關(guān)系。因此，本教示可以應(yīng)用于包括混合器、VCO、電荷泵、LNA及其他的RF路徑。
[0122] 圖13A示出了主電路(150)和復(fù)制電路(155)，主電路包括被布置為堆疊(112)的串聯(lián)連接晶體管，復(fù)制電路是主電路(150)的縮放版本，復(fù)制電路(155)也包括被布置為堆疊(167)的串聯(lián)晶體管。如在圖13A中可以看到，對兩個堆疊(112、167)的串聯(lián)連接晶體管的數(shù)量(堆疊高度)進行縮放。在圖13A中描繪的示例性實施方式中，主電路(150)具有6個晶體管的堆疊高度，而縮放復(fù)制電路(155)具有3個晶體管的堆疊高度。在該示例中，施加的偏置(電源電壓)也按2∶1縮放，這意味著主電路(150)和復(fù)制電路(155)兩者中的晶體管可以經(jīng)受相同的DC偏置，因為所施加的偏置跨堆疊的晶體管的數(shù)量分布。這樣的設(shè)計可以使得縮放的復(fù)制電路(155)能夠跟蹤主電路(150)的理想操作條件，但具有較小的物理區(qū)域。該方式還可以具有例如允許復(fù)制電路(155)的相關(guān)聯(lián)參考RF路徑(855)的其他RF塊以會更易于適應(yīng)的較低的電源電壓(例如，6V相對于12V)操作的益處。
[0123] 進一步參考圖13A，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，如圖13B所示，堆疊高度的比率可以是根據(jù)縮放復(fù)制電路(155)上的更高的堆疊高度，而不是主電路(150)(具有非常低的器件寬度來保持小的縮放復(fù)制堆疊)上。在圖13B中描繪的示例性實施方式中，假設(shè)每個堆疊上的偏置電壓相等(例如12V)，則復(fù)制電路(155)的堆疊(167)中的每個晶體管可以相比于主電路(150)的堆疊(112)中的每個晶體管經(jīng)受一半的DC偏置。然而，在復(fù)制電路(155)的堆疊(167)中的成對的晶體管之間在節(jié)點(SD155a、SD155b)處經(jīng)受的偏置點與在主電路(150)的堆疊(122)中的成對的晶體管之間在節(jié)點(SD150a、SD150b)處經(jīng)受的偏置點具有相同的狀況。這樣的狀況意味著復(fù)制電路(155)的堆疊(167)中的每個晶體管可以具有指數(shù)地更低的應(yīng)力效應(yīng)(例如，在DC偏置RF功率放大器中的熱載流子注入，HCI)。如圖13B所示，這樣的縮放堆疊高度的布置可以使得縮放復(fù)制電路(155)能夠補償主放大器電路(150)中的HCI效應(yīng)。
[0124] 如本領(lǐng)域的技術(shù)人員所公知的，有源器件(例如晶體管)可以通過其操作狀況受應(yīng)力。該應(yīng)力可以減少器件的操作壽命或可靠性。對于CMOS器件應(yīng)力的示例包括熱載流子注入(HCI)和時間相關(guān)電介質(zhì)擊穿(TDDB)。TDDB是在柵極氧化物上的電壓應(yīng)力，其導(dǎo)致通過柵極氧化物形成傳導(dǎo)路徑。TDDB主要是應(yīng)變電壓、時間和溫度的函數(shù)。DC和RF狀況可以影響TDDB。HCI是由來自電場的具有高動能的載流子被注入到諸如柵極氧化物的區(qū)域中導(dǎo)致的。然后，這些被捕獲的載流子影響諸如導(dǎo)致電流傳導(dǎo)的變化的閾值電壓的器件參數(shù)。效果是累積的。HCI是由DC和RF操作導(dǎo)致的電壓和電流狀況的函數(shù)。
[0125] 圖13C示出了縮放技術(shù)的另一示例性實施方式，其中，復(fù)制電路(155)具有與主電路(155)相同的堆疊高度和電源電壓，但是復(fù)制電路的輸入上具有RF衰減器(1420)。復(fù)制電路(155)的堆疊(167)中的晶體管器件可以從至復(fù)制電路(155)的高功率RF輸入信號(在節(jié)點VIreplica處)或者從來自復(fù)制電路(155)的高功率RF輸出信號(在節(jié)點VOreplica處)經(jīng)受較小的器件惡化。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認識到，圖13C的縮放復(fù)制電路(155)可以與附加的縮放復(fù)制電路結(jié)合使用，附加的縮放復(fù)制電路中的每一個被設(shè)計成控制不同的、潛在獨立的操作變量。
[0126] 進一步參考回到圖12，參考RF路徑(855)的復(fù)制放大電路(155)可以用于以通常不實現(xiàn)主放大電路(150)的前饋路徑的方式驅(qū)動主RF路徑(850)的主放大電路(150)。相對于圖10呈現(xiàn)的本教示的實施方式是其中復(fù)制放大電路(155)被設(shè)計成預(yù)測和校正主放大電路(150)中的問題(斜升曲線)的示例。在圖12中描繪的本公開內(nèi)容的實施方式中，復(fù)制放大電路(155)不僅校正關(guān)于操作變量例如溫度的問題，而且還提供預(yù)處理功能，該預(yù)處理功能通過主放大電路(150)的固有特性(緩慢斜升時間)來減小對性能的影響。因此，在根據(jù)圖12中描繪的本公開內(nèi)容的示例性實施方式中，除了用于響應(yīng)于操作變量來補償主RF路徑(850)的性能之外，參考RF路徑(855)可以用作主RF路徑(850)的主要性能的驅(qū)動器。許多傳統(tǒng)RF功能可以以此方式執(zhí)行，例如調(diào)制、前饋補償、相位或幅度校正等。在參考RF路徑(855)中使用復(fù)制放大電路(155)的優(yōu)點在于，復(fù)制放大電路基本更小，并且因此包含更低的寄生效應(yīng)和耦合。
[0127] 在圖14中示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的另外的實施方式，在該實施方式中，可以檢測并且校正特定的公知的問題即壓縮。在該示例中，主RF路徑(850)的在感測點(555k)處感測到的輸出信號的包絡(luò)被壓縮。這可能是由于例如以下的情況：主放大電路(150)的輸出信號處的包絡(luò)幅度超過放大電路(150)的線性范圍，并且因此不能提供期望的峰值電壓。如圖14所示，在感測點(555k)處感測到的來自主RF路徑(850)的輸出信號的峰值相比于其期望電平變平。在該情況下，如在感測點(575k)處感測到的復(fù)制放大電路的感測包絡(luò)信號中可以看到，參考RF路徑(855)的復(fù)制放大電路(155)未被壓縮，因此參考RF路徑(855)可以實時提供準確峰值電平，該準確峰值電平可以與主RF路徑(850)的輸出或者主電路(155)的輸出的感測包絡(luò)進行比較。應(yīng)當注意，盡管圖14示出了要處于放大電路處的感測點，但是也可以設(shè)想其他感測點，無論是在放大電路內(nèi)還是在后續(xù)RF塊(例如850c、855c)中。
[0128] 進一步參考圖14，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認識到，存在包括峰值檢測器、解調(diào)包絡(luò)的運算放大器比較、使用A/D轉(zhuǎn)換器的直接轉(zhuǎn)換等若干方式來檢測和比較包絡(luò)的峰值。該實施方式的關(guān)鍵在于，可以從參考RF路徑(855)實時獲得主RF路徑(850)處的期望信號的準確表示。復(fù)制放大電路(155)可以被設(shè)計成可能通過選擇偏置設(shè)置或匹配阻抗而具有過量的操作空間，使得復(fù)制放大電路(155)不會在主放大電路(150)失真的信號峰值上失真(壓縮)。因此，基于來自參考RF路徑(855)的感測包絡(luò)信號以及與來自主RF路徑(850)的感測包絡(luò)信號的比較，可以校正主RF路徑(850)的失真。這樣的校正可以包括改變主RF路徑(850)的參數(shù)，例如偏置條件(圖14的850b)或匹配阻抗(圖14的850a、850c)。
[0129] 如本領(lǐng)域的技術(shù)人員所公知的，可以與主RF放大器的傳導(dǎo)路徑串聯(lián)連接來添加一個或更多個小電阻器，例如與放大器的堆疊晶體管串聯(lián)連接，以測量通過放大器的電流。在高電流路徑中的這樣的串聯(lián)監(jiān)視電阻器，例如在RF功率放大器中的監(jiān)視電阻器，可以耗散與電流的平方成比例的大量的功率，并且因此可能不是期望的。然而，如圖15A所示，由于本教示的復(fù)制放大電路(155)的縮小的尺寸，以及通過相應(yīng)的晶體管堆疊(167)的相應(yīng)減小的電流，與堆疊(167)串聯(lián)連接的感測電阻器(1525)變?yōu)橛糜跍y量通過堆疊(167)的處于非常低的功率的參考電流的可行手段。如圖15A所示，這樣的電流感測電阻器(1525)可以被放置在電源電壓VDD節(jié)點和耦合至復(fù)制放大電路(155)的輸出的電感器(173)之間。替選地或另外地，如圖15B所示，一個或更多個感測電阻器(1525)可以被放置在堆疊(167)中，與堆疊(167)的晶體管串聯(lián)連接。這樣的感測電阻器可以是固定的并且因此總是與堆疊(167)的晶體管串聯(lián)連接，或者可以經(jīng)由例如一個或更多個開關(guān)被選擇性地放置成串聯(lián)連接。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將知道許多方式以實現(xiàn)此目的。
[0130] 進一步參考圖15A、圖15B，如果相對于電流復(fù)制放大電路(155)縮放因子是1:100，則流過復(fù)制放大電路(155)的電流是流過主放大電路(155)的電流的1％。因此，在感測電阻器(1525)中消耗的功率是在被放置在主放大電路(150)中的電阻器中可能消耗的功率的1/104。除了節(jié)省功率之外，由在圖15A、圖15B中描繪的實施方式提供的復(fù)制電流測量還可以用于根據(jù)上述控制教示來校正或驅(qū)動主RF路徑(850)。這樣的電流測量還可以與電壓測量結(jié)合以計算產(chǎn)生的功率。借助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員所公知的電路，可以測量DC功率或RF功率并且用于控制主RF路徑(850)。
[0131] 在根據(jù)圖16中描繪的本公開內(nèi)容的另一實施方式中，示出了示例性RF系統(tǒng)(1600)，其中，多個參考RF路徑(8551、8552、…、855n)各自被配置成提供相對于主RF路徑(850)的一個或更多個操作特性的參考。圖16的每個RF路徑(8551、8552、…、855n)可以根據(jù)本公開內(nèi)容中描述的實施方式中的任何實施方式來配置，并且因此可以與影響主RF路徑(850)的性能的操作變量中的任何、全部或沒有一個隔離。不同參考RF路徑(8551、8552、…、855n)的感測點可以用于感測這樣的路徑的操作特性相對于主RF路徑(850)的操作特性的差異，并且相應(yīng)地控制/調(diào)整主RF路徑(850)。
[0132] 進一步參考圖16的RF系統(tǒng)(1660)，根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實施方式，兩個或更多個參考RF路徑(8551、8552、…、855n)可以用于校正主RF路徑(850)的一個或更多個操作特性。例如，第一參考RF路徑(8552)可以熱耦合至主RF路徑(850)，第二參考RF路徑(8554)可以與主RF路徑(850)熱隔離，并且第一參考RF路徑(8552)與第二參考RF路徑(8554)之間的感測電流的差異可以用于使用例如映射函數(shù)來調(diào)整主RF路徑(850)的任何操作特性，映射函數(shù)將通過參考RF路徑(855b、855d)的電流的差異映射到校正控制信號(585)，該校正控制信號在被施加至主RF路徑(850)的可配置RF塊(例如850a、850b、850c)時校正主RF路徑(850)的操作特性的相應(yīng)預(yù)期漂移。
[0133] 圖16中所示的多個參考RF路徑(8551、8552、…、855n)可以用于提供對許多不同操作變量的控制或反饋。這在多個操作變量具有可以通過該具有成本效益的方案而彼此分離的相互依賴性(例如溫度和電池電壓)的情況下可能特別有用。
[0134] 本領(lǐng)域技的術(shù)人員將知道如何考慮到期望的設(shè)計目標和性能來使用根據(jù)本公開內(nèi)容的教示，并且因此補充本教示。例如，在一種情況下，可能期望使用以下參考RF路徑(圖16的8553)：該參考RF路徑不僅與主RF路徑(850)熱隔離，而且還被針對參考RF路徑(8553)的局部溫度的任何漂移進行了熱補償。如圖16所示，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以通過靠近參考RF路徑(8553)向RF系統(tǒng)(1600)引入溫度傳感器(1620)來實現(xiàn)此目的，其中，RF參考RF路徑(8553)被放置在距主RF路徑(850)一定距離處，該距離足以使兩個RF路徑基本熱解耦。感測電路(860)可以經(jīng)由溫度傳感器(1620)感測參考RF路徑(855c)處的溫度，并且控制電路(890)可以調(diào)整參考RF路徑(8553)的可配置塊(855a、855b、855c)，以校正針對其來使用參考RF路徑(8553)的至少一個或更多個參考特性。
[0135] 如上所述，主RF路徑(850)的主電路(150)可以不同于例如圖13A至圖13C中所示的示例性放大電路(150)。根據(jù)本公開內(nèi)容的一個示例性實施方式，主電路可以是如圖17所示的分布式放大器(1700)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將知道這樣的電路的操作原理，其詳細描述超出了本公開內(nèi)容的范圍。如在圖17的放大器表示中可以看到，分布式放大器(1700)包括電感耦合的多個級聯(lián)的級(S1、S2、…、S3)。電感(LG1、LG2、…、LG3)將分布式放大器(1700)的輸入端口處的輸入信號耦合至每個放大級(S1、S2、…、S3)的輸入節(jié)點，并且電感(LD1、LD2、…、LD3)將每個放大級(S1、S2、…、S3)的輸出耦合至分布式放大器(1700)的輸出端口。這樣的電感被設(shè)計成控制每個放大級(S1、S2、S3)的輸入相對于分布式放大器(1700)的輸入端口處的輸入信號的相位，以及控制放大級(S1、S2、…、S3)的輸出的相位，以在分布式放大器(1700)的輸出端口處提供輸出信號。在圖17中描繪的示例性實施方式中，每個放大級(S1、S2、…、S3)被示為具有相關(guān)聯(lián)的晶體管特性的晶體管，其中相關(guān)聯(lián)的晶體管特性被表示為Wg(柵極外圍(gate?periphery))、Cds(漏極-源極電容)、Rds(漏極-源極電阻)和Cgs(柵極-源極電容)。因此，放大級(S1、S2、…、S3)的輸入被示為柵極節(jié)點，以及放大級(S1、S2、…、S3)的輸出被示為漏極節(jié)點。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，每個放大級(S1、S2、…、S3)轉(zhuǎn)而包括晶體管堆疊(如同圖13A至圖13C)以及相應(yīng)的偏置(未在圖17中示出)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員還將認識到，電感器(LG1、LG2、…、LG3)和(LD1、LD2、…、LD3)可以被實現(xiàn)為分立式的、分布式的或者離散式和分布式的組合。圖17中描繪的分布式放大器(1700)僅用于說明性目的，并且不旨在作為良好記載的主題的完整處理/表示。
[0136] 繼續(xù)參照圖17，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，可以根據(jù)設(shè)計優(yōu)化過程來提供耦合電感，該設(shè)計優(yōu)化過程考慮到晶體管特性和電路布局來嚴格控制放大級(S1、S2、…、S3)的輸入/輸出相位關(guān)系。由于晶體管特性可能根據(jù)分布式放大器(1700)的操作變量而偏離/漂移，因此分布式放大器的性能可能惡化(例如輸出信號失真)。由此可見，根據(jù)本公開內(nèi)容的實施方式，分布式放大器的復(fù)制電路可以用于跟蹤主電路(1700)的特性，并且使用這樣的跟蹤來補償主電路(1700)的任何性能惡化。換言之，復(fù)制電路可以用作主電路(1700)的代替物，以監(jiān)視主電路的性能并且相應(yīng)地進行補償。如上所述，單片式集成可以允許經(jīng)由(縮小尺寸的)復(fù)制電路以通過其他方式不能實現(xiàn)的精確度來精確跟蹤主電路(1700)的性能。這樣的跟蹤可以指示例如主電路(1700)的放大級(S、S2、…、S3)的Cgs(柵極-源極電容)的變化或偏置點的變化。
[0137] 進一步參照圖17，例如，可以使用相應(yīng)的復(fù)制電路來跟蹤和檢測(例如經(jīng)由感測電路860)主放大級S1的Cgs的偏離，并且因此控制電路(890)可以調(diào)整復(fù)制電路的相應(yīng)放大級的柵極外圍尺寸以達到期望的Cgs值，并且使用這樣的調(diào)整來調(diào)整主電路(1700)的放大級S1的柵極外圍。本領(lǐng)域技術(shù)人員將知道，可以以可擴展外圍結(jié)構(gòu)提供柵極外圍的調(diào)整，其中，主結(jié)構(gòu)由多個較小并聯(lián)結(jié)構(gòu)構(gòu)成。關(guān)于可擴展外圍結(jié)構(gòu)的更多信息可以在例如引用的美國專利申請第13/797,779號中找到，其全部公開內(nèi)容通過引用并入本文。根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實施方式，感測電路(860)可以通過直接測量復(fù)制電路的Cgs，通過測量復(fù)制電路的共振頻率，或者通過測量復(fù)制電路的頻率響應(yīng)來感測復(fù)制電路的相應(yīng)S1放大級的Cgs的變化。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，對主電路(1700)的調(diào)整可以基于復(fù)制電路的整體性能偏移，或者基于相應(yīng)放大級(S1、S2、…、S3)的個別偏移?；跈z測到的復(fù)制電路的偏移，控制電路(890)可以調(diào)整例如主電路(1700)的柵極外圍和/或偏置點。也可以使用可選擇的電容來改變放大級的Cgs，其中，可選擇的電容經(jīng)由開關(guān)耦合在每個級(S1、S2、…、S3)的晶體管的柵極和源極之間，以控制有效電容Cgs。在一些實施方式中，這樣的可選擇的電容可以是如在例如上面引用的國際申請第PCT/US2009/001358l號中所描述的DTC，該國際申請的全部公開內(nèi)容通過引用并入本文。
[0138] 作為示例而非限制，根據(jù)本公開內(nèi)容的器件也可以與存在于幅度調(diào)制器(例如，在EDGE型GSM無線電中找到的那些)中的功率放大器一起使用。
[0139] 因此，已經(jīng)示出的是用于使用復(fù)制電路對主電路的操作特性進行失配檢測的器件和方法，其中復(fù)制電路轉(zhuǎn)而可以用于得出例如相應(yīng)的控制信號以調(diào)整主電路。雖然已經(jīng)借助于特定的實施方式及其應(yīng)用描述了器件和方法，但是應(yīng)當理解，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以在不背離本公開內(nèi)容的精神和范圍的情況下對其作出許多修改和變型。因此，應(yīng)當理解，在權(quán)利要求的范圍內(nèi)，可以以不同于如本文中具體地描述的方式的方式實踐本公開內(nèi)容。
[0140] 術(shù)語“MOSFET”在技術(shù)上指的是金屬氧化物半導(dǎo)體；MOSFET的另一同義詞是“MISFET”，對應(yīng)金屬絕緣體半導(dǎo)體FET。然而，“MOSFET”已經(jīng)成為大多數(shù)類型的絕緣柵極FET(“IGFET”)的通用標號。盡管如此，公知的是，名稱MOSFET和MISFET中的術(shù)語“金屬”現(xiàn)在通常是誤稱，因為先前的金屬柵極材料現(xiàn)在通常是多晶硅(多晶硅)層。類似地，名稱MOSFET中的“氧化物”可以是誤稱，因為在利用較小施加電壓獲得強溝道的目的下使用了不同的電介質(zhì)材料。因此，如本文中使用的術(shù)語“MOSFET”不應(yīng)從字面上理解為限于金屬氧化物半導(dǎo)體，而是通常包括IGFET。
[0141] 對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言應(yīng)當是明顯的是，本發(fā)明的各種實施方式可以被實現(xiàn)為滿足各種各樣的規(guī)范。除非另有說明，否則選擇合適的部件值是設(shè)計選擇的問題，并且本發(fā)明的各種實施方式可以以任何合適的IC技術(shù)(包括但不限于MOSFET和IGFET結(jié)構(gòu))，或者以混合電路或分立電路的形式實現(xiàn)。集成電路實施方式可以使用任何合適的襯底和工藝來制造，包括但不限于標準體硅、絕緣體上硅(SOI)、藍寶石上硅(SOS)、GaN?HEMT、GaAs?pHEMT和MESFET技術(shù)。然而，上述發(fā)明構(gòu)思對于基于SOI的制造工藝(包括SOS)以及具有類似特性的制造工藝特別有用。以SOI或SOS上CMOS進行制造能夠?qū)崿F(xiàn)低功耗、由于FET堆疊而引起的承受操作期間的高功率信號的能力、良好的線性度和高頻操作(超過約10GHz，并且特別是約20GHz以上)。單片式IC實現(xiàn)方式特別有用，因為通?？梢酝ㄟ^精心設(shè)計使寄生電容保持低(或最小，跨所有單元保持一致，允許其得到補償)。
[0142] 可以根據(jù)特定規(guī)范和/或?qū)崿F(xiàn)技術(shù)(例如，NMOS、PMOS或CMOS，以及增強型或耗盡型晶體管器件)來調(diào)整電壓電平或者反轉(zhuǎn)電壓和/或邏輯信號極性?？梢愿鶕?jù)需要通過以下操作來適應(yīng)性調(diào)整部件電壓、電流和功率處理能力，例如，調(diào)整器件尺寸、串聯(lián)地“堆疊”組件(特別是FET)以承受更大的電壓和/或使用并聯(lián)的多個部件以處理更大的電流。可以添加附加的電路部件以在不顯著改變所公開的電路的功能的情況下提供附加的功能和/或增強所公開的電路的能力。
[0143] 提供以上闡述的示例是向本領(lǐng)域普通技術(shù)人員給出如何制造和使用備用電壓狀況的實施方式以用于本公開內(nèi)容的快速RF放大器偏置恢復(fù)的完整公開和描述，并且不旨在限制申請人認為可以是發(fā)明的范圍。這樣的實施方式可以例如用于當前通信系統(tǒng)(例如，WCMDA、LTE、WiFi等)的移動手持終端中，其中，可能需要放大具有100MHz以上的頻率含量并且功率電平在50mW以上的信號。技術(shù)人員可以找到所提出的實施方式的其他合適的實現(xiàn)方式。
[0144] 用于執(zhí)行本文中公開的方法和系統(tǒng)的上述模式的對本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯而易見的修改旨在落入所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)。說明書中提及的所有專利和出版物指示本公開內(nèi)容所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員的技術(shù)水平。在本公開內(nèi)容中引用的所有參考文獻均以引用的方式并入，其程度如同每個參考文獻已經(jīng)單獨地通過引用全部并入。
[0145] 應(yīng)當理解，本公開不限于特定的方法或系統(tǒng)，這些方法或系統(tǒng)當然可以變化。還應(yīng)當理解，在本文中使用的術(shù)語僅出于描述特定實施方式的目的，并且不旨在限制。除非內(nèi)容另有明確指示，否則如在本說明書和所附權(quán)利要求中所使用的，單數(shù)形式“一”、“一個”和“該”包括復(fù)數(shù)所指對象。除非內(nèi)容另有明確指示，術(shù)語“多個”包括兩個或更多個所指對象。除非另有定義，否則在本文中使用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語具有與本公開內(nèi)容所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通常理解的含義相同的含義。
[0146] 已經(jīng)描述了本公開內(nèi)容的許多實施方式。然而，將理解的是，在不背離本公開內(nèi)容的精神和范圍的情況下，可以作出各種修改。因此，其他實施方式在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
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