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CN107171645A - 功率放大器系统及延迟校准方法 - Google Patents

功率放大器系统及延迟校准方法 Download PDF

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CN107171645A
CN107171645A CN201710341799.4A CN201710341799A CN107171645A CN 107171645 A CN107171645 A CN 107171645A CN 201710341799 A CN201710341799 A CN 201710341799A CN 107171645 A CN107171645 A CN 107171645A
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delay
input signal
signal
power amplifier
supply voltage
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CN201710341799.4A
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泽格·弗朗索瓦·德罗吉
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Quantance Inc
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Abstract

提供了一种功率放大器系统及延迟校准方法。该系统包括：电源，被配置为基于输入信号来生成供电电压；功率放大器，由该供电电压进行供电并配置为对该输入信号进行放大并生成输出信号；延迟确定器，耦接到该功率放大器并配置为当该输入信号在幅值阈值以下或以上时，分别确定该输入和输出信号之间的第一和第二延迟，该延迟确定器被配置为通过检测该输入和输出信号的互相关、峰值、局部极小值、相位、和零交叉点中的至少一个来确定该第一和第二延迟，并且基于它们来确定该输入信号和该供电电压之间的延迟不匹配；以及可编程延迟块，被耦接到该延迟确定器并配置为对所确定的该输入信号和该供电电压之间的延迟不匹配进行补偿。

Description

功率放大器系统及延迟校准方法
本申请是申请日为2013年02月27日、题为“具有延迟校准的包络跟踪功率放大器系统及时间校准方法”的发明专利申请201380021973.7的分案申请，该母案申请对应于2013年02月17日提交的、题为“具有延迟校准的包络跟踪功率放大器系统”的国际申请PCT/US2013/028060。
技术领域
本文所公开的实施方式涉及包络跟踪功率放大器系统，并且更具体地涉及对包络跟踪功率放大器系统中的延迟进行校准。
背景技术
在包络跟踪(ET)功率放大器(PA)系统中，电源向PA提供动态变化的供电电压。至PA的供电电压随着至PA的射频(RF)信号的幅值的变化进行调节，使得：对于给定的瞬时输出功率需求，PA操作在峰值效率处或者峰值效率附近。
在传统的ET PA系统中，在RF信号路径和包络跟踪电源路径中会存在变化的延迟，因而引起包络跟踪的未对准。这种未对准是不期望的，因为它引起输出信号的失真。
发明内容
延迟校准系统在包络跟踪系统中将供电电压与功率放大器RF信号在时间上进行对准。基于所检测的输入信号的幅值来生成包络跟踪信号。在第一时间情况下，电源操作于静态模式以产生下述供电电压：所述供电电压为不依赖于包络跟踪信号的基本恒定的电压。在第二时间情况下，电源操作于动态模式以产生下述供电电压：所述供电电压为基于包络跟踪信号的、动态变化的包络跟踪电压。基于在电源操作于静态模式时所捕获的输入信号和输出信号的一部分来确定输入信号和输出信号之间的第一延迟。基于在电源操作于动态模式时所捕获的输入信号和输出信号的一部分来确定输入信号和输出信号之间的第二延迟。对延迟块进行编程以对至功率放大器的输入信号和供电电压之间的延迟不匹配进行补偿，其中，所确定的延迟不匹配基于第一延迟和第二延迟之间的差。由供电电压进行供电的功率放大器对输入信号进行放大以生成输出信号。
在一种实施方式中，电源控制器响应于输入信号的幅值超过幅值阈值而控制电源使其操作于动态模式，以及响应于输入信号的幅值在幅值阈值以下而控制电源使其操作于静态模式。
在一种实施方式中，通过捕获输入信号的窗口和输出信号的窗口以及在所捕获的输入信号的窗口中在第一阈值以下的低幅值样本和所捕获的输出信号的窗口中在第一阈值以下的低幅值样本之间执行第一互相关来确定第一延迟。对第一阈值进行设置使得低幅值样本在延迟校准系统的静态模式操作期间出现。通过在所捕获的输入信号的窗口中在第二阈值以上的高幅值样本和所捕获的输出信号的窗口中在第二阈值以上的高幅值样本之间执行第二互相关来确定第二延迟。对第二阈值进行设置使得高幅值样本在延迟校准系统的动态模式操作期间出现。第一延迟与第二延迟之间的差表示至功率放大器的输入信号和供电电压之间的延迟不匹配。
具体而言，本申请的实施例提供了一种功率放大器系统，包括：电源，所述电源被配置为基于输入信号来生成供电电压；功率放大器，所述功率放大器由所述供电电压进行供电，并且被配置为对所述输入信号进行放大并生成输出信号；延迟确定器，所述延迟确定器耦接到所述功率放大器，所述延迟确定器被配置为当所述输入信号在幅值阈值以下时，确定所述输入信号和所述输出信号之间的第一延迟，并且当所述输入信号在所述幅值阈值以上时，确定所述输入信号和所述输出信号之间的第二延迟，所述延迟确定器被配置为通过检测所述输入信号和所述输出信号的互相关、峰值、局部极小值、相位、和零交叉点中的至少一个来确定所述第一延迟和所述第二延迟，并且基于所述第一延迟和所述第二延迟来确定所述输入信号和所述供电电压之间的延迟不匹配；以及可编程延迟块，所述可编程延迟块被耦接到所述延迟确定器，并且被配置为对所确定的所述输入信号和所述供电电压之间的延迟不匹配进行补偿。
此外，本申请的实施例还提供了一种功率放大器系统，包括：电源，所述电源被配置为基于输入信号来生成供电电压；功率放大器，所述功率放大器由所述供电电压进行供电，并且被配置为对所述输入信号进行放大并生成输出信号；延迟确定器，所述延迟确定器耦接到所述功率放大器，所述延迟确定器被配置为确定所述输入信号的第一多个样本与所述输出信号的第一多个样本之间的第一互相关，当所述输入信号在幅值阈值以下时，确定所述输入信号和所述输出信号之间的第一延迟，当所述输入信号在所述幅值阈值以上时，确定所述输入信号和所述输出信号之间的第二延迟，并且基于所述第一延迟和所述第二延迟来确定所述输入信号和所述供电电压之间的延迟不匹配；以及可编程延迟块，所述可编程延迟块被耦接到所述延迟确定器，并且被配置为对所确定的所述输入信号和所述供电电压之间的延迟不匹配进行补偿。
此外，本申请的实施例还提供了一种用于功率放大器系统中的延迟校准的方法，所述方法包括：基于至功率放大器的输入信号来生成用于所述功率放大器的供电电压；当所述输入信号在幅值阈值以下时，通过检测所述功率放大器的所述输入信号和输出信号的互相关、峰值、局部极小值、相位、和零交叉点中的至少一个来确定所述输入信号和所述输出信号之间的第一延迟；当所述输入信号在所述幅值阈值以上时，通过检测所述输入信号和所述输出信号的互相关、峰值、局部极小值、相位、和零交叉点中的至少一个来确定所述输入信号和所述输出信号之间的第二延迟；基于所述第一延迟和所述第二延迟来确定所述供电电压和所述输入信号之间的延迟不匹配；以及对所确定的所述输入信号和所述供电电压之间的延迟不匹配进行补偿。
说明书中所描述的特征和优点并非是全部的，特别地，鉴于附图和说明书，许多另外的特征和优点对于本领域普通技术人员来说将会是明显的。另外，应当注意的是，说明书中使用的语言主要是为了可读性和指导的目的而选择的，而不是被选择来界定或者限制本发明的主题。
附图说明
通过结合附图考虑以下详细描述，可以较容易地理解本文所公开的实施方式的教示。
图1为示出具有延迟校准的包络跟踪功率放大器系统的第一实施方式的电路图。
图2为示出双重模式电源控制器的一种实施方式的电路图。
图3A为示出基本对准的示例性包络跟踪供电电压和示例性功率放大器输出信号的波形图。
图3B为示出未对准的示例性包络跟踪供电电压和示例性功率放大器输出信号的波形图。
图4为示出用于对包络跟踪功率放大器系统的延迟进行校准的处理的第一实施方式的流程图。
图5为示出用于对包络跟踪功率放大器系统的延迟进行校准的处理的第二实施方式的流程图。
图6为示出使用单独的、输入信号和输出信号的高幅值部分之间的互相关以及输入信号和输出信号的低幅值部分之间的互相关的延迟校准计算的波形图。
图7为示出具有延迟校准的包络跟踪功率放大器系统的第二实施方式的电路图。
图8为示出用于对包络跟踪功率放大器系统的延迟进行校准的处理的第三实施方式的流程图。
具体实施方式
附图和以下描述涉及仅为了说明的各种实施方式。应当注意的是，根据以下讨论，本文所公开的结构和方法的替代实施方式将较容易地被实现为在不背离本文所讨论的原理的情况下采用的可行的替代方式。
现在将详细参照若干实施方式，这些实施方式的示例在附图中示出。值得注意的是，只要可行，类似或相同的附图标记可以用在附图中并且可以指示类似或相同的功能。附图描绘了仅为了说明的各种实施方式。本领域的技术人员将容易从以下描述中认识到：在不背离本文所描述的原理的情况下，可以采用本文所示结构和方法的替代实施方式。
包络跟踪功率放大器系统在延迟校准期间将来自电源的供电电压与至功率放大器的输入信号在时间上进行对准。电源对于至功率放大器的低幅值输入信号操作于静态模式，以及对于至功率放大器的高幅值输入信号操作于动态模式。在静态模式下，电源产生不依赖于输入信号的幅值的基本恒定的供电电压。在动态模式下，电源产生基于输入信号的幅值的、动态变化的包络跟踪供电电压。基于在电源的静态操作期间所捕获的输入信号和输出信号的一部分来确定第一延迟，以及基于在动态操作期间所捕获的输入信号和输出信号的一部分来确定第二延迟。然后可以基于第一延迟和第二延迟之间的差来对延迟不匹配进行估计。对延迟块进行编程以对所估计的延迟不匹配进行补偿。
图1示出根据一种实施方式的包络跟踪功率放大器系统100。发射信号发生器102生成用于由包络跟踪功率放大器系统100进行传输的输入信号103。输入信号可以包括例如长期演进(LTE)信号或者适于经由射频(RF)载波来进行传输的其他信号。在信号路径120中，延迟块122接收输入信号103并且基于延迟控制信号153来对输入信号103施加延迟以产生延迟的输入信号123。RF上变频器124对延迟的输入信号123进行上变频以产生至功率放大器(PA)126的RF输入信号125。例如，在一种实施方式中，RF上变频器124基于由本机振荡器(LO)128产生的振荡信号129而将延迟的输入信号123调制到RF载波频率上。PA 126对RF输入信号125进行放大以生成RF输出信号131。
在包络跟踪路径130中，幅值计算器132检测输入信号103的幅值并且生成表示所检测的幅值的包络跟踪信号133。延迟块134基于延迟控制信号151向包络跟踪信号133施加延迟以生成延迟的包络跟踪信号135。电源控制器136接收延迟的包络跟踪信号135并且生成电源控制信号137以控制电源，在本示例中所述电源为开关模式电源(SMPS)138，但是在其他实施方式中可以使用其他类型的电源。开关模式电源138基于电源控制信号137而从电池电压(Vbatt)139生成至PA 126的供电电压155。一般地，根据传统包络跟踪原理，电源控制器136进行操作以控制电源138随着RF输入信号125的幅值增大而增大供电电压155以及随着RF输入信号125的幅值减小而减小供电电压155。例如，在一种实施方式中，电源控制器136控制电源138使其产生下述包络跟踪供电电压155：该包络跟踪供电电压155使功率放大器126对于给定的RF输入信号125的瞬时功率需求能够操作在最佳效率处或者最佳效率附近。
因为缺少来自延迟块122和延迟块134的补偿，所以信号路径120和包络跟踪路径130可能具有不同的穿过延迟。延迟上的不同使包络跟踪供电电压155与至PA 126的RF输入信号125未对准，因而降低PA 126的效率或者将噪声引入输出信号131。为确保对准，对延迟块134和/或延迟块122进行调节以对延迟差进行补偿，这将在下文进行描述。在替代实施方式中，延迟块122和延迟块134可以定位在它们各自的信号路径120和130中的其他位置。例如，可替代地，延迟块122可以定位在RF上变频器124和PA 126之间。此外，可替代地，延迟块134可以定位在电源控制器136和SMPS 138之间。在另一种实施方式中，仅存在延迟块122和延迟块134中之一，而另一延迟块则被省略。例如，因为穿过包络跟踪路径130的延迟一般大于穿过信号路径120的延迟，所以在一种实施方式中，延迟块134被省略并且通过经由延迟块122向信号路径120加入延迟来对延迟不匹配进行补偿。
在反馈路径140中，RF下变频器142接收输出信号131并且对输出信号131进行下变频以生成经下变频的输出信号143。例如，在一种实施方式中，RF下变频器142使用基于本机振荡器128的载频信号141来对输出信号131进行解调。延迟确定器144确定经下变频的信号143和输入信号103之间的相对延迟。延迟确定器144基于所确定的延迟来控制延迟块122和延迟块134以使未对准最小化或者减小未对准。
在一种实施方式中，可以在PA 126和RF下变频器142之间包括一个或更多个RF滤波器(未示出)。这些滤波器可以在反馈路径140中引入另外的延迟。然而，在一种实施方式中，因为这些延迟在延迟确定之间的短时间内是基本不变的，所以由这些滤波器引入的延迟可以忽略。
在一种实施方式中，延迟确定器144部分地基于校准控制信号145来确定延迟，其中，校准控制信号145提供与下述有关的信息：温度或其他环境因素；所估计的在PA 126的输出处的不匹配(例如天线不匹配)；或者用作确定延迟的初始偏移的包络跟踪功率放大器系统100的输出功率。以下对延迟确定器144的操作进行更详细的描述。
图2示出具有由模式控制器202控制的双重模式操作的电源控制器136的一种实施方式。在动态模式下，电源控制器136控制SMPS 138使其成为按以上描述的方式基于输入信号103的幅值对至PA 126的供电电压155进行调节的包络跟踪电源。在静态模式下，电源控制器136控制电源138使其输出不执行包络跟踪的基本恒定的供电电压155。
在一种实施方式中，模式控制器202基于所检测的输入信号103的幅值在动态模式和静态模式之间进行自动切换。例如，在所检测的输入信号103的幅值在阈值幅值以上时，电源控制器136控制SMPS 138使其操作于如上所述的动态模式下。在所检测的输入信号103的幅值在阈值幅值以下时，电源控制器136控制SMPS 138使其工作在输出恒定供电电压155的静态模式下。在一种实施方式中，强制模式选择信号203可以不依赖于所检测的输入信号103的幅值而任意地强制模式控制器202为动态模式或者静态模式。在替代实施方式中，模式控制器202可以被省略并且电源控制器136总是操作在动态模式下。
在另一种替代实施方式中，电源控制器136包括将包络跟踪信号135(表示所检测的输入信号103的幅值)映射至待施加于PA 126的包络跟踪供电电压155的查找表。在此，可以对查找表进行填充，使得所检测的在阈值以下的输入信号103的幅值映射至恒定供电电压，而所检测的在阈值以上的输入信号103的幅值映射至包络跟踪电压电平。该实施方式有效地实施以上描述的相同的静态控制模式和动态控制模式而不必具有在离散的静态模式和动态模式之间切换的基于切换的模式控制器202。在以下描述中，“静态模式”一般指SMPS138产生基本恒定的输出电压(可以经由模式控制器202、查找表或者其他装置来实施)的操作状态。类似地，动态模式一般指SMPS 138产生包络跟踪输出电压(可以经由模式控制器202、查找表或者其他装置来实施)的操作状态。
图3A至图3B示出由包络跟踪系统100产生的示例性波形。在图3A中，输出信号131表示示例性RF信号，例如LTE信号。供电电压155在RF输入信号125在阈值V1以上时为近似地遵循至PA 126的RF输入信号125的幅值的包络跟踪信号，以及在RF输入信号125在阈值V1以下时近似恒定。为描述清楚起见，将阈值V1示为相对于输出信号131缩放的阈值GV1，其中G表示PA 126的增益。在图3A中，包络跟踪供电电压155与输出信号131较好地对准。
图3B表示类似的信号，但是包络跟踪供电电压155相对于至PA 126的RF输入信号125未对准(例如有延迟)。因此，输出信号131的一部分被修剪，这引起输出信号131的失真。例如，在图3A的对准示例中，在时刻t1观察到输出信号131的峰。然而，由于未对准，该峰在图3B的示例中被修剪，并且输出信号131的峰改为在时刻t2出现。正如可以观察到的，在峰值的时刻上的差可以用于近似未对准的量。例如，可以观察到包络跟踪路径130具有相对于穿过信号路径120的延迟的近似t2-t1的附加延迟。
基于上述原理，图4为示出用于包络跟踪功率放大器系统100的延迟校准的处理的示例性实施方式的流程图。
首先在步骤402中，电源控制器136被配置成使SMPS 138操作于静态模式以产生恒定供电电压155。在此，将供电电压155设置成足够高以满足至PA 126的RF输入信号125的峰值瞬时功率需求。然后在步骤404中，延迟确定器144确定输入信号103和经下变频的输出信号143之间的第一延迟。可以使用以下将对其进行更详细描述的各种不同方法来计算延迟确定。因为供电电压155是静态的，所以第一延迟不受穿过包络跟踪路径130的延迟的影响。
然后在步骤406中，电源控制器136被配置成使SMPS 138操作于动态模式以使供电电压155为包络跟踪信号。然后在步骤408中，延迟确定器144确定输入信号103和经下变频的输出信号143之间的第二延迟。然后在步骤410中，延迟确定器144基于第一延迟和第二延迟对延迟块122和延迟块134中的至少一个进行配置。例如，第一延迟和第二延迟之间的差近似于分别穿过信号路径120和包络跟踪路径130的相对延迟的差。如果第一延迟小于第二延迟，这表示包络跟踪路径130具有比信号路径120更长的延迟，以及可以通过经由延迟块122增加穿过信号路径120的延迟和/或经由延迟块134减小穿过包络跟踪路径130的延迟来对上述延迟进行补偿。或者，如果第一延迟大于第二延迟，这表示包络跟踪路径130具有比信号路径120更短的延迟，以及可以通过经由延迟块122减小穿过信号路径120的延迟和/或经由延迟块134增加穿过包络跟踪路径130的延迟来对上述延迟进行补偿。
步骤404和步骤408中的延迟计算可以通过各种不同的方法来执行。在一种实施方式中，计算所捕获的输入信号103的窗口(例如时间有限的样本集)和所捕获的经下变频的输出信号143的窗口之间的互相关。该互相关生成作为施加至信号103和信号143中之一的时间延迟的函数的、表示信号103和信号143之间的相似性的矢量。互相关矢量在与这样的时间延迟相对应的值处具有峰值：如果将这样的时间延迟施加于信号中的一个，则其表示信号之间的统计最佳匹配。互相关峰值因此提供对信号之间的相对延迟的估计。
在另一种实施方式中，延迟确定器144对输入信号103和经下变频的输出信号143的峰值的位置进行检测并且计算这些峰值之间的时间延迟。或者，在电源控制器136在低电压处未自动切换至静态模式的实施方式中，延迟确定器144可以改为对输入信号103和经下变频的输出信号143的局部极小值的位置进行检测，并且基于这些位置之间的时间延迟来计算延迟。在又一种实施方式中，延迟确定器144使用延迟估计的基于相位的方法，其中，延迟确定器144基于输入信号和输出信号的一个或更多个零交叉点之间的偏移来确定延迟。
图5为示出用于包络跟踪系统100的延迟校准的处理的另一种实施方式的流程图。在电源控制器136如上所述在所检测的输入信号103的幅值在阈值以上时使SMPS 138操作于动态模式以及在所检测的幅值在阈值以下时使SMPS操作于静态模式的情况下，可以利用该实施方式。在步骤502中，确定输入信号103的低幅值部分和经下变频的输出信号143的低幅值部分之间的第一延迟。在此，低幅值部分指信号103和信号143的具有在第一阈值y以下的幅值的样本，其中，y被设置成使得SMPS 138对于在y以下的幅值操作在静态模式下。因此，穿过包络跟踪路径130的延迟将不影响第一延迟并且第一延迟将仅表示穿过信号路径120的延迟。然后在步骤504中，确定输入信号103的高幅值部分和经下变频的输出信号143的高幅值部分之间的第二延迟。在此，高幅值部分指信号103和信号143的具有在第二阈值x以上的幅值的样本，其中，x被设置成使得SMPS 138对于在x以上的幅值操作在动态模式下。因为包络跟踪用于高幅值信号，所以第二延迟受穿过包络跟踪路径130的延迟的影响。因而，第一延迟和第二延迟之间的差表示分别穿过信号路径120和包络跟踪路径130的相对延迟。在步骤506中，可以通过基于第一延迟和第二延迟对延迟块122和延迟块134中的至少一个进行配置来对所确定的延迟进行补偿。
图6为示出图5的校准方法的示例性波形图。特别地，图6示出由延迟确定器144同时捕获的输入信号103的示例性捕获窗口602和经下变频的输出信号143的示例性捕获窗口604。如上所述，确定分别在输入信号103和经下变频的输出信号143的捕获窗口中具有在x以上的幅值的样本606A和样本606B之间的第二延迟(例如通过寻找具有在x以上的幅值的样本之间的互相关的峰值)。确定分别在输入信号103和经下变频的输出信号143的捕获窗口中具有在y以下的幅值的样本608A和样本608B之间的第一延迟(例如通过寻找具有在y以下的幅值的样本之间的互相关的峰值)。
在一种实施方式中，第二阈值x设置在捕获窗口602(或者604)中的输入信号103(或者经下变频的输出信号143)的平均幅值处，但是其他x值也是可以的。此外，在一种实施方式中，第一阈值y设置为x/2，但是其他y值也是可以的。在一种实施方式中，在查找表被电源控制器136用来确定供电电压155的电压电平的情况下，延迟确定器144可以使用来自查找表的值来设置x和y。例如，延迟确定器144可以确定电源控制器136将在静态操作和动态操作之间进行切换的幅值阈值，并且对x和y进行设置以确保在x以上的幅值在动态操作期间出现以及在y以下的幅值在静态操作期间出现。
在图5至图6中所描述的校准技术的优点为包络跟踪系统100不需要进入单独的校准模式以执行延迟校准。相反，包络跟踪系统100可以在其正常操作期间基于对输入信号和输出信号的实时观察来检测延迟并且调节延迟块122和延迟块134。图5至图6的实施方式的另一优点为校准可以基于对输入信号103和经下变频的输出信号143中的每一个的单个捕获窗口来执行，而非在两个单独的时间执行单独的捕获。这消除了来自对输入信号103的采样的抖动的影响或者可以随时间变化的可变环境参数的影响。
图7示出根据替代实施方式的包络跟踪功率放大器系统700。包络跟踪功率放大器系统700与以上描述的包络跟踪功率放大器系统100类似，但是包括电源校准信号发生器752、功率放大器校准信号发生器754和校准切换器756。取决于模式选择信号759，校准切换器756在以下两种信号之间选择待被作为输入信号133而施加于包络跟踪路径130的信号：由电源校准信号发生器752生成的电源校准信号733B和由幅值计算器132生成的、对输入信号103的幅值进行跟踪的包络跟踪信号733A。类似地，取决于模式选择信号759，校准切换器756在以下两种信号之间选择待被作为输入信号103而施加于信号路径120的信号：由功率放大器校准信号发生器754生成的功率放大器校准信号703B和由发射信号发生器102生成的发射信号703A。
使包络跟踪功率放大器系统100在校准期间使用专用校准信号703B和733B而不是常规发射信号703A和733A(例如LTE信号)，这可以使包络跟踪功率放大器系统100能够更精确地执行延迟估计。在校准模式下可以将各种信号用作电源校准信号733B和功率放大器校准信号703B。例如，在一种实施方式中，功率放大器校准信号703B包括具有基本恒定的幅值和频率的连续波信号。在另一种实施方式中，功率放大器校准信号703B包括方波信号。类似地，在各种实施方式中，电源校准信号733B可以包括例如方波信号或者恒定电压信号。
在各种实施方式中，可以使用电源校准信号733B、包络跟踪信号733A、发射信号703A和功率放大器校准信号703B的不同组合来执行校准。例如，在一种实施方式中，在信号路径120中使用功率放大器校准信号703B以及在包络跟踪路径130中使用包络跟踪信号733A(基于发射信号703A)来执行校准。在另一种实施方式中，使用穿过包络跟踪路径130的电源校准信号733B以及穿过信号路径120的发射信号703A来执行校准。在又一种实施方式中，在校准期间应用了功率放大器校准信号703B和电源校准信号733B二者。可以使用例如以上描述的幅值相关技术来执行使用这些专用校准信号的校准。例如，捕获经下变频的输出信号143的窗口和输入信号103的窗口并且在所捕获的窗口之间执行互相关。与互相关的峰值对应的延迟表示信号路径120和包络跟踪路径130之间的延迟不匹配，并且可以用以对延迟块122和/或延迟块134进行配置。在另一种替代实施方式中，可以使用不同的方法来确定延迟，比如，例如使用基于对输入信号103和经下变频的输出信号143的零交叉点之间的相对延迟的比较的基于相位的相关。
在一种实施方式中，可以在使用以上讨论的任意方法在多个不同时间对延迟值进行测量的正常操作之前执行校准模式，其中，预计影响延迟的各种可测量的条件将在测量之间发生变化。例如，这些条件可以包括环境条件(例如温度)、所估计的在PA 126的输出处的不匹配(例如天线不匹配)、输出功率或者其他潜在的时变条件。因而，对于给定的一组测量条件可以预测延迟并且将其存储至由延迟确定器144使用的查找表。在一种实施方式中，可以在实时操作期间使用预测的延迟，而不是执行实时延迟测量。例如，在一种实施方式中，延迟确定器144监视包络跟踪功率放大器系统100(或者包络跟踪功率放大器系统700)的各种条件，基于所测量的条件在查找表中执行查找并且基于查找表中的预校准的值对延迟块122和延迟块134的延迟进行校准。
在另一种实施方式中，在正常操作期间以预测性方式来使用查找表中的预定延迟以对实时延迟校准进行补充。例如，在一种实施方式中，先于延迟测量，延迟确定器144基于所测条件在查找表中执行查找以确定预计延迟。延迟确定器144可以使用预计延迟来确定何时使用以上描述的延迟校准技术中的任意技术相对于输入信号103的捕获窗口来开启经下变频的输出信号143的捕获窗口。通过在捕获之前对预计延迟有较好的估计，延迟确定器144可以缩短捕获窗口的尺寸并且因而提高计算的效率。
图8示出用于包络跟踪功率放大器系统100的延迟校准处理的另一种替代实施方式，其中，包络跟踪功率放大器系统100操作在以下三种状态之一：(1)校准状态850；(2)低功率操作状态860；以及(3)全功率操作状态870。这些状态可以用在例如其为蜂窝设备或者其他无线通信设备的部件的包络跟踪功率放大器系统100中。一般地，在校准状态850下，包络跟踪功率放大器系统100使用与以上描述的那些技术类似的技术来确定初始延迟估计。通常在设备的启动情况期间例如在蜂窝设备尝试对要连接至的网络进行定位时进入低功率操作状态860。因为存在低幅值信号，所以SMPS 138在低功率状态860下通常操作在静态模式下。在设备的正常操作期间通常使用全功率操作状态870。因为存在高幅值信号，所以SMPS 138在全功率状态870下通常操作在动态(包络跟踪)模式下至少一部分时间。例如，当操作在全功率状态870下时，SMPS 138可以在静态模式(对于低幅值信号)和动态模式(对于高幅值信号)之间进行切换。所示处理使得包络跟踪功率放大器系统100能够在转变至使用包络跟踪的全功率状态870之前操作于其中SMPS 138不执行包络跟踪的低功率状态860下时对延迟进行校准。
特别地，在校准状态850下，在步骤802中，对包络跟踪系统100进行配置以使SMPS138操作于静态模式，并且在步骤804中，确定输入信号103和经下变频的输出信号143之间的第一延迟。然后在步骤806中，对包络跟踪系统100进行配置以使SMPS 138操作于动态模式，并且在步骤808中，确定输入信号103和经下变频的输出信号143之间的第二延迟。然后在步骤810中，使用以上描述的技术中的任意技术、基于第一延迟和第二延迟来确定延迟不匹配。
在低功率状态860下(例如在启动情况期间)，因为在该状态下仅存在低幅值信号，所以在步骤812中，包络跟踪系统100被配置成以静态模式进行操作。在步骤814中，确定输入信号103和经下变频的输出信号143之间的第三延迟。然后在步骤816中，基于第一延迟和第三延迟之间的偏移来确定调节的延迟不匹配。调节的量表示在校准状态850期间确定的校准的延迟不匹配和在低功率状态860下测量的实际延迟不匹配之间的差。然后在步骤818中，可以在进入全功率包络跟踪状态870之前基于调节的延迟不匹配来对延迟块122和延迟块134进行配置。
在步骤820中，包络跟踪系统100然后通过对SMPS 138进行配置使其操作在动态模式下来转变至全功率(包络跟踪)状态870。在此，延迟已经被预先进行配置并且因此在转变至全功率状态870时将是基本对准的。在一些实施方式中，可以在高功率状态870下使用以上描述的技术来执行附加的校准、以进一步改善延迟校准或者适应于可以影响延迟的变化的环境条件。在另外的替代实施方式中，图8的处理可以使用一个或更多个专用校准信号而不是使用正常发射信号和包络跟踪信号来应用于以上描述的包络跟踪功率放大器700。
在阅读本公开内容时，本领域的技术人员还将认识到用于具有延迟校准的包络跟踪系统的另外的替代设计。因而，虽然已经示出并且描述了特定的实施方式和应用，但应当理解的是，本文所讨论的实施方式不局限于本文所公开的精确的结构和部件，并且在不背离本公开内容的精神和范围的情况下，可以在本文所公开的方法和装置的布置、操作和细节中进行对本领域的技术人员来说将是明显的各种修改、变化和变型。

Claims (20)

1.一种功率放大器系统，包括：
电源，所述电源被配置为基于输入信号来生成供电电压；
功率放大器，所述功率放大器由所述供电电压进行供电，并且被配置为对所述输入信号进行放大并生成输出信号；
延迟确定器，所述延迟确定器耦接到所述功率放大器，所述延迟确定器被配置为当所述输入信号在幅值阈值以下时，确定所述输入信号和所述输出信号之间的第一延迟，并且当所述输入信号在所述幅值阈值以上时，确定所述输入信号和所述输出信号之间的第二延迟，所述延迟确定器被配置为通过检测所述输入信号和所述输出信号的互相关、峰值、局部极小值、相位、和零交叉点中的至少一个来确定所述第一延迟和所述第二延迟，并且基于所述第一延迟和所述第二延迟来确定所述输入信号和所述供电电压之间的延迟不匹配；以及
可编程延迟块，所述可编程延迟块被耦接到所述延迟确定器，并且被配置为对所确定的所述输入信号和所述供电电压之间的延迟不匹配进行补偿。
2.根据权利要求1所述的功率放大器系统，其中，当所述输入信号在所述幅值阈值以下时，所述供电电压基本恒定，并且当所述输入信号在所述幅值阈值以上时，所述供电电压跟踪所述输入信号的幅值。
3.根据权利要求1所述的功率放大器系统，其中，所述延迟确定器被配置为基于所述第一延迟和所述第二延迟之间的差来确定所述延迟不匹配。
4.根据权利要求1所述的功率放大器系统，其中，所述可编程延迟块与所述功率放大器和所述电源中的至少一个串联地耦接。
5.根据权利要求1所述的功率放大器系统，还包括：幅值检测器，所述幅值检测器与所述电源串联地耦接，以检测所述输入信号的幅值。
6.根据权利要求5所述的功率放大器系统，还包括：耦接在所述幅值检测器和所述电源之间的电源控制器，所述电源控制器被配置为基于所检测的所述输入信号的幅值来生成用于控制所述电源的供电电压控制信号。
7.根据权利要求6所述的功率放大器系统，其中，所述电源控制器包括查找表，所述查找表用于将所检测的所述输入信号的幅值映射到所述供电电压控制信号。
8.一种功率放大器系统，包括：
电源，所述电源被配置为基于输入信号来生成供电电压；
功率放大器，所述功率放大器由所述供电电压进行供电，并且被配置为对所述输入信号进行放大并生成输出信号；
延迟确定器，所述延迟确定器耦接到所述功率放大器，所述延迟确定器被配置为确定所述输入信号的第一多个样本与所述输出信号的第一多个样本之间的第一互相关，当所述输入信号在幅值阈值以下时，确定所述输入信号和所述输出信号之间的第一延迟，当所述输入信号在所述幅值阈值以上时，确定所述输入信号和所述输出信号之间的第二延迟，并且基于所述第一延迟和所述第二延迟来确定所述输入信号和所述供电电压之间的延迟不匹配；以及
可编程延迟块，所述可编程延迟块被耦接到所述延迟确定器，并且被配置为对所确定的所述输入信号和所述供电电压之间的延迟不匹配进行补偿。
9.根据权利要求8所述的功率放大器系统，其中，所述延迟确定器被配置为识别所述第一互相关中的第一峰值，并且基于所述第一峰值来确定所述第一延迟。
10.根据权利要求9所述的功率放大器系统，其中，所述延迟确定器被配置为确定所述输入信号的第二多个样本与所述输出信号的第二多个样本之间的第二互相关。
11.根据权利要求10所述的功率放大器系统，其中，所述延迟确定器被配置为识别所述第二互相关中的第二峰值，并且基于所述第二峰值来确定所述第二延迟。
12.一种用于功率放大器系统中的延迟校准的方法，所述方法包括：
基于至功率放大器的输入信号来生成用于所述功率放大器的供电电压；
当所述输入信号在幅值阈值以下时，通过检测所述功率放大器的所述输入信号和输出信号的互相关、峰值、局部极小值、相位、和零交叉点中的至少一个来确定所述输入信号和所述输出信号之间的第一延迟；
当所述输入信号在所述幅值阈值以上时，通过检测所述输入信号和所述输出信号的互相关、峰值、局部极小值、相位、和零交叉点中的至少一个来确定所述输入信号和所述输出信号之间的第二延迟；
基于所述第一延迟和所述第二延迟来确定所述供电电压和所述输入信号之间的延迟不匹配；以及
对所确定的所述输入信号和所述供电电压之间的延迟不匹配进行补偿。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，生成所述供电电压包括：当所述输入信号在所述幅值阈值以下时，生成基本恒定的第一供电电压，并且当所述输入信号在所述幅值阈值以上时，生成跟踪所述输入信号的幅值的第二供电电压。
14.根据权利要求12所述的方法，其中，确定所述延迟不匹配包括：基于所述第一延迟和所述第二延迟之间的差来确定所述延迟不失配。
15.根据权利要求12所述的方法，其中，生成所述供电电压包括：检测所述输入信号的幅值。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，生成所述供电电压还包括：基于所检测的所述输入信号的幅值来生成用于控制电源的供电电压控制信号。
17.根据权利要求12所述的方法，其中，确定所述第一延迟包括：确定所述输入信号的第一多个样本与所述输出信号的第一多个样本之间的第一互相关。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，确定所述第一延迟还包括：识别所述第一互相关中的第一峰值，并且基于所述第一峰值来确定所述第一延迟。
19.根据权利要求18所述的方法，其中，确定所述第二延迟包括：确定所述输入信号的第二多个样本与所述输出信号的第二多个样本之间的第二互相关。
20.根据权利要求19所述的方法，其中，确定所述第二延迟还包括：识别所述第二互相关中的第二峰值，并且基于所述第二峰值来确定所述第二延迟。
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