CN1058117C - 放大信号的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

改变电压可变电容器(VVC)改变功率放大器输出端负载阻抗以使功率放大器效率最大的方法和装置，利用比较器(509)根据功率输出信号(216)和参考信号产生控制信号(211)，该信号耦合到VVC电路(506)控制功率放大器的输出阻抗。另一实施例的VCC控制信号(527)根据功率控制信号和电池电压的比较结果耦合到VVC。又一实施例使第二VVC与第一VVC并联，第二VVC由信号(805)根据功率放大器中的电流来控制。

Description

放大信号的方法和装置
本申请涉及放大器，特别涉及放大信号的方法和装置。
功率放大器(PA)在诸如蜂窝无线电话机之类的无线通信设备中用以放大射频(RF)信号，以使该设备能与一个固定地点的收发信机通信。无线通信设备中相当大的功率被功率放大器消耗。例如，在便携式蜂窝无线电话机中，相当大百分比的功率消耗在功率放大器中。功率放大器的效率明显地取决于功率放大器在蜂窝无线电话的工作频率上经历的电源和负载变化。设计高效率功率放大器有关的问题是充分补偿这些电源和负载变化。
无线通信设备通常以多个功率电平发送射频信号。例如，蜂窝无线电话机要求在无线电发射机的输出功率中七个4dB步阶。然而，功率放大器的效率在输出功率范围内明显变化。因功率放大器耗用电流效率在较高输出功率最受影响，故该功率放大器被设计成在较高输出功率电平达到最大效率。一种改进功率效率的技术要求响应功率放大器输出端的步阶变化转换功率放大器的静态电流。在最低功率步阶，功率放大器通常在甲类工作模式。通过在较低步阶改变功率放大器的偏置条件，可使该功率放大器以对应的效率改善保持在甲乙类模式。
工作效率还特别取决于在宽带宽范围内双滤波器的阻抗变化或诸如用户的手或身体接近天线放置的环境因素引起的负载阻抗变化。一般将该功率放大器设计成饱和输出功率高于通常的工作输出功率，以调节由负载阻抗变化引起的功率波动。为补偿所设计的功率放大器在此较高的输出功率时降低的效率，通过在输出端接入或断开一个二极管，可改变功率放大器输出端的负载。例如，一个双模式功率放大器根据负载的转换而工作在线性模式或饱和模式。该负载的转换在两个不同的蜂窝无线电话系统上调节该设备的工作。然而，在输出端的这种离散的负载转换对效率有某些改善，但不能达到最大效率。
改善功率放大器效率对提高所给定的无线通信设备的电池的工作时间是必需的。据此，现在需要一种在电源和负载变化范围内以更高的效率放大射频信号的方法和装置。现在还需要在工作电压的宽范围内高效地操作功率放大器。
本发明的目的是改善如蜂窝式无线电话这样的便携式无线通信装置中的功率放大器的工作。
根据本发明，通过改变电压可变电容器(VVC)来改变在功率放大器的输出端的负载阻抗，从而使功率放大器的效率最大化。一个比较器根据检测的功率输出信号和一个基准信号产生功率控制信号。控制信号不仅提供功率控制，还连接到VCC电路，从而控制功率放大器的输出阻抗。
根据本发明的另一方面，根据功率控制信号与电池电压的比较的一个独立的VCC控制信号连接到VVC。
根据本发明的又一方面，一个第二VCC可以并联地连接到第一VCC。第二VCC优先地由基于功率放大器中的电流的一个信号控制。
最后，根据本发明的再一个方面，一个VCC电路在功率放大器的输入端被纳入来补偿输入阻抗中的变化，从而改善其它的功率放大器参数，如输出功率和噪声电平。
本发明在无线通信中特别是在像蜂窝式无线电话这样的便携式无线通信装置中很有用。在这样的便携式无线通信装置的发射电路的功率放大器中使用本发明在源和负载的变化范围内使功率放大器的效率最大化并且在工作电压的宽的范围允许功率放大器的高效工作。
图1是常规无线通信设备例如蜂窝无线电话机的方框图；
图2是图1方框图的常规发射机电路的方框图；
图3是根据本发明具有一个电压可变电容器的发射机电路的方框图；
图4是根据本发明具有并联电压可变电容器的发射机电路另一实施例的方框图；
图5是根据本发明的发射机电路另一实施例的方框图；
图6是图5的电压可变电容器电路505的示意图；
图7是根据本发明用于无线通信设备的发射机电路另一实施例的方框图；
图8是图7的发射机电路的示意图；
图9是图7的发射机电路的工作流程图；
图10是根据本发明的发射机电路另一实施例的方框图；
图11是图10的另一实施例的发射机电路的示意图；
图12是图10的另一实施例的发射机电路的工作流程图；
图13是根据本发明用于无线通信设备的发射机电路另一实施例的方框图；
图14是图13的发射机电路的示意图；
功率放大器的效率与由双滤波器的输入阻抗变化所引起的负载阻抗变化直接有关。在宽带宽发送频率变化或诸如用户的手或身体接近天线等其它负载变化可引起输入阻抗变化。为补偿负载阻抗变化，根据本发明可使用一个电压可变电容器连续或持久地调节负载阻抗。具体地说，可以将一个电压可变电容器放置在功率放大器的输出端以改变输出负载阻抗，以便改善功率放大器的效率。另一方面，可以将电压可变电容器放置在功率放大器之前，以补偿输入阻抗变化和改善其它功率放大器参数例如IM、增益、输出功率和噪声电平。也可以将电压可变电容器放置在功率放大器的输入端或输出端，以便在工作电压的宽量程范围内有效地操作该功率放大器。
首先参照图1，示出无线通信设备例如概括本发明的蜂窝无线电话机的方框图。在该优选实施例中，一个帧发生器ASIC101和一个微处理器103组合，以产生在蜂窝系统中工作所需的通信协议。帧发生器ASIC101可采用例如Motorola公司生产的CMOSASIC，微处理器103可采用例如也是Motorola公司生产的68HC11微处理器。微处理器103最好使用存储器104，它固化在一个组件111中、包括RAM105、EEPROM107、和ROM109，以便根据本发明的方法执行产生协议所需的步骤和为通信单元执行其它功能例如写入一个显示器113、从键盘115接受信息、控制频率合成器125、或执行放大信号所需的步骤。ASIC101处理来自话筒117和到扬声器121由音频电路119变换的音频。
收发信机处理射频信号。具体地说，发射机123通过天线129发送频率合成器125产生的载频。由通信设备的天线129接收的信息进入接收机127，该接收机127解调包括使用来自频率合成器125的载频的消息帧的符号。通信设备可以有选择地包括一个消息接收机和存储器130，它具有数字信号处理装置。该消息接收机和存储器件例如可以是数字应答设备或寻呼接收机。
现在转入图2，图中示出了具有放大电路203和包括检测电路215、积分电路217和处理器电路219的相应的控制电路的发射机方框图。放大电路203包含至少一个放大器件，最好是一个砷化镓FET(场效应晶体管)，以便接收输入信号和产生一个放大形式该输入信号的输出信号。一个诸如电池的电源209产生一个用VB+表示的电池电压信号并向放大电路203提供功率。虽然可以制造构成电源209的电池，以按标称值充电时，提供特定的电池电压信号，例如3.0伏、4.8伏或6.0伏，但在电池已经明显地放电到低于特定电压的电压时，放大电路203必须能够起作用。
放大电路203将RF输入电路205提供的RF输入信号204(通常包含被发送的话音和数据)放大成被放大的输出信号206。放大RF输入信号204以使RF输出信号206中的功率数值对应于限定发射机123工作的多个预定功率输出电平之一。放大电路203随后将RF输出信号206输出到RF输出电路207。
图2的方框图包含一个输出功率控制环路，以使放大电路203的效率达到最大。该功率控制环路通常由处理器电路209控制。虽然发射机123采用积分处理器电路219，发射机123的处理器从属功能仅由设备的中央处理器例如图1所示的微处理器103提供。
输出功率控制环路借助于一个放大控制信号211通过改变放大电路203的放大幅度使RF输出信号206中的功率数值保持在恒定电平。该输出功率控制环路由检测电路215、处理器电路219、和积分电路217构成，并在发射机123工作时起作用。
检测电路215连接在放大电路203和RF输出电路207之间并且连接到积分电路217，以检测RF输出信号206的功率电平。根据该检测结果，检测电路215产生并向积分电路217输出所检测的功率输出信号216。所检测的功率输出信号216对应于RF输出信号206中的功率数值。
处理器电路219连接到积分电路217以提供一个功率输出控制信号218。该功率输出控制信号218包含确定应该是RF输出信号206中的功率数值的预定值。该预定值是制造期间存储在该处理器电路219的一个存储器中的多个定相值(Phasing Values)之一。
积分电路217将所检测的功率输出信号216与功率输出控制信号218比较，以确定RF输出信号206中的功率数值是否正确。积分电路217相应地调节放大器控制信号211的幅度，以确保放大电路203提供准确和恒定的RF输出信号206。
现在转到图3，图中示出了根据本发明包括电压可变电容器的发射机电路的方框图。激励放大器的输出302被输入到激励变量负载306的功率放大器304。变量负载的阻抗能够根据发送带宽范围内的频率变化或诸如用户的手或身体接近无线通信设备的天线等环境因素而改变。该功率放大器的输入和输出端连接到控制电路308。例如可以是一个微处理器的控制电路308通过估算输入和输出信号确定功率放大器是否正以最大效率工作。控制电路308还控制通过一个电容器312连接到功率放大器输出端的电压可变电容器310。特别是，控制电路308调节电压可变电容器310的电容，以改变功率放大器输出端的负载并使功率放大器达到最大效率。
由Kenneth D.Cornett，E.S.Ramakrishnan，Gary H.Shapiro，Raymond M.Caldwell和Wei-Yean Howng于1991年10月15日提交的美国专利5,137,835(申请序号为776,111)中揭示了优选电压可变电容器，这里引入整份专利作为参考。然而，也可以使用提供可变电容的铁电材料的任何电容器。如根据本发明中图4的实施例所示，可以用一对相反极性的电压可变电容器402和404代替电压可变电容器310，以消除工作期间的非线性。
现在转到图5，图中示出了根据本发明的发射机电路另一实施例的方框图。具体地说，一个电压控制振荡器(VCO)501将信息信号与特定频率的振荡信号组合以产生调频信息信号。然后该调频信息信号耦合到缓冲器502，该缓冲器起着滤波器，通常是带通滤波器，和提高调频信息信号幅度的放大器件两种功能。由缓冲器502放大后，RF输入信号204经由可由放大控制信号211调节的可变衰减器503耦合，以便当发射机123不发送时提供高衰减或在发送时提供低衰减以允许RF输入信号204发送。
RF输入信号204被耦合到构成放大电路203初级的功率放大器的激励器504。在该优选实施例中，功率放大器的激励器504能够将RF输入信号204从大约+8dBm的功率电平放大到大约+17dBm高的功率电平。功率放大器的激励器504连接到功率放大器304的输入端，该功率放大器304构成放大电路203的末级。从功率放大器的激励器504接收RF输入信号204时，功率放大器304进一步放大RF输入信号204以产生功率电平为+30dBm高的RF输出信号206。在该优选实施例中，功率放大器304是要求在0V和-5.4V之间的负偏置电压工作的砷化镓FET。
功率控制电路505连接在放大电路203和在功率放大器304的输出端的RF输出电路207之间，该功率控制电路505最好包括一个VVC电路506。功率控制电路505通过改变放大器控制信号211使RF输出信号206中的功率数值保持恒定电平。在图5的实施例中，放大器控制信号211通过改变到达放大电路203的输入信号来改变RF输出信号206中的功率数值。然而，可以将放大器控制信号211耦合到放大电路203的激励器级或功率放大器级来代替。VVC电路506最好包括将在下面参考图6更详细描述的一个电压可变电容器和输出匹配电路。
功率控制电路505最好包括一个定向耦合器507，例如将RF输出信号206耦合到检测器508的电磁耦合器，而不对RF输出信号206造成额外损耗。检测器508产生被耦合到比较器509倒相端的检测功率输出信号216。参考电压VREF耦合到比较器509的非倒相端。比较器509产生耦合到可变衰减器503和通过倒相器510耦合到VVC电路506的放大器控制信号211。放大器控制信号211通过可变衰减器503提高或降低衰减数值，以便在功率放大器输出端保持恒定功率。放大器控制信号211同时还通过改变VVC电路506中的电压可变电容器改变功率放大器输出端的负载。放大器控制信号211将在保持恒定功率输出的同时使功率放大器304达到最大效率。
现在转到图6，图中示出根据图5的实施例的优选功率控制电路505。具体地说，定向耦合器507最好包括一个电阻器和一个二极管，用于将所耦合的RF输出信号206引导到检测器508。检测器508最好包括一个低通滤波器，以便输出具有与RF输出信号206中的功率数值相对应的电压的检测功率输出信号216。最后，VVC电路506包括串连在一对介电地相对的电压可变电容器512和513之间的一个输入电阻511。电压可变电容器被连接到一系列传输线路514、515和516，每个电压可变电容器分别包括一个接地的隔直流电容器517、518和519。选择传输择线路以便在功率放大器的输出端提供合适的阻抗匹配。
现在转到图7，图中示出了引入电压可变电容器电路的发射机电路另一个实施例的方框图。具体地说，在连接到功率放大器304的功率放大器的激励器504接收发送信号。功率放大器304的输出被耦合到VVC电路506。该VVC电路506通过RF输出电路207连接到变量负载306。VVC电路的输出端还连接到检测电路215，该检测电路215向由积分器520和功率控制电路521组成的积分电路217提供信号。特别是，积分器520在其反相输入端接收检测电路215的功率输出信号，在其非反相端接收来自处理器电路219的数模(D/A)转换器522代表功率输出控制信号218的输入。功率输出控制信号218最好对应于发射机应该发送信号的预定功率电平。积分器520将功率输出控制信号218与所检测的功率输出信号216比较。功率控制电路521根据功率输出控制信号218与检测的功率输出信号216的比较结果产生放大器控制信号211。放大器控制信号211提高或降低激励器级的输出，以保持所需的恒定功率放大器输出(即，功率输出控制信号218等于检测的功率输出信号216时的输出)。
除保持恒定功率放大器输出外，处理器电路219控制VVC电路506以使放大电路203工作在最大效率。具体地说，处理器电路219包括接收电池馈电电压VB+和从功率控制电路521输出的放大器控制信号211的模/数(A/D)转换器524。虽然示出的是单个转换器524，但可使用多个分离的A/D转换器。处理器电路219监视放大器控制信号211和电池馈电电压VB+，以确定功率放大器304是否尽可能地接近饱和区工作，以使功率放大器尽可能高效地工作。如将参考图9所详细描述的，可以改变功率放大器输出端的负载以使功率放大器在接近饱和区工作。具体地说，处理器电路219还包括一个向VVC电路506产生电压可变电容器控制信号527的D/A转换器526。该信号例如可以是加到该电压可变电容器一个电极的电压。负载中的这一变化补偿了外部变量负载中的任何变化，并在输出端保持恒定功率。最后，处理器电路219最好包括一个存储器528，用于存储功率控制值，定相值和其它工作参数。
现在转到图8，图中示出图7的发射机电路的示意图。具体地说，图7中所示的VC0501和缓冲器502连接到由可变电阻组成的可变衰减器503。当发射机123不发送时，可调节可变衰减器503以提供高衰减，或提供低衰减以允许RF输入信号204发送。RF输入信号204耦合到放大电路203的功率放大器的激励器504和功率放大器304。功率放大器304的输出端是VVC电路506。VVC电路506最好包括传输线路608和609。电压可变电容器606连接到位于传输线路608和609之间在一个节点处的电容器607。借助电感器610来自D/A转换器526的电压可变电容器控制信号527控制电压可变电容器606。D/A换器产生的信号和对电压可变电容器606的控制将参考图9详细描述。
检测电路215连接在VVC电路506和RF输出电路207之间，用于在RF输出电路207对RF输出信号206滤波前检测其功率电平。检测电路215包括将RF输出信号206耦合到检测器508的定向耦合器507，而不对RF输出信号206造成额外损耗。定向耦合器507最好包括一个电阻器和一个二极管，用于将耦合的RF输出信号206引导到检测器508。检测器508包括一个低通滤波器，输入具有与RF输出信号206中的功率数值相对应的电压的检测功率输出信号216。然后将检测的功率输出信号216耦合到积分电路217。
为使RF输出信号206中的功率数值保持恒定电平，处理器电路219还提供功率输出控制信号218。功率输出控制信号218表示与应该包含在RF输出信号206中的功率数值对应的电压。功率输出控制信号218最好由包含在处理器电路219中的微处理器617，例如由Motorola公司生产的68HC11微控制器产生。微处理器617根据由一固定收发信机发出的功率控制指令确定发射机123应该工作在多个预定功率输出电平的哪一个电平。
微处理器617还存取存储在相关存储器528中的定相值，以便设定功率输出控制信号218的电压。在无线电话机100的制造期间定相值被编程在存储器528中。所存储的定相值通常包括多个预定功率输出电平。多个预定功率输出电平中的每一个电平表示定义RF输出信号206中的功率数值的实际功率值。微处理器617通过将所确定的功率输出电平与由功率控制指令控制的功率输出电平比较，从存储器528中存储的定向值选择功率输出控制信号218。
积分电路217响应被检测的功率输出信号216和功率输出控制信号218的比较结果，通过改变放大器控制信号211控制RF输出信号216中的功率值。被检测的功率输出信号216和功率输出控制信号218最好耦合到积分器520输入端相应的负端(-)和正端(+)。积分电路217还包括连接在积分器520输出端和功率放大器的激励器504之间的功率控制电路521。功率控制电路521作为一个缓冲器并可例如包括一个npn晶体管627和一个p沟道增强型MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)629。电阻器631连接npn晶体管627的基极到积分器623的输出端。npn晶体管627的集电极连到MOSFET629的栅极。电阻器633将MOSFET629的栅极连接到VB+。MOSFET629的漏极经由电阻器635连接到npn晶体管627的发射极，npn晶体管627的发射极经电阻器637接地。
操作中，如果所检测的功率输出信号216的电压低于功率输出控制信号218的电压，积分器520输出端的电压升高。随着该电压的升高，流入npn晶体管627基极的电流增加，使得流入npn晶体管627集电极的电流增加。当流入npn晶体管627集电极的电流增加时，将电源209和MOSFET 629源极连接到MOSFET629栅极的电阻器633两端的电压升高，使MOSFET 629导通。当它导通时，包括放大器控制信号211的MOSFET 629漏极电流的一部分流入功率放大器的激励器504并改变放大电路203的放大幅度。漏极电流的另一部分流经电阻器635和电阻器637，在晶体管627的发射极上产生趋于截止晶体管627的电压。
反之，如果所检测的功率输出信号216的电压大于功率输出控制信号218的电压，积分器520输出端的电压降低。积分器520输出端电压的降低使流入npn晶体管627基极的电流降低。这样，按顺序使流入npn晶体管627集电极的电流降低，进一步造成电阻器633两端的电压降低，使NOSFET 629截止，减小放大器控制信号211。放大器控制信号降低使功率放大器的激励器504降低放大电路203的放大幅度。
除在输出端保持恒定功率，处理器电路219还调节VVC606上的控制电压，改变功率放大器304输出端负载，以迫使放大电路203尽可能接近饱和区工作，而不阻止输出功率控制回路保持RF输出信号206中所需的功率数值。由于输出功率随放大电路203的操作降低而更接近饱和区，VVC606的电压动态地升高或降低，以保持RF输出信号206中所需的功率数值，并使放大电路203达到最大效率。
具体地说，处理器电路219的微处理器617响应电源209的电压电平和放大器控制信号211操作，以动态地升高或降低VVC606的电压。电源209和放大器控制信号211两者的电压电平通过处理器电路219中包含的相应模数转换器(A/D)524耦合到微处理器617。A/D转换器524将电源209和放大器控制信号211的连续、随时间变化模拟电压转换成离散数字值。微处理器617相对于存储器528中存储的预定值比较电源209和放大器控制信号211的电压电平。如果电源209的电压电平在放大器控制信号211的电压电平的预定值内，微处理器617调节VVC606的电压，防止放大电路203饱和。反之，如果电源209的电压电平不在放大器控制信号211的电压电平的预定值内，微处理器617反向调节VVC606的电压，以迫使放大电路203更接近饱和区，从而改善放大电路203的效率。
现在转到图9，图9示出根据本发明有效地放大信号的优选方法的流程图。无线电话机100的控制元件码可存储在处理器电路219中，并由处理器电路219执行实施本发明的方法。在步骤702起始该算法后，在步骤704，处理器电路设定VVC电压为额定电压，例如0伏或2伏。在步骤706处理器电路219确定发射机123是否被键控，或实际上准备发送。重复步骤706直到发射机123被键控。
一旦发射机123在步骤706被键控，处理器电路219在步骤708调节VVC电压，以增加功率放大器的负载阻抗。然后，处理器电路219确定是否升高或降低放大电路203的VVC电压，以提高效率。在步骤710，处理器电路219确定电源209的电压VB+和放大器控制信号211(“控制电压”)之差是否在预定范围内。在该优选实施例中，该预定范围是0.2V，相当于包括在积分电路217(见图3)中的FET晶体管629两端的最小电压降。如果VB+和放大器控制信号211之差小于0.2V，在步骤712调节VVC电压，以降低功率放大器负载阻抗。
如果VB+和放大器控制信号211之差大于0.2V，在步骤714处理器电路219改变VVC电压，以增加功率放大器负载阻抗，迫使放大电路203更接近饱和区运行，并从而提高放大电路203的效率。
升高或降低VVC电压后，在步骤716处理器电路219再次确定发射机123是否被键控。如果确定发射机123被键控，处理器电路219返回步骤710。如果发射机123未被键控，处理器电路返回步骤704。
现在转到图10，图中示出了根据本发明的发射机另一实施例的方框图。图10的VVC电路506最好包括两个电压可变电容器，以便更准确地控制功率放大器输出端的负载。根据放大器控制信号211和电源209的比较结果调节电压可变电容器之一。根据功率放大器304中的电流调节VVC电路506的第二电压可变电容器。如图10所示，电流检测电路802监视在功率放大器304引出的电流I检测并向A/D转换器524提供输出信号。处理器电路219从D/A转换器804产生电压可变电容器控制信号805，以控制VVC电路506的第二电压可变电容器。通过分开控制VVC电路506的两个电压可变电容器，图10的实施例使功率放大器达到最大效率，以减小设备的输出电流和降低电池上的消耗。
现在转到图11，图中示出了图10的发射机电路中电流检测电路802和VVC电路506的优选布置的示意图。电流检测电路802最好包括具有连接到电源209的源极和由微处理器617控制的栅极的一个MOSFET807。一个电阻器808连接在MOSFET802的漏极和功率放大器304之间。检测电阻器808的两端连接到处理器电路219的A/D转换器524。然后，微处理器617从D/A转换器804产生控制信号805。控制如图9的实施例中所述的第一电压可变电容器810的控制信号527和控制信号805被同时控制，以使功率放大器304达到最大效率。
VVC电路506最好包括一个电感器810，以接收控制电压可变电容器812的VVC控制信号527，电压可变电容器812经由电容器813连接到功率放大器的输出端。VVC控制信号805经由电感器815耦合到第二电压可变电容器814。电压可变电容器814也经由电容器816连接到功率放大器的输出端。VVC电路506最好包括传输线路818、820和822，以匹配功率放大器输出端的阻抗。
现在转到图12，图中示出了根据本发明有效地放大信号的优选方法的流程图。无线电话机100的控制元件码也可存储在处理器电路219中，并由处理器电路219执行实施图12的方法。在步骤902开始该算法后，在步骤904，处理器电路219设定VVC电压到额定电压。在步骤906，处理器电路219确定发射机123是否被键控，或实际上准备发送。重复步骤906直到发射机123被键控。
一旦发射机123在步骤906被键控，在步骤908处理器电路219调节VVC1电压和VVC2电压到最小I检测。可在相同方向调节VVC1和VVC2，或可独立地调节以使I检测最小。然后，处理器电路219确定是否调节放大电路203的VVC电压以提高效率。在步骤910，处理器电路219确定电源209的电压VB+和放大器控制信号211(“控制电压”)之差是否在预定范围内。在该优选实施例中，该预定范围是0.2V，相当于包括在积分电路217中的FET晶体管629两端的最小电压降。如果VB+和控制电压之差小于0.2V，在步骤912中以与步骤908中的调节相反地调节电压VVC1和VVC2，以防止功率放大器工作在离饱和区太远的区域。另一方面，监视I检测时可独立地调节VVC1和VVC2，以使功率放大器达到最大效率。
如果VB+与控制电压之差大于0.2V，在步骤914处理器电路219进一步改变VVC电压，以迫使放大电路203更接近饱和区运行，并从而提高放大电路203的效率。升高或降低VVC电压后，在步骤916处理器电路219再次确定发射机123是否被键控。如果确定发射机123被键控，处理器电路219返回步骤910。如果发射机123未被键控，处理器电路219返回步骤904。
现在转到图13，图中示出了根据本发明无线通信设备的发射机电路另一实施例的方框图。图13的实施例在功率放大器输入端引入一个VVC电路，以补偿输入阻抗变化。该VVC电路被设置在功率放大器前，以改善其他功率放大器参数，例如IM、增益、输出功率和噪声电平。具体地说，VVC电路506设置在激励器504和功率放大器304之间。VVC电路506接收VVC控制信号527。处理器电路219根据在检测电路215接收的功率放大器的输出信号527。处理器电219根据在检测电路215接收的功率放大器的输出信号产生VVC控制信号527。该电路的其他部分以与图7中所述的相同方式工作。图14示出图13电路的示意图。参考图8详细描述图14中电路的工作。然而，产生VVC控制信号527以根据处理器电路219输出信号的估算改善功率放大器参数，例如IM、增益、输出功率、噪声电平或不同的电池工作区域。该VVC电路最好设置在激励器电路和功率放大器之间，该VVC可被设置在功率放大器前的任何位置。
概括地说，本发明改进了功率放大器输出端的负载阻抗，使功率放大器达到最大效率。在第一实施例中，一个积分器根据所检测的输出信号和参考信号的比较结果产生一个控制信号。该控制信号最好耦合到一个可变衰减器，以便对常规功率控制回路提供控制。该控制信号也耦合到一个电压可变电容器电路，以控制功率放大器的输出阻抗并使功率放大器达到最大效率。在另一实施例中，一个积分器根据所检测的输出信号和参考信号的比较结果产生一个功率控制信号。该功率控制信号最好耦合到一个功率放大的激励器级，以便对常规功率控制回路提供控制。一个基于该功率控制信号和电池电压比较结果的电压可变电容器控制信号也耦合到一个电压可变电容器电路，以控制功率放大器的输出阻抗并使功率放大器达到最大效率。另外，可将第二电压可变电容器并联到第一电压可变电容器。第二电压可变电容器可根据功率放大器中的电流由一个信号控制。最后，在另一实施例中，在功率放大器输入端引入一个VVC电路，以补偿输入阻抗变化，改善其他功率放大器参数，例如IM、增益、输出功率和噪声电平。
虽然上文已经结合附图描述和说明了本发明，可以理解，该描述仅作为例子，本领域技术人员在不脱离本发明实质精神和范围的情况下可对本发明进行多种修改和改进。例如，电压可变电容器可以放置在一个信号设备中的功率放大器的输入和输出端两处，以控制电源和负载阻抗变化。虽然特别应用于便携蜂窝无线电话机中，本发明可应用于任何无线通信设备，包括寻呼机、电子组织器或计算机。申请人的发明应仅由下面的权利要求限定。

Claims (10)

1.一个用于放大信号的装置，共特征在于，包括：
一个功率放大器(304)，具有一个输入端和一个输出端，所述功率放大器适合于接收输入信号并产生所述输入信号的放大形式的输出信号；
一个电压可变电容器(310)，连接到所述功率放大器的所述输出端；和
一个控制电路(308)，连接到所述电压可变电容器，用于控制所述电压可变电容器的电容。
2.根据权利要求1所述的用于放大信号的装置，其特征在于，进一步包括一个功率检测电路(508)，耦合到所述输出用于检测所述输出信号的输出功率，并将所检测的功率输出信号耦合到所述控制电路。
3.根据权利要求2所述的用于放大信号的装置，其特征在于，所述控制电路根据所述所检测的功率输出信号将一个功率控制信号耦合到所述功率放大器，其中所述控制电路向所述电压可变电容器产生电压可变电容器控制信号。
4.根据权利要求3所述的用于放大信号的装置，其特征在于，所述电压可变电容器控制信号是基于所述功率控制信号和一个电池电压信号。
5.根据权利要求3所述的用于放大信号的装置，其特征在于，进一步包括一个电流检测电路(802)，连接到所述功率放大器，用以监视所述功率放大器中的电流，其中所述控制电路被连接到所述电流检测电路，以监视所述功率放大器中的电流。
6.一种放大信号的方法，其特征在于，包括以下步骤：
将第一电压可变电容器连接到一个功率放大器的输出端；
在所述输出端产生是所述功率放大器输入端接收的输入信号的放大形式的输出信号；和
控制所述第一电压可变电容器的电容。
7.根据权利要求6所述的放大信号的方法，其特征在于，进一步包括检测所述输出信号的输出功率，并将所检测的功率输出信号耦合到用于控制所述功率放大器放大幅度的一个控制电路的步骤。
8.根据权利要求7所述的放大信号的方法，其特征在于，进一步包括根据所述的所检测功率输出信号将一个功率控制信号耦合到所述功率放大器的步骤。
9.根据权利要求8所述的放大信号的方法，其特征在于，所述控制电容的步骤进一步包括根据所述功率控制信号和一个电池电压信号产生第一电压可变电容器控制信号。
10.根据权利要求9所述的放大信号的方法，其特征在于，进一步包括检测所述功率放大器中电流的步骤。
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