(57)【要約】      （修正有）【課題】電源制御を有する電力増幅器モジュールを提供する。【解決手段】制御器６２１は、送受信器からの送受信器制御信号を受信するべく構成されたインタフェイス６３１を含む。制御器６２１は、送受信器からの送受信器制御信号に基づいて電力増幅器制御信号を発生させるべく構成された電力増幅器制御コンポーネント６３３と、当該送受信器からの送受信器制御信号に基づいて電源制御信号を発生させるべく、及び当該電力増幅器制御コンポーネントからのローカル制御信号に基づいて当該電源制御信号を発生させるべく構成された電源制御コンポーネント６３２とを含む。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力増幅制御システムであって、
送受信器から送受信器制御信号を受信するべく構成されたインタフェイスと、
前記送受信器からの送受信器制御信号に基づいて電力増幅器制御信号を発生させるべく構成された電力増幅器制御コンポーネントと、
前記送受信器からの送受信器制御信号に基づいて電源制御信号を発生させるべく、及び前記電力増幅器制御コンポーネントからのローカル制御信号に基づいて前記電源制御信号を発生させるべく構成された電源制御コンポーネントと
を含む電力増幅制御システム。
【請求項２】
前記インタフェイスは一以上の制御レジスタを含む請求項１の電力増幅制御システム。
【請求項３】
前記一以上の制御レジスタは、一以上の電力増幅器制御レジスタ及び一以上の電源制御レジスタを含む請求項２の電力増幅制御システム。
【請求項４】
前記電力増幅器制御コンポーネントは、前記一以上の電力増幅器制御レジスタに書き込まれた前記送受信器制御信号の一部分に基づいて前記電力増幅器制御信号を発生させるべく構成され、
前記電源制御コンポーネントは、前記一以上の電源制御レジスタに書き込まれた前記送受信器制御信号の一部分に基づいて前記電源制御信号を発生させるべく構成される請求項３の電力増幅制御システム。
【請求項５】
前記電力増幅器制御コンポーネントは、前記電源制御レジスタの一以上を前記ローカル制御信号によって上書きするべく構成される請求項３の電力増幅制御システム。
【請求項６】
前記電源制御コンポーネントは、
前記送受信器制御信号の少なくとも一部分を受信するべく前記インタフェイスに結合された第１入力と、
前記電力増幅器制御コンポーネントからの前記ローカル制御信号を受信するべく前記電力増幅器制御コンポーネントに結合された第２入力と
を有する請求項１の電力増幅制御システム。
【請求項７】
前記電力増幅器制御信号は、バイアス電圧又はイネーブル信号の少なくとも一つを含む請求項１の電力増幅制御システム。
【請求項８】
前記電源制御信号は、基準電圧又はイネーブル信号の少なくとも一つを含む請求項１の電力増幅制御システム。
【請求項９】
前記電源制御コンポーネントはさらに、代替電力増幅器制御コンポーネントからの外部制御信号に基づいて前記電源制御信号を発生させるべく構成される請求項１の電力増幅制御システム。
【請求項１０】
前記電力増幅器制御コンポーネントは、電力増幅器のセンスされた条件に基づいて前記ローカル制御信号を発生させるべく構成される請求項１の電力増幅制御システム。
【請求項１１】
前記電力増幅器のセンスされた条件は、飽和条件又は安全条件の少なくとも一つである請求項１０の電力増幅制御システム。
【請求項１２】
無線周波数（ＲＦ）モジュールであって、
複数のコンポーネントを受容するべく構成されたパッケージング基板と、
前記パッケージング基板に実装された電力増幅システムと
を含み、
前記電力増幅システムは、電源及び制御システムにより電力を受けるべく構成された電力増幅器を含み、
前記制御システムは、前記電力増幅器を制御する電力増幅器制御信号を発生させるべく構成され、
前記制御システムはさらに、前記電源を制御する電源制御信号を発生させるべく構成されるＲＦモジュール。
【請求項１３】
前記ＲＦモジュールはフロントエンドモジュール（ＦＥＭ）である請求項１２のＲＦモジュール。
【請求項１４】
前記電源は前記パッケージング基板に実装される請求項１２のＲＦモジュール。
【請求項１５】
前記電源はスイッチングモード電源を含む請求項１２のＲＦモジュール。
【請求項１６】
前記電源はブースト変換器を含む請求項１５のＲＦモジュール。
【請求項１７】
前記制御システムは、
送受信器からの送受信器制御信号を受信するべく構成されたインタフェイスと、
前記送受信器制御信号に基づいて前記電力増幅器制御信号を発生させる電力増幅器制御コンポーネントと、
前記送受信器からの前記送受信器制御信号に基づいて前記電源制御信号を発生させるべく、及び前記電力増幅器制御コンポーネントからのローカル制御信号に基づいて前記電源制御信号を発生させるべく構成された電源制御コンポーネントと
を含む請求項１３のＲＦモジュール。
【請求項１８】
前記電源制御コンポーネントは、
前記送受信器制御信号の少なくとも一部分を受信するべく前記インタフェイスに結合された第１入力と、
前記電力増幅器制御コンポーネントからの前記ローカル制御信号を受信するべく前記電力増幅器制御コンポーネントに結合された第２入力と
を有する請求項１７のＲＦモジュール。
【請求項１９】
無線デバイスであって、
無線周波数（ＲＦ）信号及び送受信器制御信号を発生させるべく構成された送受信器と、
前記送受信器と通信するフロントエンドモジュール（ＦＥＭ）と、
前記ＦＥＭと通信するアンテナと
を含み、
前記ＦＥＭは、複数のコンポーネントを受容するべく構成されたパッケージング基板を含み、
前記ＦＥＭはさらに、前記パッケージング基板に実装された電力増幅システムを含み、
前記電力増幅システムは、電源により電力を受けかつ前記ＲＦ信号を増幅させるべく構成された電力増幅器を含み、
前記電力増幅システムはさらに、前記電力増幅器を制御する電力増幅器制御信号を発生させるべく構成された制御システムを含み、
前記制御システムはさらに、前記電源を制御する電源制御システムを発生するべく構成され、
前記アンテナは、増幅されたＲＦ信号を送信するべく構成される無線デバイス。
【請求項２０】
前記送受信器は、前記電源に直接結合されるわけではない請求項１９の無線デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は一般に、電力増幅システムに関する。
【０００２】
関連出願の相互参照
本願は、２０１５年２月１５日出願の「電力増幅器マスタにより制御されるスイッチングモード電源」との名称の米国仮出願第６２／１１６，４６３号の優先権を主張する。その開示は全体が、ここに明示的に参照として組み入れられる。
【背景技術】
【０００３】
いくつかの無線通信デバイスは、電力増幅器（ＰＡ）及びスイッチングモード電源（ＳＭＰＳ）の双方を含む。ＳＭＰＳ及びＰＡは、モデム／送受信器システムによって独立して制御することができる。その結果、ＳＭＰＳをＰＡ動作条件の関数として調整する能力には限界が存在する。
【発明の概要】
【０００４】
いくつかの実装によれば、本開示は、電力増幅制御システムに関する。電力増幅制御システムは、送受信器からの送受信器制御信号を受信するべく構成されたインタフェイスを含む。電力増幅制御システムは、送受信器からの送受信器制御信号に基づいて電力増幅器制御信号を発生させるべく構成された電力増幅器制御コンポーネントと、当該送受信器からの送受信器制御信号に基づいて電源制御信号を発生させるべく、及び当該電力増幅器制御コンポーネントからのローカル制御信号に基づいて当該電源制御信号を発生させるべく構成された電源制御コンポーネントとを含む。
【０００５】
いくつかの実施形態において、インタフェイスは一以上の制御レジスタを含み得る。いくつかの実施形態において、一以上の制御レジスタは、一以上の電力増幅器制御レジスタ及び一以上の電源制御レジスタを含み得る。いくつかの実施形態において、電力増幅器制御コンポーネントは、一以上の電力増幅器制御レジスタに書き込まれた送受信器制御信号の一部分に基づいて電力増幅器制御信号を発生させるべく構成することができ、電源制御コンポーネントは、一以上の電源制御レジスタに書き込まれた送受信器制御信号の一部分に基づいて電源制御信号を発生させるべく構成される。いくつかの実施形態において、電力増幅器制御コンポーネントは、電源制御レジスタの一以上をローカル制御信号によって上書きするべく構成することができる。
【０００６】
いくつかの実施形態において、電源制御コンポーネントは、送受信器制御信号の少なくとも一部分を受信するべくインタフェイスに結合された第１入力と、電力増幅器制御コンポーネントからのローカル制御信号を受信するべく電力増幅器制御コンポーネントに結合された第２入力とを有し得る。
【０００７】
いくつかの実施形態において、電力増幅器制御信号は、バイアス電圧又はイネーブル信号の少なくとも一つを含み得る。いくつかの実施形態において、電源制御信号は、基準電圧又はイネーブル信号の少なくとも一つを含み得る。
【０００８】
いくつかの実施形態において、電源制御コンポーネントはさらに、代替電力増幅器制御コンポーネントからの外部制御信号に基づいて電源制御信号を発生させるべく構成することもできる。
【０００９】
いくつかの実施形態において、電力増幅器制御コンポーネントは、電力増幅器のセンスされた条件に基づいてローカル制御信号を発生させるべく構成することができる。いくつかの実施形態において、電力増幅器のセンスされた条件は、飽和条件又は安全条件の少なくとも一つとすることができる。
【００１０】
いくつかの実装において、本開示は、複数のコンポーネントを受容するべく構成されたパッケージング基板を含む無線周波数（ＲＦ）モジュールに関する。ＲＦモジュールは、パッケージング基板に実装された電力増幅システムを含む。電力増幅システムは、電源により電力を受けるべく構成された電力増幅器と、制御システムとを含む。制御システムは、電力増幅器を制御する電力増幅器制御信号を発生させるべく構成される。制御システムはさらに、電源を制御する電源制御信号を発生させるべく構成される。
【００１１】
いくつかの実施形態において、ＲＦモジュールはフロントエンドモジュール（ＦＥＭ）とすることができる。
【００１２】
いくつかの実施形態において、電源は、パッケージング基板に実装することができる。いくつかの実施形態において、電源はスイッチングモード電源を含み得る。いくつかの実施形態において、電源はブースト変換器を含み得る。
【００１３】
いくつかの実施形態において、制御システムは、送受信器からの送受信器制御信号を受信するべく構成されたインタフェイスと、当該送受信器制御信号に基づいて電力増幅器制御信号を発生させる電力増幅器制御コンポーネントと、当該送受信器からの送受信器制御信号に基づいて電源制御信号を発生させるべく、及び当該電力増幅器制御コンポーネントからのローカル制御信号に基づいて当該電源制御信号を発生させるべく構成された電源制御コンポーネントとを含み得る。
【００１４】
いくつかの実施形態において、電源制御コンポーネントは、送受信器制御信号の少なくとも一部分を受信するべくインタフェイスに結合された第１入力と、電力増幅器制御コンポーネントからのローカル制御信号を受信するべく当該電力増幅器制御コンポーネントに結合された第２入力とを有し得る。
【００１５】
いくつかの実装において、本開示は、無線周波数（ＲＦ）信号を発生させるべく構成された送受信器を含む無線デバイスに関する。無線デバイスは、送受信器と通信するフロントエンドモジュール（ＦＥＭ）を含む。ＦＥＭは、複数のコンポーネントを受容するべく構成されたパッケージング基板を含む。ＦＥＭは、パッケージング基板に実装された電力増幅システムを含む。電力増幅システムは、電源により電力を受けてＲＦ信号を増幅するべく構成された電力増幅器を含む。電力増幅システムはさらに、電力増幅器を制御する電力増幅器制御信号を発生させるべく構成された制御システムも含む。制御システムはさらに、電源を制御する電源制御システムを発生させるべく構成される。無線デバイスは、ＦＥＭと通信するアンテナを含む。アンテナは、増幅されたＲＦ信号を送信するべく構成される。
【００１６】
いくつかの実施形態において、送受信器は、電源に直接結合されるわけではない。
【００１７】
本開示を要約する目的で本発明の一定の側面、利点及び新規な特徴がここに記載された。理解すべきことだが、かかる利点のすべてが必ずしも、本発明の任意の特定実施形態によって達成できるわけではない。すなわち、本発明は、ここに教示される一の利点又は一群の利点を、ここに教示又は示唆される他の利点を必ずしも達成することなく、達成又は最適化する態様で具体化又は実施をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】代表的な無線システム又はアーキテクチャを示す。
【図２】いくつかの実装において、増幅器システムが一以上の電力増幅器を有する無線周波数（ＲＦ）増幅器アセンブリを含み得ることを示す。
【図３】図３Ａ〜３Ｅは、電力増幅器の非制限的な例を示す。
【図４】独立した電力増幅器制御及び電源制御を有する電力増幅構成のブロック図を例示する。
【図５】統合された電力増幅器制御及び電源制御を有する電力増幅構成のブロック図を例示する。
【図６】電力増幅器制御及び電源制御コンポーネントが統合された代表的な制御器を有する電力増幅構成のブロック図を例示する。
【図７】制御レジスタを含む代表的な制御器を有する電力増幅構成のブロック図を例示する。
【図８】図７の電源が、基準電圧の様々な入力に応答できる態様の一例を示す。
【図９】ここに記載される一以上の特徴を有するモジュールを描く。
【図１０】ここに記載される一以上の特徴を有する無線デバイスを描く。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
ここに与えられる見出しは、たとえあったとしても、便宜のみのためであって、必ずしも請求項に係る発明の範囲又は意味に影響するわけではない。
【００２０】
図１を参照すると、本開示の一以上の特徴は一般に、増幅システム５２を有する無線システム又はアーキテクチャ５０に関する。いくつかの実施形態において、増幅システム５２は、一以上のデバイスとして実装することができる。かかるデバイスは、無線システム／アーキテクチャ５０において利用可能である。いくつかの実施形態において、無線システム／アーキテクチャ５０は例えば、携帯型無線デバイスに実装することができる。かかる無線デバイスの例がここに記載される。
【００２１】
図２は、図１の増幅システム５２が典型的に、一以上電力増幅器（ＰＡ）を有する無線周波数（ＲＦ）増幅器アセンブリ５４を含むことを示す。図２の例において、３つのＰＡ６０ａ〜６０ｃが、ＲＦ増幅器アセンブリ５４を形成するように描かれる。理解されることだが、他の数のＰＡ（複数可）も実装することができる。またも理解されることだが、本開示の一以上の特徴は、他のタイプのＲＦ増幅器を有するＲＦ増幅器アセンブリに実装することもできる。
【００２２】
いくつかの実施形態において、ＲＦ増幅器アセンブリ５４は一以上の半導体ダイに実装することができる。かかるダイは、電力増幅器モジュール（ＰＡＭ）又はフロントエンドモジュール（ＦＥＭ）のようなパッケージモジュールに含めることができる。かかるパッケージモジュールは典型的に、例えば携帯型無線デバイスに関連付けられた回路基板に搭載される。
【００２３】
増幅システム５２におけるＰＡ（例えば６０ａ〜６０ｃ）は典型的に、バイアスシステム５６によってバイアスがかけられる。さらに、ＰＡのための供給電圧は典型的に、供給システム５８によって与えることができる。いくつかの実施形態において、バイアスシステム５６及び供給システム５８のいずれか又は双方は、ＲＦ増幅器アセンブリ５４を有する上記パッケージモジュールに含めることができる。
【００２４】
いくつかの実施形態において、増幅システム５２は整合ネットワーク６２を含み得る。かかる整合ネットワークは、ＲＦ増幅器アセンブリ５４のための入力整合及び／又は出力整合機能を与えるべく構成することができる。
【００２５】
説明目的のため理解されることだが、図２の各ＰＡ６０ａ〜６０ｃは、一定数の態様で実装することができる。図３Ａ〜３Ｅは、かかるＰＡが構成され得る態様についての非制限的な例を示す。図３Ａは、増幅トランジスタ６４を有する代表的なＰＡを示す。ここで、入力ＲＦ信号（ＲＦ＿ｉｎ）がトランジスタ６４のベースへと与えられ、増幅されたＲＦ信号（ＲＦ＿ｏｕｔ）がトランジスタ６４のコレクタを介して出力される。
【００２６】
図３Ｂは、複数段に配列された複数の増幅トランジスタ（例えば６４ａ、６４ｂ）を有する代表的なＰＡを示す。入力ＲＦ信号（ＲＦ＿ｉｎ）は、第１トランジスタ６４ａのベースへと与えられ、第１トランジスタ６４ａからの増幅されたＲＦ信号は、そのコレクタを介して出力される。第１トランジスタ６４ａからの増幅されたＲＦ信号は、第２トランジスタ６４ｂのベースへと与えられ、第２トランジスタ６４ｂからの増幅されたＲＦ信号は、そのコレクタを介して出力され、ひいてはＰＡの出力ＲＦ信号（ＲＦ＿ｏｕｔ）がもたらされる。
【００２７】
いくつかの実施形態において、図３Ｂの上記代表的なＰＡ構成は、図３Ｃに示されるように２以上の段として描くことができる。第１段６４ａは例えばドライバ段として構成し、第２段６４ｂは例えば出力段として構成することができる。
【００２８】
図３Ｄは、いくつかの実施形態において、ＰＡがドハティＰＡとして構成できることを示す。かかるドハティＰＡは、増幅された出力ＲＦ信号（ＲＦ＿ｏｕｔ）をもたらすように、入力ＲＦ信号（ＲＦ＿ｉｎ）のキャリア増幅及びピーキング増幅を与えるべく構成された増幅トランジスタ６４ａ、６４ｂを含み得る。入力ＲＦ信号は、分割器によりキャリア部分及びピーキング部分に分割することができる。増幅されたキャリア信号及びピーキング信号は、結合器により出力ＲＦ信号を与えるべく結合することができる。
【００２９】
図３Ｅは、いくつかの実施形態において、ＰＡがカスコード構成で実装できることを示す。入力ＲＦ信号（ＲＦ＿ｉｎ）は、エミッタ共通デバイスとして動作する第１増幅トランジスタ６４ａのベースに与えることができる。第１増幅トランジスタ６４ａの出力は、そのコレクタを介して与え、かつ、ベース共通デバイスとして動作する第２増幅トランジスタ６４ｂのエミッタへと与えることができる。第２増幅トランジスタ６４ｂの出力は、ＰＡの増幅された出力ＲＦ信号（ＲＦ＿ｏｕｔ）をもたらすべく、そのコレクタを介して与えることができる。
【００３０】
図３Ａ〜３Ｅの様々な例において、増幅トランジスタは、ヘテロ接合バイポーラトランジスタ（ＨＢＴ）のようなバイポーラ接合トランジスタ（ＢＪＴ）として記載される。理解されることだが、本開示の一以上の特徴はまた、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）のような他のタイプのトランジスタにおいて又は当該トランジスタを使用して実装することもできる。
【００３１】
いくつかの実施形態において、図２の増幅システム５２は、高電圧（ＨＶ）電力増幅システムとして実装することができる。かかるシステムは、ＰＡ（例えば６０ａ〜６０ｃ）のいくつか又はすべてのＨＶ増幅動作を含むべく構成されたＨＶ電力増幅器アセンブリを含み得る。ここに記載されるように、かかるＰＡは、バイアスシステムによってバイアスをかけることができる。いくつかの実施形態において、上記ＨＶ増幅動作は、ＨＶ供給システムによって容易にすることができる。かかるＨＶ供給システムは、例えばスイッチングモード電源（ＳＭＰＳ）を含み得る。いくつかの実施形態において、ＰＡマスタシステムを実装することができる。かかるＰＡマスタシステムは、ＰＡのいくつか又はすべてを制御する制御コンポーネントを含み得る。制御コンポーネントはまた、ＳＭＰＳの少なくとも何らかの制御を与えるべく構成することもできる。理解されることだが、様々な例がＨＶ動作の文脈でここに記載されるにもかかわらず、本開示の一以上の特徴は、非ＨＶアプリケーションに実装することもできる。
【００３２】
図４は、独立した電力増幅器制御及び電源制御を有する電力増幅構成４００のブロック図を例示する。電力増幅構成４００は、例えばハンドヘルド携帯デバイスに実装することができる。電力増幅構成４００は、電力増幅器（ＰＡ）４２２及び電源（ＰＳ）４１２を含む。いくつかの実施形態において、電源４１２は、ブースト変換器、バック（ｂｕｃｋ）変換器、バックブースト変換器、チャージポンプ等のようなスイッチングモード電源（ＳＭＰＳ）を含み得る。
【００３３】
電源４１２は、入力電圧（例えば電池による又は他のソースによるＶｂａｔｔ）を受けて供給電圧（Ｖｃｃ）を電力増幅器４２２に与える。電力増幅器４２２は、供給電圧により電力を受ける。供給電圧の大きさは、電源制御器４１１が与えて電源４１２が受ける電源制御信号によって設定することができる。電源制御器４１１は、送受信器４０１から受信した送受信器制御信号に基づいて電源制御信号を発生させることができる。
【００３４】
電力増幅器４２２は、入力信号（ＲＦｉｎ）を受信し、当該入力信号の増幅されたバージョンを出力信号（ＲＦｏｕｔ）として供給する。入力信号は、送受信器４０１（図４に示す）からの信号を受信する電力増幅器制御器４２１から受信し、送受信器４０１から直接受信し、又は他のソースから受信することができる。電力増幅器４２２には、電力増幅器制御器４２１が与えて電力増幅器４２２が受ける電力増幅器制御信号（例えばバイアス電圧又はバイアス電流のようなバイアス信号）によるバイアスがかけられる。電力増幅器制御器４２１は、送受信器４０１が受けた送受信器制御信号に基づいて電力増幅器制御信号を発生させることができる。電力増幅器制御器４２１及び電力増幅器４２２は、単一のモジュール４２０に統合することができる。特に、電力増幅器制御器４２１及び電力増幅器４２２は単一のダイに統合することができる。いくつかの実装において、電源４１２もまた、モジュールに統合し又はダイに統合することができる。
【００３５】
すなわち、電源４１２及び電力増幅器４２２は、送受信器４０１によって独立して制御することができる。その結果、電源を電力増幅器４２２の動作条件の関数として調整する能力には限界が存在する。いくつかの構成において、電力増幅器４２２及び電源４１２の制御は、固定された条件によって達成することができる。例えば、特定された出力電力を求めるシステム要求が、所定のテーブルに基づいて電力増幅器４２２及び電源４１２のための設定条件を決める。
【００３６】
いくつかの構成において、電力増幅器４２２及び送受信器４０１間の（例えば電力増幅器制御器４２１を介する）付加インタフェイス信号により電力増幅器出力のセンスが許容される結果、送受信器４０１は、こうしてセンスされた条件に基づき電源４０１の動作状態を変えることができる。例えば、電力増幅器４２２のセンスされた条件に応答して電力増幅器制御器４２１は、供給電圧を増加させるとの要求を送受信器４０１へ送ることができる。それに応答して送受信器４０１は、送受信器制御信号を電源制御器４１１に送ることができる。これは同様に、供給電圧（Ｖｃｃ）を増加させる電源制御信号を電源４１２に送ることもできる。
【００３７】
いくつかの実施形態において、以下に詳述されるように、電源制御機能のいくつか又はすべてを、電力増幅器制御機能のいくつか又はすべてに統合することができる。かかる統合により電源は、送受信器からの入力に、電力増幅モジュールからの入力に直接、又はこれらの任意の組み合わせで応答することができる。例えば、電力増幅器制御機能内の内部モニタリングが、いずれの知識の必要性もなしに電源を直接制御して電力増幅器に適用される供給電圧を調整するべく、送受信器により利用可能な一以上の出力を発生させることができる。
【００３８】
電源及び電力増幅器制御機能の統合は、有意な利点を与えることができる。例えば、電力を電力増幅器に供給することに関連する高度な機能をサポートするための送受信器システム又はソフトウェアのカスタマイズが不要となる。いくつかの実施形態において、伝統的な設定条件を送受信器によって与えることができる一方、電源はその場合に、関連する電力増幅器によって要求又は所望される一以上の特定パラメータに基づいて調整することができる。
【００３９】
図５は、電力増幅器制御及び電源制御が統合された電力増幅構成５００のブロック図を例示する。かかる統合により、例えば、送受信器５０１からの入力又は送受信器５０１との相互作用なしに、電力増幅器５２２及び電源５１２間の相互作用を許容することができる。特に、送受信器５０１は、電源５１２に直接に結合されず、専用の電源制御器を介して電源５１２に結合されることもない。
【００４０】
電力増幅構成５００は、図４の構成４００と同様、電力増幅器５２２及び電源５１２を含む。いくつかの実施形態において、電源５１２は、ブースト変換器、バック（ｂｕｃｋ）変換器、バックブースト変換器、チャージポンプ等のようなスイッチングモード電源（ＳＭＰＳ）を含み得る。
【００４１】
電源５１２は、入力電圧（例えば電池による又は他のソースによるＶｂａｔｔ）を受けて供給電圧（Ｖｃｃ）を電力増幅器５２２に与える。電力増幅器５２２は、供給電圧により電力を受ける。供給電圧の大きさは、統合された制御器５２１が与えて電源５１２が受ける電源制御信号によって設定することができる。制御器５２１は、送受信器５０１から受信した送受信器制御信号に基づいて又は電力増幅器５２２のセンスされた条件に基づいて電源制御信号を発生させることができる。
【００４２】
電力増幅器５２２は、入力信号（ＲＦｉｎ）を受信し、当該入力信号の増幅されたバージョンを出力信号（ＲＦｏｕｔ）として供給する。入力信号は、送受信器５０１（図５に示す）からの信号を受信する制御器５２１から受信し、送受信器５０１から直接受信し、又は他のソースから受信することができる。電力増幅器５２２には、制御器５２１が与えて電力増幅器５２２が受ける電力増幅器制御信号（例えばバイアス電圧又はバイアス電流のようなバイアス信号）によるバイアスがかけられる。電力増幅器制御器５２１は、送受信器５０１から受信した送受信器制御信号に基づいて電力増幅器制御信号を発生させることができる。制御器５２１及び電力増幅器５２２は、ここではＰＡマスタと称する単一のモジュール５２０に統合することができる。特に、制御器５２１及び電力増幅器５２２は単一のダイに統合することができる。いくつかの実装において、電源５１２もまた、モジュールに統合し又はダイに統合することができる。
【００４３】
図６は、電力増幅器制御及び電源制御コンポーネント６３２、６３３が統合された代表的な制御器６２１を有する電力増幅構成６００のブロック図を例示する。電力増幅構成６００は、図５の構成５００と同様、電力増幅器６２２及び電源６１２を含む。いくつかの実施形態において、電源６１２は、ブースト変換器、バック（ｂｕｃｋ）変換器、バックブースト変換器、チャージポンプ等のようなスイッチングモード電源（ＳＭＰＳ）を含み得る。
【００４４】
電源６１２は、入力電圧（例えば電池による又は他のソースによるＶｂａｔｔ）を受けて供給電圧（Ｖｃｃ）を電力増幅器６２２に与える。電力増幅器６２２は、供給電圧により電力を受ける。供給電圧の大きさは、制御器６２１が与えて電源６１２が受ける電源制御信号によって設定することができる。特に、電源制御信号は、制御器６２１の電源制御コンポーネント６３２によって与えることができる。電源制御コンポーネント６３２は、送受信器５０１からインタフェイス６３１を介して受信した送受信器制御信号に基づいて又は電力増幅器制御コンポーネント６３３から受信したローカル制御信号に基づいて電源制御信号を発生させることができる。ローカル制御信号は、例えば電力増幅器６２２のセンスされた条件に基づき得る。図６に示されるように、電源制御コンポーネント６３２は、送受信器制御信号の少なくとも一部分を受信するべくインタフェイス６３１に結合された第１入力と、電力増幅器制御コンポーネント６３３からのローカル制御信号を受信するべく電力増幅器制御コンポーネント６３３に結合された第２入力とを含む。
【００４５】
電力増幅器６２２は、入力信号（ＲＦｉｎ）を受信し、当該入力信号の増幅されたバージョンを出力信号（ＲＦｏｕｔ）として供給する。入力信号は、送受信器６０１からの信号を、インタフェイス６３１（図６に示す）を介して受信する電力増幅器制御コンポーネント６３３から受信し、送受信器６０１から直接受信し、又は他のソースから受信することができる。電力増幅器６２２には、電力増幅器制御コンポーネント６３３が与えて電力増幅器６２２が受ける電力増幅器制御信号（例えばバイアス電圧又はバイアス電流のようなバイアス信号）によるバイアスがかけられる。電力増幅器制御コンポーネント６３３は、送受信器６０１からインタフェイス６３１を介して受信した送受信器制御信号に基づいて電力増幅器制御信号を発生させることができる。制御器６２１及び電力増幅器６２２は、ここではＰＡマスタと称する単一のモジュール６２０に統合することができる。特に、制御器６２１及び電力増幅器６２２は単一のダイに統合することができる。いくつかの実装において、電源６１２もまた、モジュールに統合し又はダイに統合することができる。
【００４６】
すなわち、図６の電力増幅構成６００は、制御器６２１を含む電力増幅制御システムを含む。制御器６２１は、送受信器６０１からの送受信器制御信号を受信するべく構成されたインタフェイス６３１を含む。制御器６２１は、送受信器６０１からの送受信器制御信号に基づいて電力増幅器制御信号を発生させるべく構成された電力増幅器制御コンポーネント６３３と、送受信器６０１からの送受信器制御信号に基づいて電源制御信号を発生させるべく、及び電力増幅器制御コンポーネント６３３からのローカル制御信号に基づいて当該電源制御信号を発生させるべく構成された電源制御コンポーネント６３２とを含む。
【００４７】
いくつかの実施形態において、電力増幅器制御コンポーネント６３３によって電力増幅器６２２へと供給された電力増幅器制御信号は、電力増幅器６２２にバイアスをかけるバイアス電圧を含む。いくつかの実施形態において、電力増幅器制御信号は、電力増幅器６２２をイネーブル（又はディセーブル）するイネーブル信号を含む。
【００４８】
いくつかの実施形態において、電源制御コンポーネント６３２によって電源６１２へと供給された電源制御信号は、電力増幅器６２２へと供給される供給電圧の大きさを示す基準電圧を含む。いくつかの実施形態において、電源制御信号は、電源６１２をイネーブル（又はディセーブル）するイネーブル信号を含む。
【００４９】
いくつかの実施形態において、電力増幅器制御コンポーネント６３３によって電源制御コンポーネント６３２へと供給されたローカル制御信号は、供給電圧が増加対象であることを示す。いくつかの実施形態において、ローカル制御信号は、供給電圧が低減対象であることを示す。いくつかの実施形態において、ローカル制御信号は、電源６１２がディセーブル対象であることを示す。
【００５０】
いくつかの実施形態において、ローカル制御信号は、電力増幅器６２２のセンスされた条件に基づき得る。センスされた条件は、飽和条件又は安全条件とすることができる。例えば、電力増幅器制御コンポーネント６３３は、電力増幅器６２２（又は電力増幅器６２２の一以上のトランジスタ）が飽和していることを検出することができる。それに応答して電力増幅器制御コンポーネント６３３は、供給電圧が増加対象であることを示すローカル制御信号を電源制御コンポーネント６３２に与えることができる。他例として、電力増幅器制御コンポーネント６３３は、電力増幅器６２２が、電力増幅器６２２に損傷をもたらし得る危険条件で動作している（又はその動作に近づいている）ことを検出することができる。それに応答して電力増幅器制御コンポーネント６３３は、供給電圧が低減対象であること又は電源６１２がディセーブル対象であることを示すローカル制御信号を電源制御コンポーネント６３２に与えることができる。
【００５１】
図７は、制御レジスタ７３１を含む代表的な制御器６２１を有する電力増幅構成７００のブロック図を例示する。電力増幅構成７００は、電力増幅器７２２及びスイッチングモード電源（ＳＭＰＳ）７１２を含む。スイッチングモード電源は、ブースト変換器、バック（ｂｕｃｋ）変換器、バックブースト変換器、チャージポンプ等を含み得る。電力増幅器７２２は高電圧電力増幅器とすることができる。
【００５２】
ＳＭＰＳ７１２は、（例えば電池から又は他のソースから）入力電圧を受け、出力において電力増幅器７２２に供給電圧を与える。電力増幅器７２２は、供給電圧により電力を受ける。供給電圧の大きさは、電源７１２が受けて制御器７２１が与える電源制御信号によって設定することができる。特に、電源制御信号は、制御器７２１のＳＭＰＳ制御コンポーネント７３２によって与えることができる。電源制御信号は、デジタル／アナログ変換器７３４によってデジタル信号からアナログ基準電圧（Ｖｒｅｆ）へと変換することができる。ＳＭＰＳ制御コンポーネント７３２は、モデム／送受信器（図示せず）からインタフェイス７３１を介して受信した送受信器制御信号に基づいて又は電力増幅器バイアス制御コンポーネント７３３から受信したローカル制御信号に基づいて電源制御信号を発生させることができる。ローカル制御信号は、例えば電力増幅器７２２のセンスされた条件に基づき得る。図７に示されるように、ＳＭＰＳ制御コンポーネント７３２は、送受信器制御信号の少なくとも一部分を受信するべくインタフェイス７３１に結合された第１入力と、電力増幅器バイアス制御コンポーネント７３３からのローカル制御信号を受信するべく電力増幅器バイアス制御コンポーネント７３３に結合された第２入力とを含む。
【００５３】
ＳＭＰＳ制御コンポーネント７３２はまた、ＳＭＰＳ７１２の供給電圧により電力を受ける電力増幅器を含む代替ＰＡモジュール７５０から受信した外部制御信号に基づいて電源制御信号を発生させることができる。特に、外部制御信号は、代替ＰＡモジュール７５０．の電力増幅器制御コンポーネント（例えば電力増幅器バイアス制御コンポーネント）から受信することができる。
【００５４】
電力増幅器７２２は、入力信号（ＲＦｉｎ）を受信し、当該入力信号の増幅されたバージョンを出力信号（ＲＦｏｕｔ）として供給する。入力信号は、送受信器からの信号を、インタフェイス７３１（図７に示す）を介して受信する電力増幅器バイアス制御コンポーネント７３３から受信し、送受信器から直接受信し、又は（他の電力増幅器制御コンポーネント）のような他のソースから受信することができる。電力増幅器７２２には、電力増幅器バイアス制御コンポーネント７３３が与えて電力増幅器７２２が受信する電力増幅器制御信号（例えばバイアス電圧又はバイアス電流のようなバイアス信号）によってバイアスをかけることができる。電力増幅器バイアス制御コンポーネント７３３は、送受信器からインタフェイス７３１を介して受信された送受信器制御信号に基づいて電力増幅器制御信号を発生させることができる。制御器７２１及び電力増幅器７２２は、ここではＰＡマスタと称する単一のモジュール７２０に統合することができる。特に、制御器７２１及び電力増幅器７２２は単一のダイに統合することができる。いくつかの実装において、電源７１２もまた、モジュールに統合し又はダイに統合することができる。
【００５５】
制御器７２１のインタフェイス７３１は一以上の制御レジスタを含む。制御レジスタは、例えばＭＩＰＩ（登録商標）制御レジスタであり得る。特に、図７に示されるように、インタフェイス７３１は、一以上の電力増幅器制御レジスタ及び一以上の電源制御レジスタを含む。インタフェイス７３１はさらに、ワンタイムプログラム可能（ＯＴＰ）メモリを含む。
【００５６】
電力増幅器バイアス制御コンポーネント７３３は、一以上の電力増幅器制御レジスタに書き込まれた送受信器制御信号の一部分に基づいて電力増幅器制御信号を発生させるべく構成される。ＳＭＰＳ制御コンポーネント７３２は、一以上の電源制御レジスタに書き込まれた送受信器制御信号の一部分に基づいて電源制御信号を発生させるべく構成される。いくつかの実施形態において、電力増幅器バイアス制御コンポーネント７３３は、電源制御レジスタの一以上をローカル制御信号によって上書きするべく構成される。すなわち、いくつかの実装において、ローカル制御信号を、インタフェイス７３１を介してＳＭＰＳ制御コンポーネント７３２へと与えることができる。
【００５７】
インタフェイス７３１は、入力／出力電圧（ＶＩＯ）ピン、クロック（ＣＬＫ）ピン、接地（ＧＮＤ）ピン及びデータピンを含み得る。送受信器制御信号は、データピンを介してモデム／送受信器から送信すること（及び制御レジスタに書き込むこと）ができる。
【００５８】
すなわち、図７の電力増幅構成７００は、制御器７２１を含む電力増幅制御システムを含む。制御器７２１は、送受信器からの送受信器制御信号を受信するべく構成されたインタフェイス７３１を含む。制御器７２１は、送受信器からの送受信器制御信号に基づいて電力増幅器制御信号（例えばバイアス電圧）を発生させるべく構成された電力増幅器制御コンポーネント（例えば電力増幅器バイアス制御コンポーネント７３３）と、送受信器からの送受信器制御信号に基づいて電源制御信号（例えば基準電圧）を発生させるべく、及び当該電力増幅器制御コンポーネントからのローカル制御信号に基づいて当該電源制御信号を発生させるべく構成された電源制御コンポーネント（例えばＳＭＰＳ制御コンポーネント７３２）とを含む。
【００５９】
表１は、様々な値のＶｒｅｆを発生させるべく、（ＳＭＰＳ制御レジスタの一つに書き込むことができる）３ビット信号を使用してＳＭＰＳ制御コンポーネント７３２により発生させることができる制御信号の例を列挙する。表１は、ディセーブルモードを含む変動値Ｖｒｅｆを一定数の動作モードに実装できることを例示する。「ブースト」モードでは、ＳＭＰＳ制御レジスタの他方に書き込まれた値を使用して特定のＶｒｅｆ出力を示すことができる。
【表１】
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【００６０】
図８は、図７のＳＭＰＳ７１２が、表１にいくつかが列挙される基準電圧Ｖｒｅｆの様々な入力に応答できる態様を示す。２Ｇバイアスモード（Ｖｒｅｆ＜０．３Ｖ）では、ＳＭＰＳは、２Ｇバイアス目的に適した電圧を出力することができる。バックモード（０．３Ｖ〜０．４ＶのＶｒｅｆ）では、ＳＭＰＳは、例えば電池電圧の半分となる電圧を出力することができる。バイパスモード（０．４Ｖ〜０．８ＶのＶｒｅｆ）では、ＳＭＰＳは、電池電圧に実質的に等しい電圧を出力することができる。ブーストモード（Ｖｒｅｆ＞０．８Ｖ）では、ＳＭＰＳは、Ｖｒｅｆに比例するブーストされた電圧を出力することができる。かかる出力は、例えば、ＨＶモードで動作する一以上のＰＡのための供給電圧として利用することができる。
【００６１】
図９は、いくつかの実施形態において、ここに記載された統合ＰＡマスタ機能のいくつか又はすべてが一モジュールに実装できることを示す。かかるモジュールは、例えばフロントエンドモジュール（ＦＥＭ）とすることができる。図９の例において、モジュール３００はパッケージング基板３０２を含み得る。かかるパッケージング基板には一定数のコンポーネントが搭載され得る。例えば、ＦＥ−ＰＭＩＣコンポーネント３０２、ＰＡマスタ３０７を含む電力増幅器アセンブリ３０６、整合コンポーネント３０８、及びデュプレクサアセンブリ３１０を、パッケージング基板３０２上に及び／又はパッケージング基板３０２内に搭載及び／又は実装することができる。一定数の表面搭載技術（ＳＭＴ）デバイス３１４及びアンテナスイッチモジュール（ＡＳＭ）３１２のような他のコンポーネントもまた、パッケージング基板３０２に搭載することができる。様々なコンポーネントのすべてがパッケージング基板３０２上にレイアウトされるように描かれるにもかかわらず、何らかのコンポーネント（複数可）が、他のコンポーネント（複数可）の上に実装できることが理解される。
【００６２】
いくつかの実装において、ここに記載される一以上の特徴を有するデバイス及び／又は回路は、無線デバイスのようなＲＦデバイスに含めることができる。かかるデバイス及び／又は回路は、ここに記載されるモジュラー形態で、又はその何らかの組み合わせで無線デバイスに直接実装することができる。いくつかの実施形態において、かかる無線デバイスは、例えば、セルラー電話、スマートフォン、電話機能あり又はなしのハンドヘルド無線デバイス、無線タブレット等を含み得る。
【００６３】
図１０は、ここに記載される一以上の有利な特徴を有する代表的な無線デバイス２００を描く。ここに記載される一以上の特徴を有するモジュールの文脈において、かかるモジュールは一般に、破線枠３００によって描くことができ、例えばフロントエンドモジュール（ＦＥＭ）として実装することができる。かかるモジュールは、ここに記載される一以上の特徴を有するＰＡマスタ３０７を含み得る。
【００６４】
図１０を参照すると、電力増幅器（ＰＡ）２２０は、増幅及び送信対象のＲＦ信号を発生させるべくかつ受信した信号を処理するべく周知の態様で構成かつ動作し得る送受信器２１０から対応ＲＦ信号を受信することができる。送受信器２１０は、ユーザに適したデータ及び／又は音声信号と送受信器２１０に適したＲＦ信号との間の変換を与えるべく構成されたベース帯域サブシステム２０８と相互作用をするように示される。送受信器２１０はまた、無線デバイス２００の動作を目的として電力を管理するべく構成された電力管理コンポーネント２０６と通信することができる。かかる電力管理はまた、ベース帯域サブシステム２０８及びモジュール３００の動作を制御することもできる。
【００６５】
ベース帯域サブシステム２０８は、ユーザに与えられ及びユーザから受けた音声及び／又はデータの様々な入出力を容易にするべく、ユーザインタフェイス２０２に接続されるように示される。ベース帯域サブシステム２０８はまた、無線デバイスの動作を容易にし及び／又はユーザのための情報記憶を与えるデータ及び／又は命令を記憶するべく構成されたメモリ２０４に接続することもできる。
【００６６】
代表的な無線デバイス２００において、ＰＡ２２０の出力は、（対応整合回路２２２を介して）対応デュプレクサ２２０に整合され及び引き回されるように示される。かかる増幅されかつフィルタリングされた信号は、送信を目的としてアンテナスイッチ２１４を介してアンテナ２１６へと引き回すことができる。いくつかの実施形態において、デュプレクサ２２０により、共通アンテナ（例えば２１６）を使用して送受信動作を同時に行うことができる。図１０において、受信された信号は、例えば低雑音増幅器（ＬＮＡ）を含み得る「Ｒｘ」経路（図示せず）へと引き回されるように示される。
【００６７】
一定数の他の無線デバイス構成も、ここに記載される一以上の特徴を利用することができる。例えば、無線デバイスは、多重帯域デバイスである必要はない。他例において、無線デバイスは、ダイバーシティアンテナのような付加アンテナ、並びに、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）及びＧＰＳのような付加的な接続機能を含み得る。
【００６８】
本明細書及び特許請求の範囲全体にわたり、文脈上そうでないことが明らかでない限り、「含む」等の用語は、排他的又は網羅的な意味とは反対の包括的意味に、すなわち「〜を含むがこれらに限られない」との意味に解釈すべきである。ここで一般に使用される用語「結合」は、直接接続されるか又は一以上の中間要素を介して接続されるかいずれかとなり得る２以上の要素を言及する。加えて、用語「ここ」、「上」、「下」及び類似の趣旨の用語は、本願において使用される場合、本願全体を言及し、本願の任意の特定部分を言及するわけではない。文脈が許容する場合、単数又は複数を使用する上述の詳細な説明における用語はそれぞれ、複数又は単数をも含み得る。２以上の項目のリストを参照する用語「又は」及び「若しくは」について、当該用語は以下の解釈のすべてをカバーする。すなわち、当該リストの任意の項目、当該リストのすべての項目、及び当該リストの項目の任意の組み合わせである。
【００６９】
本発明の実施形態の上記詳細な説明は、排他的であることすなわち本発明を上記開示の正確な形態に制限することを意図しない。本発明の及びその例の特定の実施形態が例示を目的として上述されたが、当業者が認識するように、本発明の範囲において様々な均等の修正も可能である。例えば、プロセス又はブロックが所与の順序で提示されるが、代替実施形態は、異なる順序でステップを有するルーチンを行うこと又はブロックを有するシステムを用いることができ、いくつかのプロセス又はブロックは削除、移動、追加、細分化、結合、及び／又は修正することができる。これらのプロセス又はブロックはそれぞれが、様々な異なる態様で実装することができる。また、プロセス又はブロックが直列的に行われるように示されることがあるが、これらのプロセス又はブロックは、その代わりに、並列して行い又は異なる時に行うこともできる。
【００７０】
ここに与えられる本発明の教示は、必ずしも上述のシステムに限られることがなく、他のシステムにも適用することができる。上述の様々な実施形態の要素及び行為は、さらなる実施形態を与えるべく組み合わせることができる。
【００７１】
本発明のいくつかの実施形態が記載されたが、これらの実施形態は、例のみとして提示されており、本開示の範囲を制限することを意図しない。実際、ここに記載される新規な方法及びシステムは、様々な他の形態で具体化することができる。さらに、ここに記載される方法及びシステムの形態における様々な省略、置換及び変更が、本開示の要旨から逸脱することなくなし得る。添付の特許請求の範囲及びその均等物が、本開示の範囲及び要旨に収まるかかる形態又は修正をカバーすることが意図される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【外国語明細書】
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