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CN108023478A - 包括开关模式电源的电源调制器 - Google Patents

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CN108023478A CN201710463549.8A CN201710463549A CN108023478A CN 108023478 A CN108023478 A CN 108023478A CN 201710463549 A CN201710463549 A CN 201710463549A CN 108023478 A CN108023478 A CN 108023478A
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Abstract

一种包括开关模式电源的电源调制器。一种电源调制器包括：第一开关模式电源，被构造为响应于包络信号而将调制电压发送到输出节点，所述第一开关模式电源包括：开关电路，被构造为响应于包络信号的幅度而发送脉冲信号；低通滤波器，被构造为通过对脉冲信号的特定频带进行滤波来产生调制电压，所述低通滤波器包括多个级；第二开关模式电源，被构造为响应于从第一开关模式电源发送的电流而将补偿电流选择性地发送到输出节点，其中，低通滤波器的所述多个级中的每个级包括至少一个可变的阻抗。

Description

包括开关模式电源的电源调制器
本申请要求于2016年11月1日提交到韩国知识产权局的第10-2016-0144249号韩国专利申请的优先权和权益，所述韩国专利申请出于所有目的通过引用包含于这里全面阐述的内容。
技术领域
示例性实施例涉及一种电子装置，更具体地讲，涉及一种包括开关模式电源的电源调制器和包括电源调制器的发送装置。
背景技术
电池功率管理对诸如移动通信终端的特定电子装置非常重要。对于这样的电子装置，高效的射频功率放大器可被提供以延长电池时间。
随着移动通信技术从2G发展到3G并从3G发展到4G，已经实现了输入信号的高峰值平均功率比(PAPR)特性。然而，使用直流(DC)源的射频功率放大器的效率可能随着PAPR增加而降低。例如，这样的功率放大器可能在回退功率区域中具有降低的功率效率。因此，存在对用于提高具有增加的PAPR的射频功率放大器的功耗效率的技术的持续需求。
平均功率跟踪(APT)方法可用于在回退功率区域中提高降低的功率效率，其中，APT方法可跟踪输入信号的平均功率，基于跟踪结果控制电源电压，并通过使用控制的电源电压来放大无线电信号。然而，APT方法不实时跟踪输入信号的包络，因此，利用APT方法的射频功率放大器可能仍然具有功率损耗。
包络跟踪方法可实时跟踪输入信号的包络，基于跟踪结果控制电源电压，并通过使用控制的电源电压来放大无线电信号。包络跟踪方法需要电源调制器，电源调制器按照输入信号的包络调制电池的电源电压。此外，电源调制器应该具有高功率效率和宽频率带宽以覆盖各种频带的包络信号。
该背景技术部分中公开的上述信息仅用于增强对本发明构思的背景的理解，因此，它可能包含不构成本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
发明内容
一个或多个示例性实施例提供一种被构造为处理各种频带的信号的包络的电源调制器以及包括该电源调制器的发送装置。
在下面的具体实施方式中将对其他方面进行阐述，并且其他方面通过公开将在某种程度上是清楚的，或者可通过本发明构思的实施而被获悉。
根据一个或多个示例性实施例，一种电源调制器包括：第一开关模式电源，被构造为响应于包络信号而将调制电压发送到输出节点，所述第一开关模式电源包括：开关电路，被构造为响应于包络信号的幅度而发送脉冲信号；低通滤波器，被构造为通过对脉冲信号的特定频带进行滤波来产生调制电压，所述低通滤波器包括多个级；第二开关模式电源，被构造为响应于从第一开关模式电源发送的电流而将补偿电流选择性地发送到输出节点，其中，低通滤波器的所述多个级中的每个级包括至少一个可变的阻抗。
根据一个或多个示例性实施例，一种电源调制器包括：第一开关模式电源，被构造为响应于包络信号而将调制电压发送到输出节点，所述第一开关模式电源包括第一子开关模式电源和第二子开关模式电源；第二开关模式电源，被构造为响应于从第一开关模式电源发送的电流而将补偿电流选择性地发送到输出节点，其中，第一子开关模式电源和第二子开关模式电源中的每一个包括：开关电路，被构造为响应于包络信号的幅度而发送脉冲信号；低通滤波器，被构造为通过对脉冲信号的特定频带进行滤波来产生调制电压，所述低通滤波器包括多个级，其中，低通滤波器的所述多个级中的每个级包括至少一个可变的阻抗。
根据一个或多个示例性实施例，一种混合电源调制器包括：第一开关模式电源和第二开关模式电源，每个开关模式电源被构造为接收包络信号并将各自产生的调制电压发送到输出节点，其中，第一开关模式电源包括：脉冲输入节点，被构造为基于包络信号的幅度接收脉冲信号；多个级，顺序连接在脉冲输入节点与输出节点之间，所述多个级被构造为通过对脉冲信号的特定频带进行滤波来产生调制电压，其中，低通滤波器的所述多个级中的每个级包括至少一个可变的阻抗。
根据一个或多个示例性实施例，一种发送装置包括：调制解调器，被构造为产生基带信号以及与基带信号对应的包络数据；电源调制器，包括被构造为基于包络数据将产生的调制电压发送到输出节点的第一开关模式电源和第二开关模式电源；功率放大器，被构造为通过使用调制电压放大载波信号，所述载波信号与基带信号关联，其中，第一开关模式电源包括：脉冲输入节点，用于接收基于包络数据产生的脉冲信号；多个级，顺序连接在脉冲输入节点与输出节点之间，所述多个级被构造为通过对脉冲信号的特定频带进行滤波来产生调制电压，其中，所述多个级中的每个级包括至少一个可变的阻抗。
调制解调器可被构造为产生频率信息，所述频率信息包括关于基带信号的频带的信息，第一开关模式电源还可包括：内部控制器，被构造为响应于频率信息而控制所述至少一个可变的阻抗元件的阻抗。
内部控制器可被构造为：响应于基带信号的频带的减少，降低脉冲信号的频率。
调制解调器可被构造为产生频率信息，所述频率信息包括频分双工(FDD)方案的发送通道的频带与接收通道的频带之间的保护带宽的信息，第一开关模式电源还可包括：内部控制器，被构造为响应于频率信息而控制所述至少一个可变的阻抗元件的阻抗。
内部控制器可被构造为响应于保护带宽的扩大而降低脉冲信号的频率。
所述多个级可包括：第一级，包括连接在脉冲输入节点与内部节点之间的第一电感器，以及连接在内部节点与地节点之间的第一电容器；第二级，包括连接在内部节点与输出节点之间的第二电感器，以及连接在输出节点与地节点之间的第二电容器，其中，第一电感器、第一电容器、第二电感器和第二电容器中的至少一个包括可变的阻抗元件。
上面的总体描述和下面的具体实施方式是示例性的和说明性的，并意图在于提供对所要求保护的主题的进一步解释。
附图说明
附图示出本发明构思的示例性实施例，并与说明书一起用于说明本发明构思的原理，其中，附图被包括以提供对本发明构思更进一步的了解，并包含在本说明书中并构成本说明书的一部分。
图1是示出根据示例性实施例的发送装置的框图。
图2是图1的电源调制器的示例性实施例的框图。
图3和图4是示出图2的可调谐低通滤波器的示例性实施例的示图。
图5是示出图4的第一电容器至第n电容器的示例性实施例的电路图。
图6是示出图4的第一电感器至第n电感器的示例性实施例的电路图。
图7是示出图2的可调谐低通滤波器的增益的曲线图。
图8是示出由图1的电源调制器产生的脉冲信号的功率谱和调制电压的功率谱的曲线图。
图9是示出图2的可调谐低通滤波器的示例性实施例的框图。
图10是示出图1的电源调制器的示例性实施例的框图。
图11是示出图10的第一开关模式电源的示例性实施例的框图。
图12是示出图11的第一开关晶体管和第二开关晶体管的示例性实施例的示图。
图13是示出由电源调制器的示例性实施例产生的脉冲信号的功率谱和调制电压的功率谱的曲线图。
图14是示出图10的第二开关模式电源的示例性实施例的框图。
图15是示出图1的电源调制器的示例性实施例的框图。
图16是示出图15的第一开关模式电源的示例性实施例的详细框图。
图17是示出图1的电源调制器的示例性实施例的框图。
图18是示出图17的开关电路的示例性实施例的框图。
图19是示出图18的开关晶体管块的示例性实施例的框图。
图20是示出图1的电源调制器的示例性实施例的框图。
图21是示出根据示例性实施例的半导体系统的示例性实施例的框图。
具体实施方式
在下面的描述中，出于说明的目的，阐述大量的具体细节以提供对各种示例性实施例的透彻理解。然而，将清楚的是，可在没有这些具体细节或者具有一个或多个等同布置的情况下，实施各种示例性实施例。在其他实例中，为了避免不必要地造成各种示例性实施例模糊，在框图中示出公知的结构和装置。
除非另有详细说明，否则示出的示例性实施例将被理解为提供各种示例性实施例的变化的细节的示例性特征。因此，除非另有详细说明，否则在不脱离公开的示例性实施例的情况下，各种示出的特征、块、组件、模块、元件和/或方面可被另外组合、分割、互换和/或重新布置。此外，在附图中，为了清楚和说明的目的，可能夸大块、组件、模块、元件等的大小和相对大小。此外，相同的参考标记可表示相同或相似的元件。
当元件被称为“连接到”或“结合到”另一元件时，它能直接连接到或结合到所述另一元件，或者可存在中间元件。然而，当元件或层被称为“直接连接到”或“直接结合到”另一元件时，不存在中间元件。出于本公开的目的，“X、Y和Z中的至少一个”和“从由X、Y和Z组成的组选择至少一个”可被解释为仅X、仅Y、仅Z或者X、Y和Z中的两个或更多个的任何组合(诸如，例如，XYZ，XYY、YZ和ZZ)。相同的标号始终表示相同的元件。如这里使用的，术语“和/或”包括一个或多个关联的所列项的任何组合和全部组合。
作为本发明构思的领域的传统，依据功能块、单元和/或模块，在附图中描述和示出实施例。本领域技术人员将理解，这些块、单元和/或模块由诸如逻辑电路、分立组件、微处理器、硬连线电路、存储元件、布线连接等的电路(或光路)物理实现，其中，可使用基于半导体的制造技术或其他制造技术来形成电路(或光路)。在块、单元和/或模块由微处理器等实现的情况下，可使用软件(例如，微代码)对它们进行编程以执行这里讨论的各种功能，并可通过固件和/或软件来可选地驱动它们。可选择地，每个块、单元和/或模块可由专用硬件实现，或者被实现为用于执行一些功能的专用硬件和用于执行其他功能的处理器(例如，一个或多个编程的微处理器和关联电路)的组合。此外，在不脱离本发明构思的范围的情况下，实施例的每个块、单元和/或模块可被物理分割成两个或多个相互作用和分立的块、单元和/或模块。此外，在不脱离本发明构思的范围的情况下，实施例的块、单元和/或模块可被物理组合成更多个复杂的块、单元和/或模块。
图1是示出根据示例性实施例的发送装置的框图。
参照图1，发送装置100包括调制解调器110、射频集成电路(RFIC)120、功率放大器130、电源调制器140和双工器150。
调制解调器110产生包括用于发送的数据的基带信号BBS。调制解调器110向电源调制器140提供与基带信号BBS对应的包络数据ENVD。例如，调制解调器110通过基带信号BBS的幅度调制来产生包络数据ENVD，并向电源调制器140提供包络数据ENVD。
射频集成电路(RFIC)120调制基带信号BBS，产生具有高频带的载波信号CRS，并将产生的载波信号CRS发送到功率放大器130。射频集成电路(RFIC)120将通过双工器150接收的无线电信号转换为在基带信号BBS的范围内，并向调制解调器110提供转换的无线电信号。
功率放大器130使用从电源调制器140接收的调制电压MDN将载波信号CRS放大到目标功率水平，并将放大的载波信号CRS发送到双工器150。可根据调制电压MDV的电平来控制放大增益。
电源调制器140根据包络数据ENVD所表示的包络来调制DC电源电压(例如，来自电池的电压)，并向功率放大器130提供调制DC电压MDV。如果调制DC电压MDV有效地跟踪与包络数据ENVD对应的包络，则功率放大器130所消耗的功率可被减少。
双工器150连接到天线160。双工器150通过天线160发送从功率放大器130接收的放大的载波信号。双工器150可包括发送器和接收器。双工器150可保护接收器免遭由通过天线160发送的放大的载波信号所引起的不利影响。当无线电信号通过天线160被接收时，双工器150还向接收器提供回波信号(回波干扰)。
图2是图1的电源调制器140的示例性实施例的框图。
参照图2，电源调制器140包括数字模拟(D/A)转换器210、内部控制器220、第一开关模式电源230、第二开关模式电源240和比较器250。
D/A转换器210从调制解调器110接收包络数据ENVD(见图1)，并将作为数字信号的包络数据ENVD转换为作为模拟信号的包络信号ENVS。D/A转换器210向第一开关模式电源230和第二开关模式电源240提供转换的包络信号ENVS。
根据示例性实施例，可在调制解调器110和电源调制器140之间设置模拟接口。在这种情况下，调制解调器110可通过模拟接口提供包络信号ENVS(模拟信号)，D/A转换器210可被省略。
内部控制器220可从调制解调器110接收频率信息FI，并基于接收的频率信息FI发送阻抗控制信号IPDCS。内部控制器220可通过控制阻抗控制信号IPDCS来控制可调谐低通滤波器232的阻抗。
内部控制器220可应用各种协议来与调制解调器110进行通信。例如，内部控制器220可采用移动行业处理器接口(MIPI)协议。
频率信息FI可包括与频带有关的信息，其中，频带包括与包络信号ENVS对应的基带信号BBS(见图1)。可根据基带信号BBS的频带来相应地改变频率信息FI的值。
根据示例性实施例，频率信息FI可包括与基带信号BBS的频率带宽有关的信息。可根据基带信号BBS的频率带宽来改变频率信息FI的值。
例如，频率信息(FI)可包括与频分双工(FDD)方案中的发送通道的频带和接收通道的频带之间的保护带宽有关的信息。例如，移动网络运营商可定义FFD方案的不同的保护带宽。根据保护带宽的宽度，可确定发送通道和接收通道之间的干扰。当保护带宽变窄时，发送通道和接收通道之间的干扰可增加。当保护带宽变宽时，发送通道和接收通道之间的干扰可减少。可根据保护带宽的大小改变频率信息(FI)的值。
第一开关模式电源230接收包络信号ENVS。第一开关模式电源230包括开关电路231和可调谐低通滤波器232。
开关电路231基于包络信号ENVS的幅度发送脉冲信号PLS。开关电路231还基于调制电压MDV通过反馈线FBL从可调谐低通滤波器232接收反馈电压，并通过将包络信号ENVS的电压与反馈电压进行比较来产生开关信号。此外，开关电路231可通过根据开关信号选择性地发送源电压和地电压来产生脉冲信号PLS。因此，脉冲信号PLS具有特定的频率。
在第一开关模式电源230中，脉冲信号PLS的频率被设置为高于包络信号ENVS的频率。因此，脉冲信号PLS的频率被可调谐低通滤波器232滤波。
可调谐低通滤波器232将脉冲信号PLS的某些频带进行滤波并发送调制电压MDV。根据示例性实施例，可调谐低通滤波器232包括多个级，多个级中的每个级包括至少一个可变阻抗元件。将参照图3对这个特征进行更加详细地描述。
第二开关模式电源240接收包络信号ENVS。第二开关模式电源240可基于包络信号ENVS和比较信号CPS向可调谐低通滤波器232提供补偿电流。根据示例性实施例，第二开关模式电源240通过将包络信号ENVS的电压与比较信号CPS的电压进行比较来产生开关信号，并通过根据开关信号选择性地发送源电压和地电压来提供电流。
比较器250根据第一开关模式电源230所产生的电流电平产生比较信号CPS。如在图2中所示，比较器250可监视流过发送脉冲信号PLS的线的电流。流过线的电流可响应于连接到线的等价阻抗而变化。比较器250可发送根据监视的电流电平变化的比较信号CPS。
例如，第一开关模式电源230和第二开关模式电源240可以是降压转换器。
图3是示出图2的可调谐低通滤波器232的示例性实施例的示图。
参照图3，可调谐低通滤波器LPF1包括第一级STG11至第n级STG1n(第一级STG11、第二级STG12…第n级STG1n)。其中，第一级STG11至第n级STG1n顺序连接在脉冲输入节点PIND和输出节点OUTND之间。脉冲输入节点PIND被构造为接收脉冲信号PLS(参照图2)。输出节点OUTND被构造为发送调制电压MDV(参照图2)。
第一级STG11至第n级STG1n中的每个级包括第一阻抗元件、第二阻抗元件和节点。第一级STG11至第n级STG1n中的每个级的第一阻抗元件连接在前一级的节点和当前级的节点之间，第一级STG11至第n级STG1n中的每个级的第二阻抗元件连接在当前级的节点和地之间。第一阻抗元件和第二阻抗元件中的至少一个可具有可变的阻抗，其中，可变的阻抗可根据阻抗控制信号IPDCS来控制。
第一级STG11包括连接在脉冲输入节点PIND和第一内部节点ND1之间的第一阻抗元件IPD11以及连接在第一内部节点ND1和地之间的第二阻抗元件IPD12。第二级STG12包括连接在第一内部节点ND1和第二内部节点ND2之间的第一阻抗元件IPD21以及连接在第二内部节点ND2和地之间的第二阻抗元件IPD22。类似地，第n级STG1n(n是大于1的整数)包括连接在第n-1内部节点NDn-1和第n内部节点NDn之间的第一阻抗元件IPDn1以及连接在第n内部节点NDn和地之间的第二阻抗元件IPDn2。第n内部节点NDn连接到输出节点OUTND。
根据示例性实施例，多个级STG11、STG12…STG1n是四阶或更高阶的可调谐低通滤波器。
阻抗元件中的至少一个可具有可变的阻抗，其中，可变的阻抗可响应于阻抗控制信号IPDCS而被控制。如在图3中所示，阻抗元件IPD11、阻抗元件IPD12、阻抗元件IPD21、阻抗元件IPD22…阻抗元件IPDn1和阻抗元件IPDn2可具有可变的阻抗。根据示例性实施例，第一阻抗元件IPD11、第一阻抗元件IPD21…和第一阻抗元件IPDn1可具有固定的阻抗，第二阻抗元件IPD12、第二阻抗元件IPD22…和第二阻抗元件IPDn2可具有可变的阻抗。第一阻抗元件IPD11、第一阻抗元件IPD21…和第一阻抗元件IPDn1可被称为级间阻抗元件，第二阻抗元件IPD12、第二阻抗元件IPD22…和第二阻抗元件IPDn2可被称为接地阻抗元件。
可调谐低通滤波器LPF1还可包括可被设置为接收第二开关模式电源240的输出电流的和节点SND。例如，如在图3中所示，和节点SND可连接到输出节点OUTND。
内部控制器220(见图2)可通过发送内部控制器220响应于频率信息FI而产生的阻抗控制信号IPDCS(见图2)控制阻抗元件IPD11、阻抗元件IPD12、阻抗元件IPD21、阻抗元件IPD22…阻抗元件IPDn1和阻抗元件IPDn2中的可变阻抗元件的阻抗。
根据示例性实施例，频率信息FI表示包括基带信号BBS的频带。内部控制器220可控制可调谐低通滤波器的第一阻抗元件和第二阻抗元件，使得可调谐低通滤波器LPF1的通带随着基带信号BBS的频带增加而增加。
根据示例性实施例，频率信息FI表示包括基带信号BBS的频率带宽。内部控制器220可控制可调谐低通滤波器的第一阻抗元件和第二阻抗元件，使得可调谐低通滤波器LPF1的通带随着基带信号BBS的频率带宽变宽而变宽。
根据示例性实施例，频率信息FI可包括与FDD方案的发送通道的频带和接收通道的频带之间的保护带宽有关的信息。内部控制器220可控制可调谐低通滤波器的第一阻抗元件和第二阻抗元件，使得可调谐低通滤波器LPF1的通带随着保护带的带宽变窄而变窄。
图4是示出图2的可调谐低通滤波器的另一示例性实施例的示图。图5是示出图4的第一电容器至第n电容器的示例性实施例的电路图。图6是示出图4的第一电感器至第n电感器的示例性实施例的电路图。
参照图4，可调谐低通滤波器LPF2包括第一级STG21至第n级STG2n(第一级STG21、第二级STG22…第n级STG2n)。其中，第一级STG21至第n级STG2n(第一级STG21、第二级STG22…第n级STG2n)顺序连接在脉冲输入节点PIND和输出节点OUTND之间。脉冲输入节点PIND被构造为接收脉冲信号PLS(参照图2)。输出节点OUTND被构造为发送调制电压MDV(参照图2)。第一级STG21至第n级STG2n(第一级STG21、第二级STG22…第n级STG2n)中的每个级包括电感器、电容器和节点。第一级STG21至第n级STG2n(第一级STG21、第二级STG22…第n级STG2n)中的每个级的电感器连接在前一级的节点和当前级的节点之间，第一级STG21至第n级STG2n(第一级STG21、第二级STG22…第n级STG2n)中的每个级的电容器连接在当前级的节点和地之间。
第一级STG21包括连接在脉冲输入节点PIND和第一内部节点ND1之间的第一电感器L1以及连接在第一内部节点ND1和地之间的第一电容器C1。第二级STG22包括连接在第一内部节点ND1和第二内部节点ND2之间的第二电感器L2以及连接在第二内部节点ND2和地之间的第二电容器C2。类似地，第n级STG2n(n是大于1的整数)包括连接在第n-1内部节点NDn-1和第n内部节点NDn之间的第n电感器Ln以及连接在第n内部节点NDn和地之间的第n电容器Cn。第n内部节点NDn连接到输出节点OUTND。
参照图4，根据示例性实施例，第一电感器L1至第n电感器Ln(第一电感器L1、第二电感器L2…第n电感器Ln)可具有固定的电感，第一电容器C1至第n电容器Cn(第一电容器C1、第二电容器C2…第n电容器Cn)可具有根据阻抗控制信号IPDCS(例如，电容控制信号)变化的可调谐(或可变)电容。根据示例性实施例，第一电感器至第n电感器和第一电容器至第n电容器可分别具有根据阻抗控制信号IPDCS变化的可变电感和可变电容。
各种电容器可被用于构造可调谐低通滤波器。例如，参照图5，第一电容器C1可包括并联连接到第一内部节点ND1的多个电容器C11、C12…和C1x，以及分别连接在多个电容器C11、C12…和C1x与地之间的多个开关SW11、SW12…和SW1x。根据选择信号SEL11、选择信号SEL12…和选择信号SEL1x，多个开关SW11、SW12…和SW1x分别被接通，并行连接在第一内部节点ND1和地之间的激活的电容器的数量可被控制。因此，第一电容器C1的电容可被控制。
各种可变阻抗元件可被用于构造可调谐低通滤波器。例如，如在图6中所示，第一电感器L1包括顺序串联连接在脉冲输入节点PIND和第一内部节点ND1之间的多个电感器L11、L12…和L1y，以及分别与多个电感器L11、L12…和L1y并联连接的多个开关SW21、SW22…和SW2y。根据选择信号SEL11、选择信号SEL22…和选择信号SEL2y，多个开关SW21、SW22…和SW2y分别被接通，串联连接在脉冲输入节点PIND和第一内部节点ND1之间的激活的电感器的数量可被控制。因此，第一电感器L1的电感可被控制。
参照图4，可根据阻抗控制信号IPDCS控制第一电感器L1至第n电感器Ln的电感和第一电容器C1至第n电容器Cn的电容。
根据示例性实施例，频率信息FI可表示基带信号BBS的频带，阻抗控制信号IPDCS可响应于基带信号BBS的频带的增加而减小第一电容器C1至第n电容器Cn(第一电容器C1、第二电容器C2…第n电容器Cn)中的至少一个。此外，阻抗控制信号IPDCS可响应于基带信号BBS的频带的增加而减小第一电感器L1至第n电感器Ln(第一电感器L1、第二电感器L2…第n电感器Ln)中的至少一个。因此，可调谐低通滤波器LPF2的通带可被增加。
根据示例性实施例，频率信息FI可表示基带信号BBS的频率带宽，阻抗控制信号IPDCS可响应于基带信号BBS的频率带宽的变宽而减小第一电容器C1至第n电容器Cn(第一电容器C1、第二电容器C2…第n电容器Cn)中的至少一个。此外，阻抗控制信号IPDCS可响应于基带信号BBS的频率带宽的变宽而减小第一电感器L1至第n电感器Ln(第一电感器L1、第二电感器L2…第n电感器Ln)中的至少一个。
根据示例性实施例，频率信息FI可包括与根据FDD方案的保护带宽有关的信息，内部控制器220可响应于保护带宽的变窄而增大第一电容器C1至第n电容器Cn(第一电容器C1、第二电容器C2…第n电容器Cn)中的至少一个。此外，内部控制器220可响应于保护带宽的变窄而增大第一电感器L1至第n电感器Ln(第一电感器L1、第二电感器L2…第n电感器Ln)中的至少一个。因此，可调谐低通滤波器LPF2的通带可变窄。
应当理解，示例性实施例的发明构思的技术特征和方面不限于此。基于级STG21、级STG22…级STG2n中的每个级的电感器和电容器的数量以及其连接结构，控制电容和电感的方法可被改变。
根据示例性实施例，级STG21、级STG22…级STG2n可被布置在集成电路(IC)外部，其中，电源调制器140的其他元件被布置在集成电路中。根据示例性实施例，如果可调谐电容器和可调谐电感器如图5和图6中所示地被构造，则多个电容器C11、C12…和C1x以及多个电感器L11、L12…和L1y可被布置在IC外部，其中，电源调制器140的其他元件和开关SW11、SW12…和SW1x以及开关SW21、SW22…和SW2y可被布置在IC中。
图7是示出图2的可调谐低通滤波器232的增益的曲线图。参照图7，X轴表示输入信号的频率，Y轴表示可调谐低通滤波器232的增益。
参照图7，可调谐低通滤波器232(见图2)的增益可用实线表示。可调谐低通滤波器232的增益的斜率由包括在可调谐低通滤波器232中的级的数量决定。例如，可调谐低通滤波器232的增益可具有-80dB/decade(dB/dec)的斜率。可调谐低通滤波器232的通带的带宽(例如，-3dB带宽)可通过调谐包括在每个级中的至少一个阻抗元件来控制。例如，可调谐低通滤波器232的通带的带宽可被控制，使得低于第一频率f1或低于第二频率f2的通带被形成。参照图7，根据示例性实施例，脉冲信号PLS(见图2)的频率可以是第三频率f3，脉冲信号PLS可具有-65dB的衰减。例如，脉冲信号PLS的第三频率可在调制电压MDV中引起噪声，调制电压MDV中的噪声可在功率放大器130所产生的放大的载波信号中引起噪声。双工器150(参照图1)可具有关于从功率放大器130接收的放大的载波信号的最大噪声水平的标准。因此，调制电压MDV中的噪声应该被降低，使得放大的载波信号可被控制在双工器150所要求的最大噪声水平下。因此，脉冲信号PLS需要以增益(例如，-65dB)进行衰减。
根据示例性实施例，低通滤波器可以是具有-40dB/dec的增益斜率的二阶滤波器。以虚线示出具有-40dB/dec的增益斜率的低通滤波器的增益。为了以-65dB的增益对具有第三频率f3的脉冲信号PLS进行衰减，低通滤波器需要具有低于第一频率f1的通带(图7，曲线图a)。如果低通滤波器的通带包括大于第一频率f1的频率，则可能无法以-65dB的增益对具有第三频率f3的脉冲信号PLS进行衰减。例如，如果低通滤波器的通带包括第二频率f2(图7，曲线图b)，则以-32dB的增益对具有第三频率f3的脉冲信号PLS进行衰减，反过来，调制电压MDV中的噪声未被充分降低。
根据示例性实施例，具有-80dB/dec的增益斜率的低通滤波器可以以-65dB的增益对具有第三频率f3和同时包括低通滤波器的通带中的第二频率f2的脉冲信号PLS进行衰减。因此，包括多个级的可调谐低通滤波器232可具有增加的通带。
根据示例性实施例，可调谐低通滤波器232的多个级中的每个级可包括至少一个可变阻抗元件。通过控制包括在可调谐低通滤波器232的多个级中的每个级中的可变阻抗元件，可调谐低通滤波器232的通带可被控制。
根据示例性实施例，包括在可调谐低通滤波器232的多个级中的每个级中的可变阻抗元件可被控制，使得可调谐低通滤波器232可具有低于f1的通带(图7，曲线图d)。在这种情况下，具有第三频率f3的脉冲信号PLS可被更强烈地衰减，调制电压MDV中的噪声可被进一步降低。因此，第一开关模式电源230的可靠性可被提高。例如，当FDD方案的保护带宽变窄时，可调谐低通滤波器232可被控制为具有窄的通带，使得调制电压MDV的噪声可被有效降低。此外，根据示例性实施例的可调谐低通滤波器232可被控制为具有窄的通带，以响应调制电压MDV的噪声被降低的任何需要。
根据示例性实施例，包括在可调谐低通滤波器232的多个级中的每个级中的可变阻抗元件可被控制，使得可调谐低通滤波器232可具有低于f2的通带。在这种情况下，第一开关模式电源230所支持的包络信号ENVS的频率带宽可被增加频率范围WD。例如，当基带信号BBS具有较高频带或较宽的频率带宽时，可调谐低通滤波器232可被控制为具有增加的通带，使得具有较高频带或较宽的频率带宽的基带信号BBS可被支持。
图8示出由图1的电源调制器产生的脉冲信号的功率谱和调制电压的功率谱的曲线图。参照图8，x轴表示输入信号的频率，y轴表示功率。根据示例性实施例，包络信号ENVS的频带低于第一频率f1，脉冲信号PLS的频率是小于图7的第三频率f3的第四频率f4。
参照图8，脉冲信号PLS的功率谱SP_PLS在包络信号ENVS的第一频率f1和脉冲信号PLS的第四频率f4示出高功率。
在包括具有-40dB/dec的增益斜率的低通滤波器的可比较的实施例中，由于脉冲信号PLS的频率是小于第三频率f3的第四频率f4，所以脉冲信号PLS可能无法以足够的增益(例如，-65dB)进行衰减。由于脉冲信号PLS不能以第四频率f4进行充分地衰减，所以可比较的调制电压的功率谱SP_CM可在第四频率f4示出大于特定阈值的功率。
根据示例性实施例，可调谐低通滤波器232包括多个级，其中，多个级包括可变阻抗元件。可调谐低通滤波器232可在第四频率f4对脉冲信号PLS进行充分地衰减。因此，调制电压的功率谱SP_MDV可在第四频率f4示出小于特定阈值的功率。
图9是示出图2的可调谐低通滤波器的示例性实施例的框图。
可调谐低通滤波器的第一级STG31至第n级STG3n可包括各种类型的可变阻抗元件。参照图9，第一级STG31至第n级STG3n中的每个级包括电感器、电容器和节点。第一级STG31至第n级STG3n中的每个级的电感器连接在前一级的节点和当前级的节点之间，第一级STG21至第n级STG2n中的每个级的电感器和电容器连接在当前级的节点和地之间。
第一级STG31包括连接在脉冲输入节点PIND和第一内部节点ND1之间的电感器L11以及连接在第一内部节点ND1和地之间的电感器L12和电容器C1。第二级STG32包括连接在第一内部节点ND1和第二内部节点ND2之间的电感器L21以及连接在第二内部节点ND2和地之间的电感器L22和电容器C2。类似地，第n级STG3n(n是大于1的整数)包括连接在第n-1内部节点NDn-1和第n内部节点NDn之间的电感器Ln1以及连接在第n内部节点NDn和地之间的电感器Ln2和电容器Cn。例如，电感器L11、电感器L12、电感器L21、电感器L22…电感器Ln1和电感器Ln2以及电容器C1、电容器C2…电容器Cn可具有可变的阻抗。例如，电感器L11、电感器L12、电感器L21、电感器L22…电感器Ln1和电感器Ln2可具有固定的电感，电容器C1、电容器C2…电容器Cn可具有可变的电容。
图10是示出图1的电源调制器的示例性实施例的框图。
参照图10，电源调制器300可包括数字模拟(D/A)转换器310、内部控制器320、第一开关模式电源330、第二开关模式电源340和比较器350，其中，第二开关模式电源340包括开关电路331和可调谐低通滤波器332。
根据示例性实施例，响应于接收的频率信息FI，内部控制器320可控制开关电路331。参照图10，内部控制器320可响应于接收的频率信息FI而产生开关频率控制信号SFCS，并将开关频率控制信号SFCS发送到开关电路331。
根据示例性实施例，频率信息FI可表示基带信号BBS的频带，内部控制器320可随着基带信号BBS的频带被减少而降低脉冲信号PLS的频率。
根据示例性实施例，频率信息FI可表示基带信号BBS的频率带宽，内部控制器320可随着基带信号BBS的频带被减少而将脉冲信号PLS的频率带宽变窄。
根据示例性实施例，频率信息FI可包括与FDD方案的发送通道的频带和接收通道的频带之间的保护带宽有关的信息，内部控制器可随着保护带宽变宽而降低脉冲信号PLS的频率。
图11是示出图10的第一开关模式电源的示例性实施例的框图。
参照图11，第一开关模式电源400可包括开关电路410和可调谐低通滤波器420。
开关电路410包括迟滞比较器411、栅极驱动器412、开关晶体管TR1和开关晶体管TR2、反馈电路413、开关频率控制器(SFC)414和振荡器415。
迟滞比较器411可将包络信号ENVS的电压与从反馈电路413接收的反馈电压进行比较，并响应于比较的结果将开关信号发送到栅极驱动器412。响应于包络信号ENVS的电压与反馈电压的差，迟滞比较器411可启用或禁用开关信号。迟滞比较器411可具有迟滞窗口。具体地，响应于包络信号ENVS的电压比反馈电压大第一阈值电压，迟滞比较器411可启用开关信号；响应于包络信号ENVS的电压比反馈电压小第二阈值电压，迟滞比较器411可禁用开关信号。
响应于从迟滞比较器411接收的开关信号，栅极驱动器412可控制第一开关晶体管TR1和第二开关晶体管TR2。例如，当开关信号被启用时，栅极驱动器412可使第一开关晶体管TR1导通和并使第二开关晶体管TR2截止。例如，当开关信号被禁用时，栅极驱动器412可使第一开关晶体管TR1截止并使第二开关晶体管TR2导通。因此，脉冲信号PLS可通过脉冲输入节点PIND被发送。
根据示例性实施例，第一开关晶体管TR1可以是p沟道金属氧化物半导体(PMOS)晶体管，第二开关晶体管TR2可以是n沟道金属氧化物半导体(NMOS)晶体管。
反馈电路413连接到输出节点OUTND。反馈电路413可响应于被施加在输出节点OUTND上的调制电压MDV而产生反馈电压，并将产生的反馈电压发送到迟滞比较器411。根据示例性实施例，反馈电路413可包括诸如电阻器、电容器和电感器的阻抗元件。根据示例性实施例，连接到输出节点OUTND的反馈线FBL还可连接到每个级的内部节点和脉冲输入节点PIND。
开关频率控制器414可接收开关频率控制信号SFCS。开关频率控制信号SFCS是从内部控制器320接收的(参照图10)。
开关频率控制器414可通过控制迟滞比较器411和反馈电路413中的至少一个来控制脉冲信号PLS的频率。例如，响应于开关频率控制信号SFCS，开关频率控制器414可控制迟滞比较器411的迟滞窗口。例如，开关频率控制器414可控制反馈电路413的阻抗以控制反馈电压的增益斜率，更具体地，脉冲信号PLS的频率。响应于迟滞窗口和反馈电压的大小，脉冲信号PLS的频率可被改变。
根据示例性实施例，开关频率控制器414可从振荡器415接收参考信号REFS。开关频率控制器414可将脉冲信号PLS的频率和参考信号REFS的频率之间的放大率与开关频率控制信号SFCS进行比较，并响应于比较的结果控制迟滞比较器411和反馈电路413中的至少一个。
可调谐低通滤波器420包括顺序连接在脉冲输入节点PIND和输出节点OUTND之间的多个级STG1和STG2。例如，可调谐低通滤波器420可包括如在图11中所示的两个级STG1和STG2。
可分别通过第一阻抗控制信号IPDCS_1和第二阻抗控制信号IPDCS_2来控制第一级STG1和第二级STG2的阻抗。第一级STG1可包括第一电感器L1和第一电容器C1，第二级STG2可包括第二电感器L2和第二电容器C2。参照图11，第一电感器L1和第二电感器L2具有固定的电感，第一电容器C1和第二电容器C2具有可变的电容。在这种情况下，可分别根据第一阻抗控制信号IPDCS_1和第二阻抗控制信号IPDCS_2控制第一电容器C1和第二电容器C2的电容。因此，可调谐低通滤波器420的通带可被控制。
图12是示出图11的第一开关晶体管和第二开关晶体管的示例性实施例的示图。
参照图11和图12，第一开关晶体管TR1连接在电池电压和脉冲输入节点PIND之间，并响应于第一开关节点SWND1的电压导通或截止。第二开关晶体管TR2连接在脉冲输入节点PIND和地电压之间，并响应于第二开关节点SWND2的电压导通或截止。第一开关节点SWND1和第二开关节点SWND2连接到栅极驱动器412。
开关晶体管均可包括寄生电容器。第一开关晶体管TR1可包括被布置在第一开关晶体管TR1的栅极、源极和漏极之间的第一寄生电容器Vprs1、第二寄生电容器Vprs2和第三寄生电容器Vprs3。第二开关晶体管TR2可包括被布置在第二开关晶体管TR2的栅极、源极和漏极之间的第一寄生电容器Vprs4、第二寄生电容器Vprs5和第三寄生电容器Vprs6。
由于寄生电容器Vprs1、寄生电容器Vprs2、寄生电容器Vprs3、寄生电容器Vprs4、寄生电容器Vprs5和寄生电容器Vprs6，当第一开关晶体管TR1和第二开关晶体管TR2导通或截止时，开关损耗可发生在第一开关晶体管TR1和第二开关晶体管TR2中。例如，当第一开关晶体管TR1和第二开关晶体管TR2导通或截止时，寄生电容器Vprs1、寄生电容器Vprs2、寄生电容器Vprs3、寄生电容器Vprs4、寄生电容器Vprs5和寄生电容器Vprs6被充电和放电。对寄生电容器Vprs1、寄生电容器Vprs2、寄生电容器Vprs3、寄生电容器Vprs4、寄生电容器Vprs5和寄生电容器Vprs6充电造成功率的损耗。因此，功率的损耗可通过减少使开关晶体管导通和截止的次数而被降低。开关损耗可通过降低脉冲信号PLS的频率而被降低。
根据示例性实施例，响应于频率信息FI(参见图10)，内部控制器320(参照图10)可控制脉冲信号PLS的频率。例如，频率信息FI可表示基带信号BBS的频带，脉冲信号PLS的频带可随着基带信号BBS的频带被减少而被减少。回去参照图7，基带信号BBS的频带小于第一频率f1，脉冲信号PLS的频率是第三频率。多个级STG1和STG2(参照图11)中的每个级的阻抗可被单独控制，使得可调谐低通滤波器420可具有小于第一频率f1的通带(图7，曲线图d)。在这种情况下，即使脉冲信号PLS的频率从第三频率改变为第二频率，可调谐低通滤波器420也可提供-65dB衰减。
根据示例性实施例，随着基带信号BBS的频带减少，可调谐低通滤波器420可被控制为具有减少的通带，开关电路410可被控制为减小脉冲信号PLS的频率。相应地，电源调制器300的功率损耗可被减少。
根据示例性实施例，随着基带信号BBS的频带增加，可调谐低通滤波器420可被控制为具有增加的通带，开关电路410可被控制为增加脉冲信号PLS的频率。相应地，电源调制器300可覆盖具有各种频带的包络信号。
根据示例性实施例，频率信息FI可包括与FDD方案的保护带宽有关的信息，保护带宽可通过控制开关电路410来变宽以降低脉冲信号的频率。变宽的保护带宽可提供发送通道的频带与接收通道的频带之间的增加的余量。在这种情况下，即使调制电压MDV中的噪声被增加，发送装置100的可靠性也可被提高。通过降低脉冲信号PLS的频率，发送装置100的可靠性可在降低电源调制器140的功率损耗的同时被提高。
图13是由电源调制器的示例性实施例产生的脉冲信号的功率谱和调制电压的功率谱的曲线图。
参照图13，脉冲信号PLS的频率可以是第四频率f4，脉冲信号PLS的第一功率谱SP_PLS1可在包络信号ENVS的第一频率f1和脉冲信号PLS的第四频率f4示出相对高的功率水平。脉冲信号PLS的频率可从第四频率f4被降低为小于第四频率f4的第五频率f5。脉冲信号PLS的第二功率谱SP_PLS2可在包络信号ENVS的第一频率f1和脉冲信号PLS的第五频率f5示出相对高的功率水平。即使当脉冲信号PLS的频率是第五频率f5时，根据示例性实施例的可调谐低通滤波器420在脉冲信号PLS的频率具有特定衰减增益(诸如，-65dB)(参照图11)，调制电压的功率谱SP_MDV可具有小于特定阈值的功率水平。因此，根据示例性实施例，电源调制器140可具有提高的可靠性和降低的功耗。
图14是示出图10的第二开关模式电源的示例性实施例的框图。参照图14，第二开关模式电源500包括迟滞比较器510、栅极驱动器520、第三开关晶体管TR3和第四开关晶体管TR4以及阻抗元件530。
迟滞比较器510可将包络信号ENVS的电压与比较信号CPS的电压进行比较，并响应于比较的结果将开关信号发送到栅极驱动器520。响应于从迟滞比较器510接收的开关信号，栅极驱动器520可控制第三开关晶体管TR3和第四开关晶体管TR4。第三开关晶体管TR3连接在电池电压和节点PND之间。第四开关晶体管TR4连接在节点PND和地电压之间。相应地，脉冲信号被施加到节点PND。
阻抗元件530连接在节点PND与和节点SND之间。例如，阻抗元件可包括电感器L。电感器L和电容器C2连接到可调谐低通滤波器420的输出节点OUTND(参照图11)，用作另一低通滤波器。施加到节点PND的脉冲信号可通过阻抗元件530被发送到和节点SND。因此，第二开关模式电源可将补偿电流提供给和节点SND。
图15是示出图1的电源调制器600的示例性实施例的框图。
参照图15，电源调制器600可包括数字模拟(D/A)转换器610、内部控制器620、第一开关模式电源630、第二开关模式电源640和比较器650。
根据示例性实施例，第一开关模式电源630可包括多个子低通滤波器，多个子低通滤波器中的每个可包括电感器和可变电容器。由于可变电感器可能由于它的特性而无法提供足够的可靠性，所以固定电感器可包括在多个子低通滤波器中。多个子低通滤波器中的每个可具有不同的通带，子开关电路可分别针对多个子低通滤波器中的每个被布置。
第一开关模式电源630包括第一子开关模式电源631和第二子开关模式电源632。
第一子开关模式电源631包括第一子开关电路601和第一子低通滤波器602。响应于从内部控制器620接收的包络信号ENVS的电压和通过第一反馈线FBL1接收的反馈电压，第一子开关电路601产生和发送第一脉冲信号PLS1。
第二子开关模式电源632包括第二子开关电路603和第二子低通滤波器604。响应于从内部控制器620接收的包络信号ENVS的电压和通过第二反馈线FBL2接收的反馈电压，第二子开关电路603产生和发送第二脉冲信号PLS2。
第一子低通滤波器602和第二子低通滤波器604均可包括固定电感器和可变电容器。可根据第一阻抗控制信号IPDCS1和第二阻抗控制信号IPDCS2来控制包括在第一子低通滤波器602和第二子低通滤波器604中的可变电容器。
复用器633可发送从第一子低通滤波器602和第二子低通滤波器604接收的电压中的一个。
加法器电路634可将第一脉冲信号PSL1和第二脉冲信号PSL2的电流进行相加，并将相加的电流Ism发送到比较器650。响应于相加的电流Ism，比较器650产生比较信号CPS。响应于比较信号CPS，第二开关模式电源640可将补偿电流提供给第一子低通滤波器602和第二子低通滤波器604。例如，和节点SND(参照图14)可连接到第一子低通滤波器的输出节点OUTND1和第二子低通滤波器的输出节点OUTND2(参照图16)。
内部控制器620可控制电源调制器600。响应于频率信息FI，内部控制器可选择第一子开关电路601和第二子开关电路603之一。来自选择的子开关电路的脉冲信号可通过相应的子低通滤波器被发送作为调制电压MDV。
图16是示出图15的第一开关模式电源的示例性实施例的详细框图。
参照图16，可通过从内部控制器620(参照图15)接收的第一使能信号EN1和第二使能信号EN2启用第一子开关电路601和第二子开关电路603。当第一子开关电路601被启用时，第一脉冲信号PLS1可通过第一子低通滤波器602被发送作为调制电压MDV。当第二子开关电路603被启用时，第二脉冲信号PLS2可通过第二子低通滤波器604被发送作为调制电压MDV。
包括在第一子低通滤波器602中的级STG11和级STG12中的每个级可包括固定电感器和可变电容器。可通过第一阻抗控制信号IPDCS1控制级STG11和级STG12的可变电容器。包括在第二子低通滤波器604中的级STG21和级STG22中的每个级可包括固定电感器和可变电容器。可通过第二阻抗控制信号IPDCS2控制级STG21和级STG22的可变电容器。包括在级STG11和级STG12中的固定电感器可具有与级STG21和级STG22不同的电感。
图17是示出图1的电源调制器的示例性实施例的框图。
参照图17，电源调制器700可包括数字模拟(D/A)转换器710、内部控制器720、第一开关模式电源730、第二开关模式电源740和比较器750。
内部控制器720可从调制解调器110接收功率控制信息PWI。可根据功率控制信息PWI控制脉冲信号PLS的幅度。例如，电源调制器140还可被构造为响应于功率控制信息PWI而调节电池电压(参照图20)。调节的电池电压可代替图11和图14中示出的电池电压Vbatt。
根据示例性实施例，根据功率控制信息PWI，内部控制器720可控制用于产生脉冲信号PLS的开关晶体管。
图18是示出图17的开关电路的示例性实施例的框图。
参照图18，开关电路800可包括迟滞比较器810、栅极驱动器820、开关晶体管块TRB、反馈电路830、开关频率控制器840和振荡器850。迟滞比较器810、栅极驱动器820、反馈电路830、开关频率控制器840和振荡器850分别基本等同于迟滞比较器411、栅极驱动器412、反馈电路413、开关频率控制器414和振荡器415，因此它们的描述将被省略。
响应于栅极驱动器820的控制，开关晶体管块TRB可通过将电池电压Vbatt和地电压中的一个发送到脉冲输入节点PIND来产生脉冲信号PLS。
响应于选择信号SEL，开关晶体管块TRB可控制用于产生脉冲信号PLS的开关晶体管。可从内部控制器720接收选择信号SEL。
图19是示出图18的开关晶体管块的示例性实施例的框图。
参照图18和图19，开关晶体管块TRB可包括第一选择电路801和第二选择电路802以及第一晶体管组TRG1和第二晶体管组TRG2。
第一选择电路801可连接在开关节点SWND1和开关节点SWND2与第一晶体管组TRG1之间。第二选择电路802可连接在开关节点SWND1和开关节点SWND2与第二晶体管组TRG2之间。开关节点SWND1和开关节点SWND2连接到栅极驱动器820。
晶体管组TRG1和晶体管组TGR2中的每个包括串联连接在电池电压Vbatt和地电压之间的两个晶体管。第一晶体管组TRG1包括开关晶体管TR11和开关晶体管TR12。第二晶体管组TRG2包括开关晶体管TR21和开关晶体管TR22。例如，连接在电池电压Vbatt和脉冲输入节点PIND之间的开关晶体管TR11和开关晶体管TR21是PMOS晶体管，连接在脉冲输入节点PIND和地电压之间的开关晶体管TR12和开关晶体管TR22是NMOS晶体管。
第一晶体管组TRG1中的开关晶体管TR11和开关晶体管TR12可以在尺寸上大于第二晶体管组TRG2中的开关晶体管TR21和开关晶体管TR22。
可根据选择信号SEL选择第一晶体管组TRG1和第二晶体管组TRG2中的一组。响应于栅极驱动器820的控制，选择的晶体管组产生脉冲信号PLS。例如，当选择信号SEL被禁用时，第一选择电路801可将第一晶体管组TRG1连接到开关节点SWND1和开关节点SWND2。当选择信号SEL被启用时，第二选择电路802可将第二晶体管组TRG2连接到开关节点SWND1和开关节点SWND2。
可根据选择信号SEL决定产生脉冲信号PLS的开关晶体管的尺寸。例如，当选择信号被禁用时，具有更大尺寸的晶体管(TR11和TR12)可用于产生脉冲信号PLS。当选择信号被启用时，具有更小尺寸的晶体管(TR21和TR22)可用于产生脉冲信号PLS。
调制电压MDV可能需要被控制为低。例如，当发送装置100(参照图1)靠近手机发射塔时，功率放大器130可具有低放大率以降低功耗。相应地，调制解调器110(参照图1)可控制功率控制信息PWI(参照图17)，使得电源调制器700可发送低调制电压MDV。
返回参照图12，开关晶体管具有寄生电容器。寄生电容器的寄生电容可随着开关晶体管的尺寸增加而增加。当开关晶体管导通时，增加的电容吸引更多的电荷。因此，具有较大尺寸的开关晶体管可增加开关损耗。
调制电压MDV可能需要被控制为高。相应地，调制解调器110(参照图1)可控制功率控制信息PWI(参照图17)，使得电源调制器700可发送高调制电压MDV。
高调制电压MDV可增加脉冲信号PLS的电流。开关晶体管包括阻抗元件，包括的阻抗元件的电阻可随着开关晶体管的尺寸减小而增加。因此，当脉冲信号PLS的电流增加时，具有更小尺寸的开关晶体管可产生增加的传导损耗。
根据示例性实施例，功率控制信息PWI可用于选择具有不同的开关晶体管尺寸的晶体管组TRG1和晶体管组TRG2中的一组，使用选择的晶体管组产生脉冲信号PLS。当请求低调制电压MDV(例如，回退区域中的调制电压)时，可选择包括小开关晶体管尺寸的晶体管组。相应地，开关损耗可被降低，电源调制器700的功耗可被降低。当请求高调制电压MDV时，可选择包括大开关晶体管尺寸的晶体管组。相应地，传导损耗可被降低，电源调制器700的功耗可被降低。
图20是图1的电源调制器的示例性实施例的框图。
参照图20，电源调制器900可包括数字模拟(D/A)转换器910、内部控制器920、第一开关模式电源930、第二开关模式电源940、比较器950、功率控制器960、降压调节器970和开关980，其中，第一开关模式电源930包括开关电路931和低通滤波器932。
内部控制器920可接收功率控制信息PWI，并将功率控制信息PWI发送到功率控制器960。响应于功率控制信息PWI，功率控制器960可控制参考电压，以控制降压调节器970的输出电压。
降压调节器970可根据参考电压Vref调节电池电压。例如，降压调节器970的调节的电池电压可代替图11、图14和图18中示出的电池电压Vbatt。
例如，降压调节器970可以是升压器。例如，降压调节器970可以是DC转换器。
开关980可发送低通滤波器932的输出电压和降压调节器970的输出电压中的一个作为调制电压MDV。
响应于功率控制信息PWI，电源调制器900可以以包络跟踪(ET)方法和平均功率跟踪(APT)中的一个来操作。电源调制器900以APT方法操作，功率控制器960可控制开关980将降压调节器970的输出电压发送作为调制电压MDV。以ET方法操作的电源调制器900可控制开关980将低通滤波器932的输出电压发送作为调制电压MDV。例如，如果功率控制信息PWI要求低调制电压MDV，则以APT方法操作电源调制器900。如果功率控制信息PWI要求高调制电压MDV，则以ET方法操作电源调制器900。
图21是示出根据示例性实施例的半导体系统1000的示例性实施例的框图。
参照图21，半导体系统1000可包括电池1100、电源调制器1200、应用处理器AP1300、I/O接口1400、RAM 1500、模拟基带芯片组ABB 1600、显示器1700和非易失性存储器1800。
电源调制器1200可将电池1100的电压调制为各种电平的输出电压Vout1～Vout6，并将调制电压发送到包括应用处理器AP 1300、I/O接口1400、RAM 1500、模拟基带芯片组ABB 1600、显示器1700和非易失性存储器1800的各种驱动部件。电源调制器1200可包括图2、图10、图15和图17中示出的电源调制器140、电源调制器300、电源调制器600和电源调制器700中的一个。模拟基带芯片组ABB 1600可以是用于无线通信的包括图1中示出的调制解调器110、射频集成电路(RFIC)120、功率放大器130、电源调制器140和双工器150的任何元件。
响应于包络数据ENVD和频率信息FI，电源调制器1200可从电池电压产生各种输出电压Vout1～Vout6。根据示例性实施例，驱动部件可将包络数据ENVD和频率信息FI发送到电源调制器1200。驱动部件还可将功率控制信息PWI(参照图17)发送到电源调制器1200。
根据示例性实施例，半导体系统1000可以是包括电池的任何便携式电子装置(诸如，移动电话)。
虽然这里已经描述了特定示例性实施例和实施方式，但是通过本说明书，其他实施例和修改将是清楚的。相应地，本发明构思不限于这样的实施例，而是呈现的权利要求和各种明显的修改以及等价布置的更宽范围。

Claims (20)

1.一种电源调制器，包括：
第一开关模式电源，被构造为响应于包络信号而将调制电压发送到输出节点，所述第一开关模式电源包括：
开关电路，被构造为响应于包络信号的幅度而发送脉冲信号；
低通滤波器，被构造为通过对脉冲信号的特定频带进行滤波来产生调制电压，低通滤波器包括多个级；
第二开关模式电源，被构造为响应于从第一开关模式电源发送的电流而将补偿电流选择性地发送到输出节点，
其中，低通滤波器的所述多个级中的每个级包括至少一个可变的阻抗元件。
2.如权利要求1所述的电源调制器，其中，第一开关模式电源还包括内部控制器，内部控制器被构造为响应于频率信息而控制所述至少一个可变的阻抗元件的阻抗。
3.如权利要求2所述的电源调制器，其中，频率信息包括关于与包络信号对应的基带信号的频带的信息，
其中，内部控制器被构造为：响应于基带信号的频带的增加，控制所述至少一个可变的阻抗元件的阻抗以扩大低通滤波器的通带的带宽。
4.如权利要求2所述的电源调制器，其中，频率信息包括频分双工(FDD)方案的发送通道的频带与接收通道的频带之间的保护带宽的信息，
其中，内部控制器被构造为：响应于保护带宽的缩小，控制所述至少一个可变的阻抗元件的阻抗以缩小低通滤波器的通带的带宽。
5.如权利要求1所述的电源调制器，其中，第一开关模式电源还包括内部控制器，内部控制器被构造为响应于频率信息而控制脉冲信号的频率。
6.如权利要求5所述的电源调制器，其中，频率信息包括关于与包络信号对应的基带信号的频带的信息，
其中，内部控制器被构造为：响应于基带信号的频带的减少，降低脉冲信号的频率。
7.如权利要求5所述的电源调制器，其中，频率信息包括频分双工(FDD)方案的发送通道的频带与接收通道的频带之间的保护带宽的信息，
其中，内部控制器被构造为：响应于保护带宽的扩大，降低脉冲信号的频率。
8.如权利要求2所述的电源调制器，其中，内部控制器还被构造为：响应于低通滤波器的通带的减少，降低脉冲信号的频率。
9.如权利要求1所述的电源调制器，其中，低通滤波器的所述多个级包括顺序连接在接收脉冲信号的脉冲输入节点与输出节点之间的第一级至第n级，其中：
第一级包括连接在脉冲输入节点与第一级的内部节点之间的第一阻抗元件，以及连接在第一级的内部节点与地节点之间的第二阻抗元件；
第k级包括连接在第k-1级的内部节点与第k级的内部节点之间的第三阻抗元件，以及连接在第k级的内部节点与地节点之间的第四阻抗元件，
其中，第n级的内部节点连接到输出节点，
其中，第一阻抗元件、第二阻抗元件、第三阻抗元件和第四阻抗元件中的至少一个包括可变的阻抗，
其中，n是大于1的自然数，k是大于1且等于或小于n的自然数。
10.如权利要求9所述的电源调制器，其中，第一阻抗元件和第三阻抗元件均包括电感器，
其中，第二阻抗元件和第四阻抗元件均包括电容器和电感器中的至少一个。
11.如权利要求1所述的电源调制器，其中，低通滤波器的所述多个级包括：
第一级，包括连接在接收脉冲信号的脉冲输入节点与内部节点之间的第一电感器，以及连接在内部节点与地节点之间的第一电容器；
第二级，包括连接在内部节点与输出节点之间的第二电感器，以及连接在输出节点与地节点之间的第二电容器，
其中，第一电感器、第一电容器、第二电感器和第二电容器中的至少一个包括可变的阻抗。
12.如权利要求11所述的电源调制器，其中，第一电感器和第二电感器包括固定的电感，
其中，第一电容器和第二电容器包括可变的电容。
13.如权利要求1所述的电源调制器，其中，第一开关模式电源还包括内部控制器，内部控制器被构造为：响应于功率控制信号，选择用于产生脉冲信号的开关晶体管。
14.如权利要求13所述的电源调制器，其中，响应于功率控制信号，脉冲信号的幅度被控制。
15.如权利要求13所述的电源调制器，其中，开关电路包括第一晶体管组和第二晶体管组，
其中，第一晶体管组的开关晶体管具有与第二晶体管组的开关晶体管不同的尺寸，
其中，内部控制器被构造为响应于功率控制信号而选择第一晶体管组和第二晶体管组中的一组，
其中，开关电路被构造为使用选择的晶体管组发送脉冲信号。
16.一种电源调制器，包括：
第一开关模式电源，被构造为响应于包络信号而将调制电压发送到输出节点，所述第一开关模式电源包括：
第一子开关模式电源；
第二子开关模式电源；
第二开关模式电源，被构造为响应于从第一开关模式电源发送的电流而将补偿电流选择性地发送到输出节点，
其中，第一子开关模式电源和第二子开关模式电源中的每一个包括：
开关电路，被构造为响应于包络信号的幅度而发送脉冲信号；
低通滤波器，被构造为通过对脉冲信号的特定频带进行滤波来产生调制电压，所述低通滤波器包括多个级，
其中，低通滤波器的所述多个级中的每个级包括至少一个可变的阻抗元件。
17.如权利要求16所述的电源调制器，其中，低通滤波器的所述多个级中的每个级包括具有固定的电感的电感器和具有可变的电容的电容器。
18.如权利要求17所述的电源调制器，其中，第一开关模式电源还包括内部控制器，内部控制器被构造为响应于频率信息而控制电容器的可变的电容。
19.如权利要求16所述的电源调制器，其中，第一开关模式电源还包括内部控制器，内部控制器被构造为响应于频率信息而启用或禁用第一子开关模式电源和第二子开关模式电源。
20.一种混合电源调制器，包括：
第一开关模式电源和第二开关模式电源，被构造为接收包络信号并将产生的调制电压发送到输出节点，
其中，第一开关模式电源包括：
脉冲输入节点，被构造为基于包络信号的幅度接收脉冲信号；
多个级，顺序连接在脉冲输入节点与输出节点之间，所述多个级被构造为通过对脉冲信号的特定频带进行滤波来产生调制电压，
其中，所述多个级中的每个级包括至少一个可变的阻抗元件。
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