发射器中的控制方法和控制系统

摘要

本发明涉及一种在发射器中控制电路的方法和系统，可以减小发射器中的电压驻波比。本发明的方案包括使用电阻对集成在芯片中的功率放大器输出功率进行校准，其中当天线未连接上时，所述电阻可模拟从外部连接到放大器的天线阻抗。放大器的增益和输出功率可使用已知电阻和在放大器的输入端或者在放大器之前的多个点上检测到的电压来确定。当天线连接到发射器时，可使用例如功率放大器之前的电压检测值来控制发射器的输出功率，以在天线阻抗发生变化时避免检测反射波。功率放大器设计成包括反向隔离功能，以减少来自天线的反向波。

权利要求

1.一种发射器中的控制方法，其特征在于，包括使用电阻对集成在芯片上的功率放大器的输出功率进行校准，所述电阻具有与从外部连接到所述功率放大器的天线相同的阻抗；

在发射模式下，将发射通道连接至所述天线，通过检测功率放大器输入端和功率放大器输入端之前的多个位置处的电压值来校准功率放大器的输出功率；

在校准/接收模式下，将发射通道连接到所述电阻，所述电阻模拟所述天线的阻抗；检测所述功率放大器输入端和功率放大器输入端之前的多个位置处的电压值；

基于所检测到的电压值生成增益值并基于所生成的增益值控制所述功率放大器的输出功率；

所述方法还包括选择所述功率放大器的反向隔离增益，以减少电压驻波比影响。

2.一种发射器中的控制系统，其特征在于，包括：

芯片,所述芯片包括多个电路，所述多个电路包括依次连接的有源级（205）、功率放大驱动器（209）、功率放大器（215）、发射/接收（T/R）开关（223）；其中，使用电阻对集成在芯片上的所述功率放大器的输出功率进行校准，所述电阻具有与从外部连接到功率放大器的天线相同的阻抗；

在发射模式下，将发射/接收（T/R）开关连接至所述天线，通过检测功率放大器输入端和功率放大器输入端之前的多个位置处的电压值来校准功率放大器的输出功率；

在校准/接收模式下，将发射/接收（T/R）开关连接到所述电阻，所述电阻模拟所述天线的阻抗；检测所述功率放大器输入端和功率放大器输入端之前多个位置处的电压值；

基于所检测到的电压值生成增益值并基于所生成的增益值控制所述功率放大器的输出功率；

所述系统还包括选择所述功率放大器的反向隔离增益，以减少电压驻波比影响。

说明书

发射器中的控制方法和控制系统

技术领域

[0001] 本发明涉及功率放大器，更具体地说，涉及一种用于减小发射器中电压驻波比的方法和系统。

背景技术

[0002] 无线系统中的功率放大电路通常是大信号装置。在无线局域网(WLAN)系统中，例如，功率放大器(PA)电路以介于10dBm到20dBm之间的平均功率、大约20到30dBm的峰值功率发射输出信号。在这样的WLAN系统中，可能使用多种类型的调制方案，例如从二进制相移键控(BPSK)到512级（level）正交幅度调制(512-QAM)，因而输出功率变化很大，使得峰值功率与平均功率的比值也很大，例如10dBm到15dBm。

[0003] 功率放大器的功率输出会受到天线阻抗的影响。设计适当的功率放大器其输出阻抗与天线的阻抗相匹配。如果因为某些原因使天线阻抗发生变化，将导致信号在功率放大器天线处发生反射，也就是通常所说的电压驻波比(VSWR)。当VSWR大于1时，由于增益控制电路试图补偿反射信号所带来的输出电压波动，放大器的输出功率会发生变化。目前用于减小VSWR的一个解决方案是采用外部离散定向耦合器。

[0004] 当功率放大器与其它RF发射器电路(诸如数模转换器(DAC)、低通滤波器(LPF)、混频器和RF可编程增益放大器(RFPGA))集成在一个集成电路(IC)中时，功率放大器电路性能所受到的限制将进一步加剧。然而，由于存在在单个IC中集成更多的功能的紧迫需求，随之而来的半导体器件数量的增加，将推动半导体制造技术朝向减小半导体器件尺寸的方向发展，这些特别的半导体制造技术将给集成功率放大器电路的性能带来更多的限制。例如，利用65nmCMOS工艺将限制输入功率（PA为之提供线性输出功率放大）的范围。WLAN标准(如IEEE 802.11)中规定的AM-AM和或AM-PM失真度的要求将排除利用例如
65nm CMOS工艺制造出的功率放大器以高输出功率发射的输出信号。

[0005] 比较本发明后续将要结合附图介绍的系统，现有技术的其它局限性和弊端对于本领域的普通技术人员来说是显而易见的。

发明内容

[0006] 本发明涉及用于减小发射功率或发射功率控制环路上电压驻波比的方法和系统。

[0007] 根据本发明的一方面，提供一种发射器中的控制方法，包括使用电阻对集成在芯片上的功率放大器的输出功率进行校准，其中所述电阻用于模拟从外部连接到所述功率放大器的天线的阻抗。

[0008] 作为优选，所述方法还包括基于在所述功率放大器输入端检测到的电压来控制所述功率放大器的输出功率。

[0009] 作为优选，所述方法还包括检测所述功率放大器输入端的电压。

[0010] 作为优选，所述方法还包括检测与所述功率放大器的输入端相连的功率放大器驱动器输出端的电压。

[0011] 作为优选，所述方法还包括基于在所述功率放大器的输入端之前检测到的所述电压来控制所述功率放大器的输出功率。

[0012] 作为优选，所述方法还包括在所述功率放大器输入端之前的发射通道中一个或多个位置处检测一个或多个电压值。

[0013] 作为优选，所述方法还包括基于所检测到的一个或多个电压值生成增益值。

[0014] 作为优选，所述方法还包括基于所生成的增益值控制所述功率放大器的输出功率。

[0015] 作为优选，所述方法还包括选择所述功率放大器的反向隔离增益，以减少电压驻波比(VSWR)影响。

[0016] 作为优选，所述方法还包括在进行所述校准时，所述天线与所述功率放大器之间的连接断开。

[0017] 作为优选，所述电阻集成在所述芯片上。

[0018] 作为优选，所述电阻集成在与所述发射器相连的发射/接收开关中。

[0019] 作为优选，所述电阻从外部连接到所述芯片。

[0020] 根据本发明的另一方面，提供一种发射器中的控制系统，包括：

[0021] 芯片中的一个或多个电路，其使用电阻对集成在芯片上的功率放大器的输出功率进行校准，所述电阻用于模拟从外部连接到所述功率放大器的天线的阻抗。

[0022] 作为优选，所述一个或多个电路基于在所述功率放大器输入端检测到的电压来控制所述功率放大器的输出功率。

[0023] 作为优选，所述一个或多个电路检测所述功率放大器输入端的电压。

[0024] 作为优选，所述一个或多个电路检测与所述功率放大器的输入端相连的功率放大器驱动器输出端的电压。

[0025] 作为优选，所述一个或多个电路基于在所述功率放大器的输入端之前检测到的所述电压控制所述功率放大器的输出功率。

[0026] 作为优选，所述一个或多个电路在所述功率放大器输入端之前的发射通道中一个或多个位置处检测对应的一个或多个电压值。

[0027] 作为优选，所述一个或多个电路基于所检测到的一个或多个电压值生成增益值。

[0028] 作为优选，所述一个或多个电路基于所生成的增益值控制所述功率放大器的输出功率。

[0029] 作为优选，所述一个或多个电路选择所述功率放大器的反向隔离增益，以减少电压驻波比(VSWR)影响。

[0030] 作为优选，在进行所述校准时，所述天线与所述功率放大器之间的连接断开。

[0031] 作为优选，所述电阻集成在所述芯片上。

[0032] 作为优选，所述电阻集成在与所述发射器相连的发射/接收开关中。

[0033] 作为优选，所述电阻从外部连接到所述芯片。

[0034] 根据本发明的又一方面，提供一种在发射器中控制电路的方法，包括使用一个或多个片上电压检测器对集成在芯片上的功率放大器的输出功率进行校准，其中所述一个或多个片上电压检测器与下列器件中的一个或多个相连：

[0035] 所述功率放大器的输入端；

[0036] 位于所述发射器的发射通道（chain）中所述功率放大器输入端之前的一个级。

[0037] 作为优选，所述方法还包括所述一个或多个片上电压检测器相应地检测一个或多个电压值。

[0038] 作为优选，所述方法还包括基于所述检测的一个或多个电压值生成增益值。

[0039] 作为优选，所述方法还包括基于所生成的增益值控制所述功率放大器的输出功率。

[0040] 本发明的各种优点、各个方面和创新特征，以及其中所示例的实施例的细节，将在以下的描述和附图中进行详细介绍。

附图说明

[0041] 下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

[0042] 图1A是可用于本发明实施例中的示例性移动终端的示意图；

[0043] 图1B是根据本发明实施例的示例性I和Q发射通道的示意图；

[0044] 图2是根据本发明实施例在发射模式下发射通道输出级的示意图；

[0045] 图3是根据本发明实施例在校准/接收模式下发射通道输出级的示意图；

[0046] 图4是根据本发明实施例的功率放大器校准和控制过程示例性步骤的流程图。

具体实施方式

[0047] 本发明涉及在发射器中控制电路的方法和系统。本发明的方案包括使用片上电阻(on-chip)对集成在芯片中的功率放大器输出功率进行校准，其中当天线未连接上时，所述片上电阻可模拟从外部连接到放大器的天线阻抗。放大器的增益和输出功率可使用已知电阻和在放大器的输入端或者在放大器之前的多个点上检测到的电压来确定。当天线连接到发射器时，可使用例如功率放大器之前的电压检测值来控制发射器的输出功率，以在天线阻抗发生变化时避免检测反射波。功率放大器设计成包括反向隔离功能，以减少来自天线的反向波。

[0048] 图1A是可用于本发明实施例中的示例性移动终端的示意图。如图1A所示，移动终端150包括RF接收器153a、RF发射器153b、T/R开关152、数字基带处理器159、处理器155、功率管理单元（PMU）161和存储器157。天线151可以连接到T/R开关152。当T/R开关152置于“R”或接收时，天线151与RF接收器153a连接，当T/R开关152置于“T”或发射时，天线151与RF发射器153b连接。

[0049] RF接收器153ａ包括适当的逻辑、电路和或代码，用于处理接收到的RF信号。RF接收器153a能够接收各种无线通信系统(例如蓝牙、WLAN、GSM和/或CDMA系统)所使用的各个频段的RF信号。

[0050] 数字基带处理器159包括适当的逻辑、电路和/或代码，用于处理基带频率信号。有关这一点，数字基带处理器159可对从RF接收器153a接收到的信号进行处理和/或对将要发送到RF发射器153b的信号(以通过无线传输媒介向外发送)进行处理。基于被处理信号中的信息，数字基带处理器159还可以向RF接收器153a和RF发射器153b提供控制信号和/或反馈信息。数字基带处理器159可以将被处理信号中的信息和/或数据传送给处理器155和/或存储器157。此外，数字基带处理器129可以从处理器155和/或存储器157接收信息，对其进行处理并发送给RF发射器153b，以通过无线传输媒介向外发送。

[0051] RF发射器153b包括适当的逻辑、电路和/或代码，用于处理将要向外发送的RF信号。RF发射器153b能够发送各种无线通信系统(例如蓝牙、WLAN、GSM和/或CDMA系统)所使用的各个频段的RF信号。

[0052] 处理器155包括适当的逻辑、电路和/或代码，用于为移动终端150进行控制和/或进行数据处理操作。处理器155可用于控制RF接收器153a、RF发射器153b、数字基带处理器159和/或存储器157中的至少一部分。有关这一点，处理器125可以产生至少一个用于控制移动终端150内部操作的信号。

[0053] 存储器157包括适当的逻辑、电路和/或代码，用于存储移动终端150使用的数据和/或其它信息。例如，存储器157可用于存储经数字基带处理器159和/或处理器155所生成的处理后的数据。存储器157还可用于存储信息，如配置信息，这些信息可用于控制移动终端150中的至少一个模块的操作。例如，存储器157可以包括用于配置RF接收器153a的必要信息，使其能够接收适当频段的RF信号。

[0054] 功率管理单元(PMU)161包括适当的逻辑、电路和或代码，用于管理移动终端150内各个组件的功率需求。PMU 161可以生成电池电压信号Vbat。

[0055] 图1B是根据本发明实施例的示例性I和Q发射通道的示意图。如图1B所示，发射通道100包括数模转换器(DAC)105和107，低通滤波器109和111，有源级(active stage，AS)113、115、123，同相上变频混频器117和正交上变频混频器119，加法器120，功率放大驱动器(PAD)125，功率放大器(PA)127，发射/接收(T/R)开关129以及天线133。同相通道包括DAC 105、LPF 109、AS 113以及同相上变频混频器117。正交通道包括DAC 107、LPF111、AS 115以及正交上变频混频器119。图1B所示的极化（polar）发射器100是图1A中的RF发射器153b的一种具体实施方案。

[0056] DAC 105包括适当的逻辑、电路和或代码，用于将数字信号转换为模拟输出。DAC105用于接收输入信号，即同相数字中频信号101。该输入信号可包含用来表示数字值的一个或多个比特。输入数字信号可以是基带信号，基于调制类型可将该基带信号映射到星座点。所映射的星座点可由模拟信号振幅来表示。由模拟信号振幅表示的比特的数量数或字符可以基于调制类型来确定。DAC 105能够产生模拟输出信号，该模拟输出信号将传送到低通滤波器109的输入端。DAC 107与DAC 105基本相同。DAC 107能够从基带处理器135接收输入信号103，相应地产生模拟信号并传送到低通滤波器111的输入端。

[0057] LPF 109包括适当的逻辑、电路和或代码，用于选择截止频率，其中LPF109可以衰减频率高于截止频率的输入信号分量（component）的振幅；而使频率低于截止频率的输入信号分量的振幅得以“通过”或不衰减，或虽然对其进行衰减，但衰减的程度低于对频率高于截止频率的输入信号分量所进行的衰减。在本发明的各个实施例中，LPF 109可以是无源(passive)滤波器，诸如使用电阻、电容和或电感元件构成；也可以是有源(active)滤波器，诸如使用运算放大器来实现。LPF 111与LPF109基本相同。LPF 111能够从DAC 107接收模拟输入信号，相应地产生低通滤波信号并传送到有源级115的输入端。

[0058] AS 113包括适当的逻辑、电路和或代码，使得能够衰减输入信号以生成衰减的输出信号。AS 113产生的衰减量，例如以dB计量，可以基于输入控制信号来确定，该控制信号可以由处理器155(如图1A中所示)生成。AS 113能够接收LPF 109产生的输出信号。AS 113能够产生经增大（applied gain）或衰减的输出信号并将其传送给同相上变频混频器117。AS 115与AS 113基本相同。AS 115的输入可连接到低通滤波器111的输出端，且AS 115的输出端连接到混频器119的输入端。

[0059] 同相上变频混频器117包括适当的逻辑、电路和或代码，能够通过对输入信号进行调制来生成RF信号。同相上变频混频器117可利用输入本振信号LO117对输入信号进行调制。调制后的信号即为RF信号。发射器同相上变频混频器117可以产生载波频率与本振信号LO117频率近似的RF信号。同相上变频混频器117能够接收有源级113生成的输出信号，并生成输出信号传送给加法器120。正交上变频混频器119与同相上变频混频器117基本相同。正交上变频混频器119的输入连接到加法器120的输入。

[0060] 加法器120包括适当的逻辑、电路和或代码，用于接收模拟输入信号并生成输出信号，而该输出信号是进入加法器的信号的和。加法器120能够接收同相上变频混频器117和正交上变频混频器119生成的输出信号，生成信号121。

[0061] AS 123包括适当的逻辑、电路和或代码，使得能够衰减输入信号以生成衰减的输出信号。AS 123产生的衰减量，例如以dB计量，可以基于输入控制信号来确定，该控制信号可以由处理器155(如图1A中所示)生成。AS 123能够接收加法器120产生的输出信号。AS 113能够产生经增大或衰减的输出信号并将其传送给PAD 125。

[0062] PAD 125包括适当的逻辑、电路和或代码，用于接收模拟输入信号、生成用于驱动功率放大器的输出信号。PAD 125可以接收输入的控制信号，该控制信号可由处理器155生成。接收到的控制信号可用来设定PAD 125的增益量或衰减量。PAD 125能够接收AS 123生成的输出信号。PAD 125能够产生输出信号并传送给PA 127。

[0063] PA 127包括适当的逻辑、电路和或代码，能够放大输入信号以生成具有足够信号功率(例如以dBm计量)的发射信号，以通过无线通信媒介向外发送。PA 127可以接收输入的控制信号，该控制信号可由处理器155生成。接收到的控制信号可用来设定PA 127的增益量或衰减量。

[0064] 发射/接收(T/R)开关129包括适当的逻辑、电路和或代码，用于在发射通道100和RF接收器之间切换天线133。天线133包括用于发射或接收RF信号的适当电路。

[0065] 基带处理器135包括适当的逻辑、电路和或代码，使得能够处理包含在输入基带信号中的二进制数据。基带处理器135与图1A中所示的数字基带处理器159基本相同。基带处理器135可执行对应于适用的协议参考模型(PRM)中一层或多层的处理任务。例如，基带处理器135可执行物理(PHY)层处理、层1(L1)处理、介质访问控制(MAC)层处理、逻辑链路控制(LLC)层处理、层2(L2)处理和或基于输入二进制数据执行高层协议处理。基带处理器135执行的处理任务可称为数字域内的处理。基带处理器135还可以基于对输入二进制数据的处理而生成控制信号。

[0066] 在操作过程中，基带处理器135可以生成包含比特序列的数据，以通过无线通信媒介向外发送。基带处理器135可以生成用于配置RF发射通道100的控制信号，以便使用特定的调制类型发送数据。基于特定的调制类型，基带处理器可以发送一部分数据(同相基带(IBB)信号)到DAC 105，发送另一部分数据(正交基带(QBB)信号)到DAC 107。DAC105可接收比特序列并产生包含符号序列的模拟信号。由单个字符表示的比特的数量可以基于特定的调制类型来确定。DAC 107同样也可生成模拟信号。

[0067] DAC 105和DAC 107生成的模拟信号可能会包含不想要的频率成分。LPF109和LPF 111分别可以衰减DAC 105和DAC 107所生成信号中的这些不想要频率成分的信号振幅。基带处理器135可对同相上变频混频器117进行配置，选择适当的本振LO117信号频率，以便对来自LPF 109的滤波信号进行调制。来自同相上变频混频器117的调制信号输出包括I分量RF信号。基带处理器135同样可对正交上变频混频器119进行配置，以便根据来自LPF 111的滤波信号生成Q分量RF信号。这些信号通过位于两个混频器117和119输出端的加法器120进行加法操作，从而生成复合调制信号。

[0068] AS 123可以对正交复合RF信号进行放大，其中AS 123所提供的放大倍数可以基于基带处理器135生成的控制信号来设定。PAD 125可以对AS 123生成的信号进行第二级放大，而PA 127对PAD 125生成的信号进行第三级放大。当T/R开关129设置在“T”或发射模式时，来自PA 127的放大信号可以通过发射天线133发送到无线通信媒介中。

[0069] 图2是根据本发明实施例在发射模式下发射通道输出级的示意图。如图2所示，发射通道200包括有源级(active stage)205、增益控制模块207、PAD209、电压检测器213、219、239和241、PA 215、带有负载电阻225的T/R开关223以及天线221。负载电阻225的阻值设计成与天线221的阻抗及PA 215的输出阻抗相匹配，例如50Ω。

[0070] 有源级205包括适当的逻辑、电路和/或代码，使得能够衰减输入信号以生成经衰减的输出信号，其中所衰减的量，例如以dB计量，可以基于输入控制信号来确定。有源级205能够接收基带模拟级(如图1B中所示)生成的输出信号。有源级能够生成经增大（applied gain）或衰减的输出信号并将其传送给PAD 209。

[0071] PAD 209包括适当的逻辑、电路和/或代码，用于接收模拟输入信号、生成用于驱动功率放大器的输出信号。PAD 209可以从增益控制模块207接收控制信号作为输入信号，以设定PAD 209的增益量或衰减量。PAD 209能够接收有源级205生成的输出信号243。PAD 209能够产生输出信号并传送给PA 215。

[0072] PA 215包括适当的逻辑、电路和/或代码，能够放大输入信号生成具有足够信号功率(例如以dBm计量)的发射信号，以通过无线通信媒介向外发送。PA 215可以从增益控制模块207接收控制信号作为输入，以便设定PA 215的增益量或衰减量，并生成输出信号传送到发射/接收(T/R)开关223。

[0073] 发射/接收(T/R)开关223包括适当的逻辑、电路和/或代码，用于在发射通道100和RF路径之间切换天线133。天线221包括用于发射或接收RF信号的适当电路。电阻225可以集成在T/R开关223中。

[0074] 电压检测器213、219、239和241可包括适当的逻辑、电路和/或代码，用于检测信号的电压电平。在本发明的一个实施例中，电压检测器213、219、239和241包括包络检测器。在图2中电压检测器239和241为虚线框，表示这两处是多个电压检测器的可选安装位置，并且还可以是电压检测器213和219以外的其他电压监测器。电压检测器213、219、239和241能够感应到电压电平，并生成信号发送给增益控制模块207。

[0075] 在操作过程中，当处于发射模式时，发射通道200尝试接收模拟输入信号201，并对该信号增加适当的增益以使天线221的发射功率达到所需的水平。输入信号201可以传送到有源级205，并提供增益或衰减，其水平由增益控制模块207发出的增益控制信号231确定。有源级205的输出信号传送给PAD209。PAD 209提供增益或衰减，其水平由增益控制模块207发出的增益控制信号229确定。PAD 209的输出信号211传送给PA 215。电压检测器213检测出输出信号211的电压，并传送给增益控制模块207。PA 215提供增益或衰减，其水平由增益控制模块207发出的增益控制信号227确定。PA 215的输出阻抗可以设计成与天线221的阻抗相匹配，例如50Ω，以避免输出信号217在天线处被反射。电压检测器219检测出PA 215的电压输出217，并传送给增益控制模块207。PA 215的输出信号217传送到开关223的输入端。开关223可将天线221连接到发射通道200或接收通道。
在发射模式下，开关223将天线221连接到发射通道200，使得从PA 215接收到的输出信号
217可能通过天线向外发射。

[0076] 增益控制模块207可以从电压检测器213、219、239和241接收电压信号，并可生成增益控制信号227、229、231和245。通过将输出信号217的电压与输出信号211的电压进行比较，可以确定PA 215的增益。但是，在天线221的阻抗不是恒定的情况下，如当其受到触摸或旁边放置有物体时，由于PA 215的输出阻抗与天线221的阻抗不匹配，前向信号235将遭遇反射。在阻抗不匹配的情况下，当反射信号237到达PA 215，其与前向信号235之间存在一个相位差，使得这两个信号相互构成增强性（constructively）干扰，使得电压检测器219检测到的输出信号217的电压错误地偏高。同样，反射信号237到达PA 215，其与前向信号235存在相位差，使得信号之间出现减弱性（destructively）干扰，导致电压检测器219检测到的输出信号217的电压错误地偏低。

[0077] 现有技术的RF发射器中，由于信号反射引起的电压变化会导致发射通道的输出功率出现较大的改变。现有技术中也会使用定向耦合器。定向耦合器仅检测前向波而忽略反射波。如果定向耦合器的输出与电压(包络)检测器连接，则测到的输出将不受天线反射的影响。但是，在感兴趣的频率上定向耦合器通常尺寸太大，以至于无法将其集成到硅衬底上，因此需要外部组件，使得成本和尺寸都增大。

[0078] 在本发明中，通过利用第二电压检测器，例如设置在PAD 209和PA 215之间的电压检测器213，可以减轻输出功率改变大的现象。第二电压检测器可以放置在PA 215之前的任意一级。PA 215可以设计成具有高的反向隔离度，如CMOS中的共发共基放大器(cascode)设计，以降低反向信号的增益。采用这种方式，输出信号211的电压可以与反射波隔离，增益控制模块可以更准确地控制发射通道200的增益。

[0079] 图3是根据本发明实施例在校准/接收模式下发射通道输出级的示意图。如图所示，在校准/接收模式下，发射通道300包括有源级(active stage)305、增益控制模块307、PAD 309、电压检测器313、319、337和339、PA 315、带有负载电阻325的T/R开关323以及天线321，这些组件与结合图2中所描述的有源级205、增益控制模块207、PAD 209、电压检测器213、219、239和241、PA 215、T/R开关223、负载电阻225以及天线221基本相同。在本发明的一个实施例中，电压检测器313、319、337和339包括包络检测器。

[0080] 由基带模拟级(如图1B所示)生成的测试信号301可传送到有源级305的输入端。增益控制模块307的输出可连接到有源级305的另一个输入端。有源级305的输出端连接到PAD 309的输入端。PAD 309的输出端连接到PA 315的输入端。电压检测器313的一端连接到PAD 309的输出，电压检测器313的另一端连接到增益控制模块307的输入端。增益控制模块307的输出连接到PA 315的另一输入端。PA 315的输出连接到开关323。电压检测器319的一端连接到PA315的输出，电压检测器319的另一端连接到增益控制模块
307的输入。电压检测器337的一端连接到有源级305的输出，电压检测器337的另一端连接到增益控制模块307。电压检测器339的一端连接到有源级305的输入端，电压检测器
339的另一端连接到增益控制模块307。T/R开关323将天线321连接到接收通道，将发射通道300连接到负载电阻325。

[0081] 在操作过程中，当在校准/接收模式下，发射通道300能够接收由基带模拟级(如图1B所示)生成的测试信号301，为该信号提供所需的增益，并检测信号301、311、317和335的电压。测试信号301被传送到有源级305。有源级305接收测试信号301，并提供增益或衰减，其水平由增益控制模块307发出的增益控制信号331确定。有源级305的输出信号传送给PAD 309。PAD 309提供增益或衰减，其水平由增益控制模块307发出的增益控制信号329确定。PAD 309的输出信号311传送给PA 315。电压检测器313检测出输出信号311的电压，并传送给增益控制模块307。PA 315提供增益或衰减，其水平由增益控制模块307发出的增益控制信号327确定。PA 315的输出阻抗可以设计成与天线221的阻抗相匹配，例如50Ω，以避免输出信号317在天线处被反射。电压检测器319检测出PA 315的电压输出317，并传送给增益控制模块307。PA 315的输出信号317传送到开关323。开关
223可将发射通道200连接到天线321或负载电阻325。

[0082] 在校准/接收模式下，开关323将发射通道300连接到负载电阻325，将天线321连接到接收通道。采用这种方式，例如可以在系统启动时，使用负载电阻325所给定的负载阻抗，相对于天线321的阻抗不恒定特性(由于天线321受到触摸或天线321附近有物体存在而引起天线阻抗变化)，对发射通道300进行校准。当已知的测试信号301进入具有已知负载阻抗(负载电阻325)的发射通道300时，通过比较电压检测器319和313检测到的电压，增益控制模块307可以对PA 315的增益进行准确校准。

[0083] 在本发明的另一个实施例中，相对于负载电阻325，在发射通道300连接到天线时进行校准。增益校准与使用负载电阻325进行校准的情况相似，只是T/R开关设置到“T”或发射模式(天线连接到发射通道300)。

[0084] 图4是根据本发明实施例的功率放大器功率检测器增益校准和控制过程示例性步骤的流程图。如图4所示的流程图400，在开始步骤401之后，在步骤403中开始进行增益校准。在步骤405，T/R开关323切换到负载电阻325上，使得阻抗为已知值，以便对PA315进行校准。在步骤407，电压检测器313和319分别对输出电压311和317进行检测。
在步骤409，从检测到的输出电压311和317确定出PA 315的增益。在步骤411，T/R开关
323切换到天线321将发射通道300设置为发射模式。输入信号201传送给发射通道200。
在步骤413，增益控制模块207对有源级205、PAD209和PA 215的增益进行设置，以获得所需的输出功率。在步骤415，电压检测器213检测输出信号211的电压，用于监控PA的输出功率，从而不受从天线221反射回PA的信号(因天线221阻抗变化导致)的影响。在步骤
417，如果需要改变输出功率，流程返回413。如果不需要改变输出功率，流程可到结束步骤
419。

[0085] 在本发明的一个实施例中，描述了利用片上电阻325对集成在芯片上的功率放大器15的输出功率进行校准的方法和系统，其中当天线未连接上时，片上电阻可模拟从外部连接到放大器的天线321的阻抗。放大器315的增益和输出功率可使用已知电阻和在放大器的输入端或者在放大器之前的多个点上检测到的电压来确定。当天线321连接到发射器300时，可使用功率放大器315之前的电压检测值来控制发射器的输出功率，以在天线阻抗发生变化时避免检测反射波。功率放大器315可以设计成包括反向隔离功能，以减少来自天线321的反向波。在本发明的另个实施例中，可以利用天线321，通过检测放大器315输入端和放大器315输入端前级处的电压来校准功率放大器315的输出功率。

[0086] 本发明的一些实施例可以包括存储有计算机程序的计算机可读存储器，其中该计算机程序具有至少一个用于在网络中传输信息的代码段，当该至少一个代码段被计算机执行时，能够使该计算机执行上述的一个或多个步骤。

[0087] 本发明可以通过硬件、软件，或者软、硬件结合来实现。本发明可以在至少一个计算机系统中以集中方式实现，或者由分布在几个互连的计算机系统中的不同部分以分散方式实现。任何可以实现所述方法的计算机系统或其它设备都是可适用的。常用软硬件的结合可以是安装有计算机程序的通用计算机系统，通过安装和执行所述程序控制计算机系统，使其按所述方法运行。在计算机系统中，利用处理器和存储单元来实现所述方法。

[0088] 本发明的实施例可作为板级产品(board level product)来实施，如单个芯片、专用集成电路(ASIC)、或者作为单独的部件以不同的集成度与系统的其它部分一起集成在单个芯片上。系统的集成度主要取决于速度和成本考虑。现代处理器品种繁多，使得能够采用目前市场上可找到的处理器。选择性的，如果处理器可用作ASIC核心或逻辑模块，则目前市场上可找到的处理器可以作为ASIC器件的一部分，带有各种功能的固件。

[0089] 本发明还可以通过计算机程序产品进行实施，所述程序包含能够实现本发明方法的全部特征，当其安装到计算机系统中时，通过运行，可以实现本发明的方法。本申请文件中的计算机程序所指的是：可以采用任何程序语言、代码或符号编写的一组指令的任何表达式，该指令组使系统具有信息处理能力，以直接实现特定功能，或在进行下述一个或两个步骤之后，a)转换成其它语言、编码或符号；b)以不同的格式再现，实现特定功能。

[0090] 本发明是通过几个具体实施例进行说明的，本领域技术人员应当明白，在不脱离本发明范围的情况下，还可以对本发明进行各种变换及等同替代。另外，针对特定情形或具体情况，可以对本发明做各种修改，而不脱离本发明的范围。因此，本发明不局限于所公开的具体实施例，而应当包括落入本发明权利要求范围内的全部实施方式。