High-efficiency amplifier output level and burst control

   
   

The present invention, generally speaking, provides for high-efficiency power control of a high-efficiency (e.g., hard-limiting or switch-mode) power amplifier. In one embodiment, the invention exploits the recognition that, for a constant-resistance circuit, power is equal to the square of the voltage across the circuit divided by the resistance of the circuit. In the case of certain switch mode amplifiers, such as Class E and Class F amplifiers, as well as saturated linear amplifiers, the amplifier may reasonably be regarded as having a constant resistance with varying power supply. In an exemplary embodiment, the supply voltage is controlled using a combination of two stages, a switch-mode converter stage that accomplishes gross power level control and a subsequent linear regulator stage that accomplishes more precise power envelope control, e.g., burst control. Control circuitry for the amplifier is simplified by combining control signals for power amplifier ramp-up transition, power level during a TDMA burst, and ramp-down transition, into a single control signal, and by eliminating feedback control (which also eliminates errors in the feedback control of output power due to the use of detecting diodes). Output noise from the variable output switch-mode voltage converter stage is filtered using the linear regulator stage that accomplishes burst control, further increasing circuit efficiency. Energy efficiency during ramp-up to the desired output power, during the burst at all output power levels, and during ramp-down from the transmitted power, is maximized. Reasonable expected efficiencies for the switch-mode converter stage and the linear regulator stage are 90% and 80%, respectively. A high-efficiency switch-mode amplifier may have an efficiency on the order of 80%, enabling an overall efficiency of greater than 50% to be achieved, comparing very favorably with current efficiencies of about 10%.

Die anwesende Erfindung, im Allgemeinen sprechend, stellt für high-efficiency Energie Steuerung eines high-efficiency (z.B., hart-begrenzen oder Schalter-Modus) Endverstärkers zur Verfügung. In einer Verkörperung nutzt die Erfindung die Anerkennung aus, die, für einen Konstantwiderstand Stromkreis, Energie dem Quadrat der Spannung über dem Stromkreis gleich ist, der durch den Widerstand des Stromkreises geteilt wird. Im Kasten bestimmter Schaltermodusverstärker, wie Kategorie E und Kategorie F Verstärker, sowie gesättigte lineare Verstärker, kann der Verstärker als, einen konstanten Widerstand mit unterschiedlichem Spg.Versorgungsteil habend angemessen angesehen werden. In einer mustergültigen Verkörperung ist die Versorgungsmaterial-Spannung mit einer Kombination von zwei Stadien, ein Schalter-Modus Konverterstadium kontrolliert, das grobe Energie Niveausteuerung und ein folgendes lineares Reglerstadium vollendet, das exaktere Energie Umschlagsteuerung z.B. Stoßsteuerung vollendet. Steuerschaltkreis für den Verstärker wird vereinfacht, indem man Steuersignale für Endverstärker Rampe-oben Übergang, Energie Niveau während eines TDMA Stoßes und des Rampe-unten Überganges, in ein einzelnes Steuersignal kombiniert und indem man Rückgesprächsteuerung beseitigt (die auch Störungen in der Rückgesprächsteuerung der Ausgang Energie wegen des Gebrauches von Ermitteln der Dioden beseitigt). Ausgang Geräusche vom variablen Ausgang Schalter-Modus Spannung Konverterstadium werden mit dem linearen Reglerstadium, das Stoßsteuerung vollendet, weitere zunehmende Stromkreis-Leistungsfähigkeit gefiltert. Energie-Leistungsfähigkeit während der Rampe-oben zur gewünschten Ausgang Energie, während des Stoßes auf allen Ausgang Energie Niveaus und während der Rampe-unten von der übertragenen Energie, wird maximiert. Angemessene erwartete Leistungsfähigkeiten für das Schalter-Modus Konverterstadium und das lineare Reglerstadium sind 90% und 80%, beziehungsweise. Ein high-efficiency Schalter-Modus Verstärker kann eine Leistungsfähigkeit auf dem Auftrag von 80% haben und einer gesamten Leistungsfähigkeit von grösser als 50% ermöglichen erzielt zu werden und mit gegenwärtigen Leistungsfähigkeiten von ungefähr 10% sehr vorteilhaft vergleichen.

 
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