仅仅在三年前，gsm功率放大器解决方案的整合度还很不理想，传送系统解决方案需要不同的组件支持低频、高频和功率控制，输入和输出的匹配电路也需要多颗离散零件，另外还有谐波讯号的滤波功能、解耦合电容以及电源控制功能的所有支持零件。当时无法实现功能整合的原因在于制程技术、仿真工具、对于高q值 (低损耗) 被动零件的需求以及3gpp (gsm) 规格的严格要求。但在过去两年里，功率放大器解决方案已将外部功能和零件整合为多芯片模块，使得解决方案的体积和复杂性都大为降低。到了最近，功率放大器技术又有新发展，低成本而高良率的单石解决方案开始出现，进一步减少设计所需的零件数目和复杂性。

对于设计工程师来说，功率放大器效能的测量和比较绝非易事。由于功能整合度的提高，功率放大器效能的重要量化指针都已重新定义，因此要比较不同整合度的功率放大器，规格的制定背景已变得和规格本身同样重要。本文将分析功率放大器的两个重要效能指针，分别是功率和效率，我们将在不同整合度和功率控制架构下对其进行分析。为了有效比较两种不同整合度的功率放大器，我们将以天线和电池做为系统解决方案的效能参考点，再把它们合并成一个指针 - 平均突发电流 (average burst current)。这些观念只要略做修改，就能扩及其它射频传送系统。

注：本文假设gsm900和dcs1800的天线负载为50 ，功率放大器是在3.5 v以及25℃的正常环境下操作，电池的输出电压则为3.7 v。关于电子表格中所列的计算过程，请至以下网站查询：www.silabs.com/pa-calculations。

功率放大器输出功率与天线功率的比较

针对不同整合度或不同架构的功率放大器，评估其效能的最佳方式是指定天线功率要求，然后再计算功率放大器的输出功率要求。一般说来，校准后的天线功率水准在低频带 (gsm) 为32.75 dbm，高频带 (dcs) 则为29.75 dbm。

传送系统所使用的功率控制架构会影响功率放大器，为了满足天线要求而必须产生的功率水准，目前应用最广泛的功率控制架构则是闭回路功率控制、供应电压功率控制以及供应电流功率控制 (图1-3)。

新的多芯片模块和单石解决方案已可以将功率控制电路全部整合在一起，系统设计人员可将它们视为黑盒子，只要关心它们的输出功率水准即可，但对于整合度较低的解决方案来说，功率控制方式仍会影响输出功率的要求。

闭回路功率控制架构是应用最广泛的功率控制方式，某些常见的功率放大器解决方案仍会使用外部功率控制方式，但其外接的方向耦合器却会造成插入损耗。为了补偿这个额外的功率损耗，功率放大器要为gsm多提供约0.25 db功率，为dcs多提供大约0.30 db的功率。

供应电压功率控制架构的应用也很广泛，部分原因就在于它不需要方向耦合器。这种功率控制架构必须在功率放大器和电池之间增加一个很大的mosfet晶体管或稳压器。单石功率放大器解决方案会采用供应电压功率控制方式，同时将稳压器整合至组件中，虽然采用这种功率控制方法的多数解决方案都已整合所有的功率控制电路，仍有些功率放大器解决方案需要外接mosfet，该晶体管会在电池和功率放大器之间产生20至100 m 串联电阻，使得电路效率降低，输出功率也变得更小。输出功率降低是因为电池和功率放大器之间的串联电阻会造成电压降，使得功率放大器的操作电压减少，进而降低了它的输出功率。

最后一种功率控制架构会测量电池到功率放大器的电流，并由此来控制功率放大器的输出功率。电流感测电阻通常在75 m 到100m 范围内，由于它是电池和功率放大器之间的串联电阻，所以会降低电路的工作效率，进而减少输出功率。因为该架构相当复杂，采用这种控制方式的多数解决方案会将所有的必要组件全部整合在一起，包括电流感测电阻在内。

许多现有解决方案的谐波效能并不理想，系统工程师必须评估额外滤波器对于输出功率需求的影响，如果除了天线开关模块 (asm) 所提供的滤波器之外，系统还要增加谐波滤波功能，功率放大器就必须增加0.20 db的输出功率来补偿插入损耗。

分析输出功率的重要影响因素，工程师就能针对两种不同整合度的功率放大器解决方案，详细比较它们的输出功率要求。

系统效率与功率放大器效率的比较

3gpp规格并未对行动台 (mobile station) 的工作效率制定任何强制要求，但是“效率”最高的行动台将会提供最长的通话时间。虽然功率放大器对于通话时间的影响非常