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利用DC-DC电源提供的变化V CC 改善RF功放效率

发布时间:2008/5/28 0:00:00 访问次数:509

  功率放大器通常是在最大输出功率下优化acpr和效率指标,但是,蜂窝手机在大多数情况下工作在中等功率/低功率范围,这期间,功放效率将明显降低。利用max8506开关调节器提供可变的电源电压,能够使功放在+16dbm输出功率时显著提高效率。+10dbm输出功率时,效率从2.8%提高到8.3%。

  max2291芯片级封装的线性rf功率放大器(pa)是针对工作在pcs波段的n-cdma手机设计的,通过修改输入、输出匹配电路,它还可以很好地工作在1920-1980mhz wcdma波段。该芯片包含用于强发射功率的大功率通道和中等/低功率发射的低功率通道,以获得更高的效率。

  在蜂窝手机应用中,平均发射功率为+12至+16dbm,因此,功率放大器在“中等”功率下的效率对于延长电池的工作时间至关重要。max2291在由大功率通道提供+27dbm输出功率时,具有+37%的功效(pae);由低功率通道提供+16dbm输出功率时,具有12%的功效。当在两个通道之间进行切换时,所带来的负面影响是:信号的相位偏差超出了80°,需要在基带部分进行处理和修正。

  改变max2291的电源电压(仅使用大功率通道)是在中等功率或低功率下提高功效的另一途径,max8506开关型调节器能够提供所需要的电源电压,从试验结果看,max2291可以在+16dbm输出功率下将功效提高到18.9%,acpr为-38dbc,而且没有相位偏移。pa增益随着vcc的降低而减小。

电路说明

  max8506是一款600ma开关调节器,能够按照所需要的输出功率为max2291 pa提供变化的电源电压vcc。max8506有两个控制引脚:bp和ref_in,bp用于旁路调节器,以降低满功率输出时的压差,ref_in用于控制输出电压。max8506的输出可作为max2291 pa的主vcc电源,如图1所示。

  利用wcdma开发板进行测试,通过调节pa的vcc和rf输入功率达到所要求的输出功率和所希望的acpr:-38dbc。然后记录消耗电流,用于计算效率。

测试设备:
agilent e4433b信号发生器
agilent e4406a
电源、rf耦合器、20db衰减头
rf功率计
e4433b选择3gpp调制、上行链路、dpcch + 1 dpdch,agilent e4406a用于测量acpr。

  测试数据如图2所示,max2291输出功率为+27dbm时,由于max8506处于旁路状态,输入电源直接与输出连接,没有经过开关调节器,此时,在两种情况下max2291的功效均为34.6%。输出功率为+24dbm时,如果采用固定的3.5v供电,功效为25.7%;如果利用开关调节器供电,功效可提高至30.5%。输出功率只有+16dbm时,功效从8.3%提高到18.9%,并保持-38dbc的acpr。输出功率为+10dbm时,pae从2.8%提高到8.3%。



  功率放大器通常是在最大输出功率下优化acpr和效率指标,但是,蜂窝手机在大多数情况下工作在中等功率/低功率范围,这期间,功放效率将明显降低。利用max8506开关调节器提供可变的电源电压,能够使功放在+16dbm输出功率时显著提高效率。+10dbm输出功率时,效率从2.8%提高到8.3%。

  max2291芯片级封装的线性rf功率放大器(pa)是针对工作在pcs波段的n-cdma手机设计的,通过修改输入、输出匹配电路,它还可以很好地工作在1920-1980mhz wcdma波段。该芯片包含用于强发射功率的大功率通道和中等/低功率发射的低功率通道,以获得更高的效率。

  在蜂窝手机应用中,平均发射功率为+12至+16dbm,因此,功率放大器在“中等”功率下的效率对于延长电池的工作时间至关重要。max2291在由大功率通道提供+27dbm输出功率时,具有+37%的功效(pae);由低功率通道提供+16dbm输出功率时,具有12%的功效。当在两个通道之间进行切换时,所带来的负面影响是:信号的相位偏差超出了80°,需要在基带部分进行处理和修正。

  改变max2291的电源电压(仅使用大功率通道)是在中等功率或低功率下提高功效的另一途径,max8506开关型调节器能够提供所需要的电源电压,从试验结果看,max2291可以在+16dbm输出功率下将功效提高到18.9%,acpr为-38dbc,而且没有相位偏移。pa增益随着vcc的降低而减小。

电路说明

  max8506是一款600ma开关调节器,能够按照所需要的输出功率为max2291 pa提供变化的电源电压vcc。max8506有两个控制引脚:bp和ref_in,bp用于旁路调节器,以降低满功率输出时的压差,ref_in用于控制输出电压。max8506的输出可作为max2291 pa的主vcc电源,如图1所示。

  利用wcdma开发板进行测试,通过调节pa的vcc和rf输入功率达到所要求的输出功率和所希望的acpr:-38dbc。然后记录消耗电流,用于计算效率。

测试设备:
agilent e4433b信号发生器
agilent e4406a
电源、rf耦合器、20db衰减头
rf功率计
e4433b选择3gpp调制、上行链路、dpcch + 1 dpdch,agilent e4406a用于测量acpr。

  测试数据如图2所示,max2291输出功率为+27dbm时,由于max8506处于旁路状态,输入电源直接与输出连接,没有经过开关调节器,此时,在两种情况下max2291的功效均为34.6%。输出功率为+24dbm时,如果采用固定的3.5v供电,功效为25.7%;如果利用开关调节器供电,功效可提高至30.5%。输出功率只有+16dbm时,功效从8.3%提高到18.9%,并保持-38dbc的acpr。输出功率为+10dbm时,pae从2.8%提高到8.3%。



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