本文探讨了一种全新的功率放大器设计概念：其功率放大器的驱动电路在一般情况下都以中低等输出功率工作，只有在需要高输出功率时才启动功耗较高的功率放大器电路。通过了解手机在实际使用情况下的输出功率概率分布，能在有限的电池容量下有效地延长通话时间，该技术不但可以有效地降低功率放大器的平均电流，而且实现非常简单。

    目前全球3g手机的普及率正呈现逐步上升趋势，同时新推出的手机也整合了越来越多的功能。如今的手机已经具备了多媒体功能：包括视频摄像、百万像素摄像模块、自动对焦、相机闪光灯和用于照明的白色led、mp3、mp4及java游戏等。为了提高网络的覆盖率，有很多手机都采用双模gsm/gprs+cdma、gsm/gprs+wcdma或整合嵌入式无线局域网(wlan)联机功能的设计。实现如此丰富、强大的功能，面临的最大问题就是手机电池的功耗和通话时间，如何节省电池功耗已经成为手机设计者必须面对的最迫切问题之一。

    图1：cdma系统中手机输出功率的使用概率分布。

    为手机传输信号的功率放大器(pa)一直是手机中耗电量最大的元器件，因此有效地降低功率放大器的平均消耗电流将能大幅度延长手机的通话时间。在本文中，我们将探讨一种全新的功率放大器设计概念，其功率放大器的驱动电路在一般情况下都以中低等输出功率工作，只有在需要高输出功率时才启动功耗较高的功率放大器电路。这种技术不但可以有效地降低功率放大器的平均电流，而且操作非常简单。了解手机在实际使用情况下的输出功率概率分布，是在有限的电池容量下有效地延长通话时间的重要基础。

    手机功率放大器的关键规格

    线性度：功率放大器的线性度将直接影响到手机的性能，例如cdma2000系统中的相邻频道功率比(acpr)和wcdma系统中的相邻频道泄漏比(aclr)。为避免与其它频道或系统间的相互干扰，不管在何种情况下，也不能为达到这些规格的要求而妥协。

    功率加效率：功率加效率(pae)是通过放大器取得输出的射频功率和输入的直流功率的百分比：

    传统的3g功率放大器设计都把焦点放在如何在高功率模式下取得较高的pae。例如，使用e-phemt(增强模式伪形态高电子迁移率晶体管)的传统cdma功率放大器在+28dbm输出功率时可以达到40%的pae，但在中、低功率输出时的pae却会降得很低。

    图2：传统和最佳化功率放大器的特性比较。

    当采用旁路高功率级3g功率放大器的设计概念，而不是试图将高功率模式的效率最佳化时，我们将可专注于如何在提高实际工作情况下包含高、中、低等功率模式的整体通话时间。如果能有效地选择驱动电路的增益、功率输出能力和线性度以及输出级电路，包括通话时间在内的整体性能都可以得到大幅度地改善。

    增益控制：在cdma或wcdma功率放大器上常见的偏压控制基本上可以分为两种，即模拟偏压控制和数字偏压控制。模拟偏压控制较为复杂，部分原因是由于需要基带芯片组提供稳定、可变的模拟电压，与提供较宽松的“on”或“off”数字控制电压相比来说要困难许多。此外，改变模拟控制电压经常会影响到放大器的增益平稳度，使手机输出功率的调整更加困难，因此最新的3g功率放大器设计一般都会采用数字控制。

    功率放大器如何延长通话时间

    在大部分的情况下，提升功率放大器的高功率模式pae通常只能微幅改善通话时间。从图1所显示的实际cdma系统中，可根据手机输出功率概率分布函数的计算结果来证明这项假设。

    图3：旁路高功率级的电路概念，可采用传统开关或使用安华高科技coolpam放大器的可变阻抗并联传输线。

    如图1所示，不管手机是在市区还是郊区使用，它的功率输出大部分集中在-10dbm至+10dbm(中/低功率范围)的范围内，只有在少数距离基地台较远的郊区才有可能长