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多模3G手机前端电路设计方案

RF6280 DC-DC转换器相当于一个脉冲宽度调制(PWM)电压模式控制器,可以把Vset电压提高到2.5倍[Vout=2.5(Vset)]。利用直流直流转换器对每个功率级上的PA.

RF6280 DC-DC转化器相当于一个脉冲宽度调制(PWM)电压形式操控器,能够把Vset电压提高到2.5倍[Vout=2.5(Vset)]。运用直流直流转化器对每个功率级上的PA集电极电压进行优化,电池耗电量的减小差不多等于Vout/Vin之比。对直流直流转化器运用公式Pout=?Pin,这儿?代表功率,能够推导出电池电流(Ibat)的公式Ibat=(Vout/?Vin)Iload,这儿Iload代表负载电流。该式显现电池电流是Vout/Vin之比,假定转化器功率为100%,且一切作业电压级上负载稳定。

图6显现了怎么运用功率办理来下降电池的耗电量。图中所示为当PA集电极电压在每一个功率级上被最优化调理时测得的电池耗电量。此数据标明,比较没有集电极电压调理的PA,在0dBm时,电池耗电量能够下降约79%。下降电池耗电量的另一种方法是选用模仿偏置操控技能。RF6285和RF6281 PA都规划有偏置电路,能够对操控电压(Vctrl)进行调理,这样,在较低的功率级上,PA能够更低偏置。比较无基极偏置调理的PA,经过调理Vctrl,电池耗电量能够下降48%左右。图6中的“基极偏置调理”曲线显现了只改动PA基极偏置的成果。要进一步下降电池耗电量,在较低的功率级上,PA基极偏置和集电极电压都要减小。如图6所示的“基极偏置调理+DC-DC”曲线,终究对电池电流的影响是削减约88%的电流。运用这种操控电压组合,在0dBm以下的放大器输出功率级上,PMIC和PA所耗费的总电池电流小于7mA。

比较HSDPA调制信号,语音调制信号的峰均功率比要更小。由于手机有必要作业在两种形式下,故PA偏置须足够高到坚持充沛的线性度,以到达体系相邻信道走漏比(ACLR)要求。一旦PA偏置电压的设置契合HSDPA要求,在语音作业形式下,这些相同的电压级可提供额定的ACLR余裕(ACLR margin)。由于这种额定的ACLR余裕并非必需,故可能会献身ACLR功能以节约更多的电池耗电量。图7中,在语音作业形式下,经过减小HSDPA作业形式中所设置的操控电压,在最高功率级上可节约30mA的耗电量。这种灵活性让规划人员能够依据作业形式对线性度余裕、斜率和功率进行权衡取舍。

手机的散热仍然是规划人员重视的一个问题。功率放大器(PA)是首要产热器材。直流直流转化器的运用将让PA集电极电压作业在最小规则电压和最大输出功率(与电池电压无关)下。下面以作业在最大输出功率下的RF6285为例来阐明怎么运用直流直流转化器下降功耗。

输出功率为+27-dBm时,RF6285的典型耗电量是450mA。如式Pdiss=Pin-Pout所示,功耗是输入功率和输出功率的函数,由于Pout稳定为+27dBm(0.5W),故这时由Pin决议PA的功耗是多少。在满充电电池供电且无功率办理的条件下运用PA时,Pin的值为:Pin=4.5VX0.45A=2.03W,此刻功耗为1.53W。在选用了功率办理的状况下,PA集电极被设置为3.1V,故Pin=3.1VX0.45A=1.39W,而功耗只要0.89W。这种电压的减小可削减约42%的PA功耗,这意味着PA芯片温度将下降42°C。

对运营商和手机制造商来说,手机的现场功能体现至关重要。EVM和ACLR体系要求,以及总辐射功率(TRP)和特定吸收率(SAR)约束,都需求失配负载条件下的稳健功能。此外,后期校准手机在功率和功率精度上可能会遭到不良影响。PA负载灵敏度对发射链路的整体功能十分重要。RF6281、RF6285、RF6241、RF6242和RF6245 PA中选用了一种正交架构来减小PA负载灵敏度。这些器材选用带有超前/滞后分离器和合成器网络的并联途径放大器进行规划。在运用中,无线网络能够创立互相相位差为90度的放大器途径,这需求PA稳健作业。

图8显现了超前/滞后合成器网络输出失配时产生的状况。这一仿真中,在Port1合成器输出上有5.0:1 VSWR的失配。运用5.0:1 VSWR的原因在于这是手机环境中可能产生的最坏失配状况。Ports2和4遭到的影响是阻抗转化,亦即每个PA输出2.0:1 VSWR。前端组件插损可对天线失配起必定阻隔效果。典型前端组件插损至少3dB,这限制了超前/滞后合成器输出的最坏状况VSWR是3.0:1,而非5.0:1。

图9所示为测得的RF6285的ACLR功能与VSWR的联系,从中可看出PA正交架构的优势。作为参阅,在3.0:1的最坏状况VSWR下,ACLR下降不到2dB,而单端PA时为10dB。关于3.0:1的最坏状况VSWR,RF6285的功率下降只要2.5dB,相同状况下单端PA则为3.5dB(图10)。图11显现了RF6285的峰值集电极电流与VSWR的联系。在2.0:1最坏状况VSWR下,RF6285的峰值集电极电流只增加了3%,而相同条件下单端PA的增加了20%之多。

3G手机的规划人员面临着很多应战,终究应该优先处理那些问题,需依据终究使用来决议。像RD6280模块这样的处理方案可为多频带使用带来灵活性的长处,一起在一切功率级和作业形式下都能坚持最佳功能。相反地,RF6241、RF6242和RF6245等高度集成的处理方案可削减元件数目求。上述两类处理方案都能够满意改善回退功率级下耗电量的要求,而RD6280包含有PA PM%&&&&&%,可提供更多的功能优化。

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