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W-CDMA 電源顯著提高傳輸效率

2512977 2022-11-18 | pdf | 141.61KB | 次下載 | 免費(fèi)

資料介紹

隨著第三代 (3G) 蜂窩電話計(jì)劃推出的臨近，手機(jī)設(shè)計(jì)人員一直忙于開(kāi)發(fā)新的解決方案以滿足高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨蟆?/font>其中最大的需求是軟件、屏幕技術(shù)、數(shù)據(jù)處理帶寬和保持合理的電池壽命。在第二代 (2G) 純語(yǔ)音低數(shù)據(jù)速率手機(jī)中，需求沒(méi)有那么大，可以實(shí)現(xiàn)許多簡(jiǎn)化和成本節(jié)約。例如，典型的 2G 手機(jī)的發(fā)射功率放大器 (PA) 直接由電池供電，但其效率并不理想。在 3G 手機(jī)中，高速數(shù)據(jù)的傳輸需要增加帶寬并增加天線的功率；因此，需要一種更高效的解決方案來(lái)維持較長(zhǎng)的電池壽命。隨著第三代 (3G) 蜂窩電話計(jì)劃推出的臨近，手機(jī)設(shè)計(jì)人員一直忙于開(kāi)發(fā)新的解決方案以滿足高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨蟆?/font>其中最大的需求是軟件、屏幕技術(shù)、數(shù)據(jù)處理帶寬和保持合理的電池壽命。在第二代 (2G) 純語(yǔ)音低數(shù)據(jù)速率手機(jī)中，需求沒(méi)有那么大，可以實(shí)現(xiàn)許多簡(jiǎn)化和成本節(jié)約。例如，典型的 2G 手機(jī)的發(fā)射功率放大器 (PA) 直接由電池供電，但其效率并不理想。在 3G 手機(jī)中，高速數(shù)據(jù)的傳輸需要增加帶寬并增加天線的功率；因此，需要一種更高效的解決方案來(lái)維持較長(zhǎng)的電池壽命。使用開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器背后的原理是 PA 的電源電壓余量可以動(dòng)態(tài)調(diào)整，以勉強(qiáng)適應(yīng) PA 中的 RF 信號(hào)幅度（參見(jiàn)使用開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器背后的原理是 PA 的電源電壓余量可以動(dòng)態(tài)調(diào)整，以勉強(qiáng)適應(yīng) PA 中的 RF 信號(hào)幅度（參見(jiàn)圖 1圖 1). 通過(guò)使用開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器有效地實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，當(dāng)以低于峰值發(fā)射功率的任何值運(yùn)行時(shí)，節(jié)電效果最大。因?yàn)橹挥挟?dāng)手機(jī)距離基站和傳輸數(shù)據(jù)很遠(yuǎn)時(shí)才需要峰值功率，所以整體的功率節(jié)省是巨大的。如果 PA 電源電壓可以在足夠?qū)挼膭?dòng)態(tài)范圍內(nèi)有效變化，則可以使用固定增益線性 PA，從而不需要單獨(dú)的偏置控制信號(hào)（目前用于 2G 手機(jī)）。當(dāng)然，偏置控制信號(hào)仍可用于增加控制程度，一些手機(jī)制造商正在積極追求這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；然而，W-CDMA 技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)者之一堅(jiān)持認(rèn)為偏置控制是不必要的。). 通過(guò)使用開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器有效地實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，當(dāng)以低于峰值發(fā)射功率的任何值運(yùn)行時(shí)，節(jié)電效果最大。因?yàn)橹挥挟?dāng)手機(jī)距離基站和傳輸數(shù)據(jù)很遠(yuǎn)時(shí)才需要峰值功率，所以整體的功率節(jié)省是巨大的。如果 PA 電源電壓可以在足夠?qū)挼膭?dòng)態(tài)范圍內(nèi)有效變化，則可以使用固定增益線性 PA，從而不需要單獨(dú)的偏置控制信號(hào)（目前用于 2G 手機(jī)）。當(dāng)然，偏置控制信號(hào)仍可用于增加控制程度，一些手機(jī)制造商正在積極追求這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；然而，W-CDMA 技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)者之一堅(jiān)持認(rèn)為偏置控制是不必要的。圖 1. 開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器 (MAX1820) 動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié) W-CDMA 功率放大器 (PA) 的電源。通過(guò)有效地調(diào)整 PA 的電源余量以匹配 PA 的發(fā)射功率，可以大大減少能量浪費(fèi)并延長(zhǎng)手機(jī)的電池壽命。圖 1. 開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器 (MAX1820) 動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié) W-CDMA 功率放大器 (PA) 的電源。通過(guò)有效地調(diào)整 PA 的電源余量以匹配 PA 的發(fā)射功率，可以大大減少能量浪費(fèi)并延長(zhǎng)手機(jī)的電池壽命。系統(tǒng)性能的另一個(gè)主要考慮因素是降壓開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器所需的專(zhuān)用特性。要了解這些要求，必須首先研究 PA 的負(fù)載曲線。一家主要的手機(jī)制造商提供了系統(tǒng)性能的另一個(gè)主要考慮因素是降壓開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器所需的專(zhuān)用特性。要了解這些要求，必須首先研究 PA 的負(fù)載曲線。一家主要的手機(jī)制造商提供了圖 2圖 2，這是雙極性、固定增益、W-CDMA 功率放大器的負(fù)載曲線。在峰值發(fā)射功率下，PA 需要 3.4V 電源軌并消耗 300mA 至 600mA 之間的電流。在最低發(fā)射功率、靠近基站且僅發(fā)射語(yǔ)音的情況下，PA 在 0.4V 和 1V 之間的電源電壓下消耗低至 30mA。這對(duì)應(yīng)于最大 2040mW 和最小 12mW 的 PA 功耗。，這是雙極性、固定增益、W-CDMA 功率放大器的負(fù)載曲線。在峰值發(fā)射功率下，PA 需要 3.4V 電源軌并消耗 300mA 至 600mA 之間的電流。