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【lol世界赛压注】新型高效WCDMA直放站PA方案

时间:2021-02-09
本文摘要:随着3G技术的发展,系统容量的大大提升,对系统的线性拒绝更加低。功放作为通信系统的主要非线性单元,其性能的提高在整个系统中的起到至关重要。 全然使用用功率重设的方法去符合线性拒绝更加艰难,同时也无法符合日益提升的效率拒绝。因而使得很多线性化技术被大大应用于到功放设计中。 目前已商用的线性化技术还包括前馈、DPD和仿真实杂讯。

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随着3G技术的发展,系统容量的大大提升,对系统的线性拒绝更加低。功放作为通信系统的主要非线性单元,其性能的提高在整个系统中的起到至关重要。

全然使用用功率重设的方法去符合线性拒绝更加艰难,同时也无法符合日益提升的效率拒绝。因而使得很多线性化技术被大大应用于到功放设计中。

  目前已商用的线性化技术还包括前馈、DPD和仿真实杂讯。其中前馈技术主要的缺点是,误差环路无法同时缩放简单信号,造成效率非常低;而DPD技术主要的特点是,通过处置基带信号超过预失知道效果,因此必须将射频信号再行转化成基带信号,处置已完成后再行还原射频信号与PA的输入信号展开制备,已完成信号的校正,其仅次于的缺点是系统简单、无法调试,有效地比特率有限。

与以上两种线性化手段相比较,仿真实杂讯系统结构非常简单,更容易调试,效率也可符合市场需求,因此已沦为现在较为热门的线性化方法。  不过,仿真实杂讯最重要的就是自由选择适合的非线性器件,其特性要和LDMOS十分相似,才能模拟出PA的非线性特性,最后超过预失知道效果。而这样的器件自由选择必须大量的实验数据和检验,这给前期研发带给相当大挑战。

  本文使用Scintera公司内部构建的新型实杂讯芯片SC1887,因应NXP公司的BLF6G22LS-130,用于Doherty结构,前级推展用于BLM6G22-30G,最后已完成WCDMA30W功率输入,为直放站客户获取了一种针对20W整机的高效、节约能源的解决方案。  SC1887实杂讯电路包含  与传统的仿真实杂讯电路相比较,SC1887大幅度修改了实杂讯电路的结构,增加了外围元器件的应用于,从而使得整个电路更为灵活、更加不易小型化;同时更进一步提高了系统可靠性。

构建原理如图1右图。图1SC1887实杂讯构建框图  该电路使用了闭环结构,对歧义效果比传统的开环结构更加出色。该芯片通过调节RFin、RFout和FFFB三个端口与各个巴伦之间的给定,可以在600MHz到2.8GHz的比特率内长时间工作。

本方案使用村田制作所(Murata)的高Q电容和较低劣损电感,将三个端口脉冲掌控在18dB以上(该板是使用Isola公司的专用板材IS680设计的四层板)。同时可通过SPI和计算机连接,随时监控其工作状态,使调试更为简捷高效。

  明确构建方案  DXY鼎芯实验室使用NXP公司的高性能LDMOS,独立国家设计出有一种简单的Doherty结构,与仿真实杂讯芯片SC1887构建了极致融合。射频方案中的预推展使用NXPRFSSBGA6589,推展级使用NXPBLM6G22-30G,末级使用NXPBLF6G22LS-130。比起于业内其他厂家的产品,NXP的LDMOS效率高、增益低,在高效率、大功率功放应用于方面具有不能替代的优势。  其中BLF6G22LS-130单管增益平均17dB,饱和状态效率55%,制成Doherty后增益也有15-16dB,末级6dB重设效率在40%以上。

BLM6G22-30G是塑封的构建二级IC管,增益高达28dB,效率高,是做到大功率推展级的选用方案。同时为了提升输出功率,使用研通(Yantel)高频技术公司近期发售的较低挂损电桥HC2100A03。  SC1887对RFin、RFFB两个端口的输出信号强度都有一定动态范围拒绝。

为了与功放更佳的因应,在环路内用于两个ATT电路,动态调节主通路和对系统通路的增益范围,保证SC1887在一定的功率输入动态范围内有很好的展现出。明确构建电路原理如图2右图。图2功放原理框图  测试结果分析  测试结果如表格1右图。

从测试数据可以显现出,在Pout=44.7dBm时,对消后ACPR在52dBC以上,可以符合3GPP频谱升空模板。效率可以做27%,比普通重设功放提升10%以上,明显增加了能耗,相比之下远超过运营商的招标拒绝,合乎当今节能环保、绿色低碳的发展市场需求。

  通过分析以上测试结果可以显现出,该方案有如下几大优势:  1.效率高:使用Doherty特仿真预失知道线性化技术,该方案与普通的HPA比起,效率最少提升10%以上。  2.成本低:功放管在整个功放成本中占到主要地位,某种程度的功率输入,该方案比传统的HPA增加一半的使用量,节省成本。  3.结构非常简单,更容易调试:修改了实杂讯电路的结构,增加了外围元器件的应用于,使得整个电路更为灵活,提升了整个系统的可靠性和一致性,便于生产调试。

图32140MHZ测试结果 图4WCDMA30WPA方案测试平台  序言:功放的非线性失真为及传统仿真预失知道构建  功放的非线性失真为特性主要由AM-AM杂讯、AM-PM杂讯两个特性来密切相关,如图4右图。图4功放的AM-AM、AM-PM特性示意图  为了便于分析,我们忽视功放的记忆效应,将功放的传输特性标识为:  Vo(t)=f[Vi(t)](1)  其中Vi(t)、Vo(t)分别为功放的输出和输入电压。将该式用泰勒级数进行,取前3项,获得式(2):  Vo(t)=k1Vi(t)+k2Vi2(t)+K3Vi3(t)(2)  为修改分析过程,我们假设输出为点频信号,即Vi=Acos1t,则输入信号为:  Vo(t)=0.5K2A2+(k1A+0.75k3A3)cos1t+0.5k2A2cos21t+0.25k3A3cos31t(3)  从式3可以显现出,由于功放的非线性,输入信号中不仅包括有输出信号频率分量,还经常出现了新的直流分量、二次谐波和三次谐波分量。

其中,基波分量的振幅为  k1[1+0.75(k3/k1)A2]A,其中k1为线性增益,0.75k3A2所谓线性失真。  当k30时,k1[1+0.75(k3/k1)A2]k1,此时增益呈现出扩展特性;反之,当k30时,k1[1+0.75(k3/k1)A2]k1,此时增益呈现出传输特性。大部分非线性器件(还包括LDMOS),其k30,随着输出功率的增高不会经常出现增益传输现象,这就是AM-AM杂讯。有些非线性器件在特定的偏置状态持续性经常出现k30的增益扩展特性,传统的预杂讯器就是要寻找这样的器件来已完成实杂讯效果。

  AM-PM杂讯是指输入信号的振幅随输出信号幅度的变化而变化。对于一个理想的放大器,它的输入信号的振幅和输出信号的幅度牵涉到。然而,在实际的放大器中,输出信号的幅度调制不会造成输入信号的振幅调制,一般用贝塞尔函数回应,如下:  实际指出,当输出信号为小功率信号时,功放的非线性主要以AM-AM杂讯居多;而当输出信号为大功率信号时,AM-PM杂讯较之前者对功放线性的影响更加显著。

  功放的非线性主要是由k30产生增益传输而产生的。仿真预失知道原理就是要寻找一个k30的器件与功放串联,使两者的非线性互相抵销,使最后功放输入的信号确保在线性状态下。其原理如图5右图。

图5实杂讯原理框图  为了确保充足的对歧义效果,一般实杂讯都使用双环结构,其构建框图如图6右图。图6仿真实杂讯构建框图  其中通路III、IV包含实杂讯产生环路,合路后经通路V通过适当的波动和后移相再与通路I的主信号制备最后已完成预失知道效果。一般通路IV上的IM3产生器的器件自由选择都较为严苛。

  整个电路必须IV、V两个通路同时严苛的调整波动和振幅,结构比较复杂,调试可玩性也很高。


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