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W-CDMA 电源显着提高传输效率
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2022-11-18
张鑫
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随着第三代 (3G) 蜂窝电话计划推出的临近，手机设计人员一直忙于开发新的解决方案以满足高速数据传输的需求。其中最大的需求是软件、屏幕技术、数据处理带宽和保持合理的电池寿命。在第二代 (2G) 纯语音低数据速率手机中，需求没有那么大，可以实现许多简化和成本节约。例如，典型的 2G 手机的发射功率放大器 (PA) 直接由电池供电，但其效率并不理想。在 3G 手机中，高速数据的传输需要增加带宽并增加天线的功率；因此，需要一种更高效的解决方案来维持较长的电池寿命。随着第三代 (3G) 蜂窝电话计划推出的临近，手机设计人员一直忙于开发新的解决方案以满足高速数据传输的需求。其中最大的需求是软件、屏幕技术、数据处理带宽和保持合理的电池寿命。在第二代 (2G) 纯语音低数据速率手机中，需求没有那么大，可以实现许多简化和成本节约。例如，典型的 2G 手机的发射功率放大器 (PA) 直接由电池供电，但其效率并不理想。在 3G 手机中，高速数据的传输需要增加带宽并增加天线的功率；因此，需要一种更高效的解决方案来维持较长的电池寿命。使用开关稳压器背后的原理是 PA 的电源电压余量可以动态调整，以勉强适应 PA 中的 RF 信号幅度（参见使用开关稳压器背后的原理是 PA 的电源电压余量可以动态调整，以勉强适应 PA 中的 RF 信号幅度（参见图 1图 1). 通过使用开关稳压器有效地实现这一点，当以低于峰值发射功率的任何值运行时，节电效果最大。因为只有当手机距离基站和传输数据很远时才需要峰值功率，所以整体的功率节省是巨大的。如果 PA 电源电压可以在足够宽的动态范围内有效变化，则可以使用固定增益线性 PA，从而不需要单独的偏置控制信号（目前用于 2G 手机）。当然，偏置控制信号仍可用于增加控制程度，一些手机制造商正在积极追求这种拓扑结构；然而，W-CDMA 技术的领导者之一坚持认为偏置控制是不必要的。). 通过使用开关稳压器有效地实现这一点，当以低于峰值发射功率的任何值运行时，节电效果最大。因为只有当手机距离基站和传输数据很远时才需要峰值功率，所以整体的功率节省是巨大的。如果 PA 电源电压可以在足够宽的动态范围内有效变化，则可以使用固定增益线性 PA，从而不需要单独的偏置控制信号（目前用于 2G 手机）。当然，偏置控制信号仍可用于增加控制程度，一些手机制造商正在积极追求这种拓扑结构；然而，W-CDMA 技术的领导者之一坚持认为偏置控制是不必要的。图 1. 开关调节器 (MAX1820) 动态调节 W-CDMA 功率放大器 (PA) 的电源。通过有效地调整 PA 的电源余量以匹配 PA 的发射功率，可以大大减少能量浪费并延长手机的电池寿命。图 1. 开关调节器 (MAX1820) 动态调节 W-CDMA 功率放大器 (PA) 的电源。通过有效地调整 PA 的电源余量以匹配 PA 的发射功率，可以大大减少能量浪费并延长手机的电池寿命。系统性能的另一个主要考虑因素是降压开关稳压器所需的专用特性。要了解这些要求，必须首先研究 PA 的负载曲线。一家主要的手机制造商提供了系统性能的另一个主要考虑因素是降压开关稳压器所需的专用特性。要了解这些要求，必须首先研究 PA 的负载曲线。一家主要的手机制造商提供了图 2图 2，这是双极性、固定增益、W-CDMA 功率放大器的负载曲线。在峰值发射功率下，PA 需要 3.4V 电源轨并消耗 300mA 至 600mA 之间的电流。在最低发射功率、靠近基站且仅发射语音的情况下，PA 在 0.4V 和 1V 之间的电源电压下消耗低至 30mA。这对应于最大 2040mW 和最小 12mW 的 PA 功耗。，这是双极性、固定增益、W-CDMA 功率放大器的负载曲线。在峰值发射功率下，PA 需要 3.4V 电源轨并消耗 300mA 至 600mA 之间的电流。
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