手機設計技術：包絡跟蹤晶片的輸出阻抗，模式轉換等關鍵規格要求

時間＼2017-11-14

低輸出阻抗

包絡跟蹤（ET，Envelope tracking）IC中的高輸出阻抗會由於負載電流的快速變化而導致電壓誤差，從而導致RF功放輸出的失真和雜訊。

圖1、包絡跟蹤（ET，Envelope tracking）IC架構

包絡跟蹤（ET，Envelope tracking） IC有效地取代了PA的供電電源中的去耦電容，所以低的包絡跟蹤（ET，Envelope tracking） IC輸出阻抗對維持PA的穩定性也是至關重要的。包絡跟蹤（ET，Envelope tracking） IC通常會連接到PCB電路板上的多個功放，這樣即使把未使用的功率放大器關閉，也會增加寄生電容和雜散電感。

在包絡跟蹤（ET，Envelope tracking） IC看來RF PA會向它提供一個動態負載阻抗。

因此，與簡單的阻性負載相比，它們的驅動要複雜得多，通常用於表徵和測量直流 - 直流電源轉換器（dc-dc converters）的性能。

圖2、ET實現框圖

具有低輸出阻抗的包絡跟蹤（ET，Envelope tracking）調製器可以最大限度地減少由於PA的供電電源電流的快速變化而導致的RF輸出雜訊和失真。

“交流提升（AC boost）”能力

現代通信信號波形對峰值功率的要求提高因此相應地會要求功率放大器具有較高的峰值電源電壓，

一般在4.2-5.0V範圍內。然而，可擕式產品使用額定電壓為3.8V的電池，並且設計人員正在越來越多地尋找可在2.8V（甚至2.5V）電壓下工作的電池組件。

這延長了電池壽命，並且能夠更加容忍由於來自其他系統元件的電流尖峰而導致的“限電”現象。因此，一個好的包絡跟蹤（ET，Envelope tracking）調製器將通過升高電池電壓來提供高達4.5V甚至是5.5V以上的峰值電壓，

並且理想情況下即使是2.8V的電池供電也可以保持全RF輸出功率。

圖3、ET系統中供電電壓和輸出信號之間的關係

無縫模式轉換（Seamless-mode transitions）

在LTE系統中，手機的發射功率控制取決於距離基站的距離（路徑損耗）和在每個時隙期間正在發射的暫態頻寬。

這可能導致發射功率每毫秒發生100倍的變化。

因此，ET IC必須能夠快速改變發射功率電平，並能夠在ET和APT模式之間切換，而不會在RF PA的電源中引入任何“毛刺（glitches）”。同時應該避免在這些在模式轉換期間所帶來的帶內（EVM）或帶外（ACLR）失真的風險。

圖4、ET電源調製器

在APT模式下，包絡跟蹤（ET，Envelope tracking） IC通常通過在輸出電源上切換到適當的去耦（旁路）電容器以來降低紋波，保持PA的穩定性，從而保持低輸出阻抗。這種切換必須在使輸出信號所受到的干擾最小的情況下進行。

（完）