2G至3.5G蜂窩移動(dòng)設(shè)備的高效RF功率管理

圖 8. 在(a) CW調(diào)制和(b) WCDMA調(diào)制下，F(xiàn)AN5904在PFM模式下以低于6MHz的頻率進(jìn)行開關(guān)

為了進(jìn)一步了解降壓轉(zhuǎn)換器帶來的噪聲/尖刺情況，根據(jù)3G功率放大器自身的噪聲輸出，對(duì)接收頻段內(nèi)的噪聲進(jìn)行了測(cè)量和比較。圖9顯示在 28.5dBm的最高輸出功率下，來自FAN5904的尖刺水平實(shí)際上遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于功率放大器的噪聲水平，表4顯示，來自FAN5904的噪聲在 -131.8dBm/Hz處最大，但仍然遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于功率放大器自身的-90dBc。RF工程師可以放心，F(xiàn)AN5904在PWM和PFM模式工作時(shí)不會(huì)對(duì)蜂窩和其它RF頻譜的發(fā)送和接收頻段造成干擾。

圖 9. Rx 頻段中FAN5904相對(duì)于3G功率放大器噪聲的尖刺

表4: Rx 頻段中來自FAN5904的噪聲水平

最后一個(gè)重要特性是，F(xiàn)AN5904控制GSM/EDGE功率放大器模塊的能力在于將RF功率管理解決方案從FAN5904分離出來。在GSM/EDGE模式下，F(xiàn)AN5904具有3A的設(shè)計(jì)峰值極限電流，因而能夠控制電流高達(dá)2A的功率放大器模塊。在GSM/EDGE模式下，由于電流負(fù)載更大，F(xiàn)AN5904總是以PWM方式工作，因?yàn)镚SM和EDGE信號(hào)較 3G信號(hào)具有更高的輸出功率水平，因此它以3MHz的頻率進(jìn)行開關(guān)。3MHz是合適的開關(guān)頻率，因?yàn)樗挥赪CDMA通道帶寬之外，但是仍然可以使用小電感和小電容來處理更大電流負(fù)載，并使效率維持在高達(dá)95%的水平。人們可能要問，為什么在該模式下不使用6MHz，這在設(shè)計(jì)上是不可行的，因?yàn)檩^大的電流負(fù)載會(huì)使開關(guān)損耗更高，小型化解決方案帶來的好處在效率方面得不到補(bǔ)償。圖10和圖11顯示，在蜂窩設(shè)備處于GSM或EDGE模式下，使用FAN5904 可將電流降低100mA。

圖10. 在GSM 調(diào)制下，GSM/EDGE 功率放大器模塊的整個(gè)輸出功率范圍內(nèi)的FAN5904電池電流消耗

圖 11. 在EDGE 調(diào)制下，GSM/EDGE 功率放大器模塊的整個(gè)輸出功率范圍內(nèi)的FAN5904電池電流消耗

總之，F(xiàn)AN5904是針對(duì)2G到3.5G無線協(xié)議功率放大器而設(shè)計(jì)，并管理和滿足該功率放大器的嚴(yán)格功率要求。本文重點(diǎn)討論了WCDMA，值得注意的是，F(xiàn)AN5904能夠支持CDMA2000 1x EV-DO，以及在中國出現(xiàn)且快速發(fā)展的3G標(biāo)準(zhǔn)TD-SCDMA。該器件能夠幫助蜂窩設(shè)備制造商大幅降低功耗，從而降低系統(tǒng)溫度，延長使用時(shí)間，以滿足用戶避免頻繁地為電池充電等要求。畢竟，沒有用戶愿意使用一個(gè)總是需要充電、發(fā)熱的智能手機(jī)，或者在打重要電話時(shí)發(fā)生掉電的智能手機(jī)。