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如何讓手機中的耗電大戶PA更省電?

作者: 時間:2011-03-03 來源:網(wǎng)絡 收藏
智能手機的電池續(xù)航能力成為制約智能手機發(fā)展的一個重要阻礙,而除了顯示屏外,手機中最大的耗電大戶就是射頻功放了。特別是隨著手機向3.5G或者4G演進,手機中的RF前端將會非常復雜,一個手機將需要多顆不同頻段、不同制式的PA、濾波器與雙工器等。如何節(jié)省PA的耗電?有兩個辦法,一個是從PA的自身技術(shù)入手,提升PA的效率;二是從管理PA的IC入手,提升鏈路的效率。此次IIC上,TriQuint和飛兆半導體分別從不同的角度詮釋了如何降低手機PA的功耗,延長手機電池的續(xù)航時間。

riQuint:優(yōu)異的跨帶PAE特性,大幅降低PA功耗

TriQuint一直致于Polar PA的設計與生產(chǎn),此次IIC上他們展示的是第五代5x5mm Polar GSM/EDGE四頻PA模塊——TQM7M5022,為TQM5012H的降成本版本,可pin to pin兼容?!耙恢币詠?,BB廠商分為兩大陣營,一個陣營要求Polar PA,包括高通等主流PA廠商;另一個要求線性PA,比如英飛凌等廠商。TriQuint一直致力于提供Polar PA,我們已做了五代Polar PA,力求將Polar PA做到極致?!盩riQuint公司中國區(qū)總經(jīng)理熊挺說道,“至今為止,我們已出貨超過2億片Polar PA模塊,也許這是最后一代Polar PA了,因為高通等BB公司已在向線性PA要求轉(zhuǎn)移,我們也迅速地跟上高通等公司的要求,線性PA已可量產(chǎn)?!?

雖然業(yè)界新的趨勢是向線性PA轉(zhuǎn)移,但是目前大量的成熟產(chǎn)品仍需要Polar PA,不論是GSM/EDGA還是WCDMA/EDGE。TQM7M5022的最大特點是具有非常優(yōu)異的PAE特性,跨帶PAE接近56%?!癙AE值直接影響用戶的通話時間,TQM7M5022具有優(yōu)異的跨帶PAE值,并且比競爭對手的產(chǎn)品高出了近5%?!毙芡ψ孕诺卣f道,此外TQM7M5022的增益值也領先同行,這些都大大減小PA的功耗。

“值得一提的是TQM7M5022也采用了TriQuint已商用的CuFlip封裝,具有更好的熱冷卻性能,并且尺寸比對手大幅減小25%。”熊挺稱。

在將Polar PA做到極致的同時,TriQuint同時已開始配合高通的性線要求提供線性EDGE PA。此次展會上他們推出配合高通QSC62x0低成本3G芯片組、QSC6x95多模芯片組和RTR8600多模RFIC的新一代線性EDGE PA——TQM7M5013,比前一代TQM7M5012延長15% GSM 平均通話時間,在2bit數(shù)位下有七個等級,“相比較下,目前已有的產(chǎn)品僅能提供1bit數(shù)位下3態(tài)或者2態(tài)。”熊挺解釋。此外,TQM7M5013采用了先進的預失真技術(shù),提升了大功率處的線性度,具有高效率瓦特/線性關系,“而傳統(tǒng)的 PAM在效率與線性度之間要有取舍,效率接近飽和時,線性度會迅速下降?!彼忉尩?,并且增益狀態(tài)可由高通的芯片組選定?!拔覀兓旧鲜歉咄≦SC62x0的第一家可量產(chǎn)的線性PA供應商?!彼f道。

未來手機中的PA、濾波器以及雙工器會越來越多,廠商們正在努力集成以減小功耗與面積。“集成的趨勢有兩種:一種是沿信號鏈的集成,比如PA+濾波器+雙工器;另一種集成是不同頻段的PA集成。前一種方式靈活性更大,適合不同網(wǎng)絡的要求。兩種方式各有優(yōu)缺點,我們的做法是努力結(jié)合以上兩種方式的優(yōu)勢?!毙芡Ρ硎?。

《電子系統(tǒng)設計》
圖:TQM7M5022具有非常優(yōu)異的跨帶PAE特性。

飛兆半導體:RF PA節(jié)能方案將電池續(xù)航時間提升30%以上

“無論是3G還是2G,功率放大器都會消耗大量功率,所以需要一種有效的方法來獲得更長的通話/工作時間?!憋w兆半導體技術(shù)行銷部資深經(jīng)理Edwin Lee李文輝在IIC的《智能手機峰會》上說道。他解釋,不論是在進行語音通話,還是將數(shù)據(jù)從手機發(fā)送到基站,功率放大器均要消耗功率。在接收效果較差的區(qū)域,則需要更高的輸出功率水平,這就意味著更高的功率消耗。對于3G功率放大器和GSM/EDGE功率放大器模塊(PAM)的EDGE部分而言,不僅需要特定水平的輸出功率,還要求具有足夠的線性度,以確保向基站發(fā)送信號的保真度?!八?,我們專門針對RF PA的開發(fā)出高效的節(jié)能解決方案。”他說道。

李文輝解釋,目前對于功率放大器的外圍技術(shù),業(yè)界已經(jīng)開發(fā)出兩種有效方法:DC-DC轉(zhuǎn)換器和包絡跟蹤。第一種方式是更為流行的解決方案,飛兆半導體公司用于2G/3G功率放大器的6W、3MHz/6MHz降壓轉(zhuǎn)換器FAN5904就針對這種應用?!霸摦a(chǎn)品是為了支持GSM/EDGE PAM和3G/3.5G PA而專門設計,因為在手機中線路板空間十分珍貴,設計人員無需再使用兩個獨立的降壓轉(zhuǎn)換器。”他說道。FAN5904支持從WCDMA到HSUPA+,以及全球流行的CDMA200 1x EV-DO等3G無線標準。此外,該器件還支持中國的3G標準TD-SCDMA,以及用于更高數(shù)據(jù)傳輸率的TD-SCDMA信號調(diào)制下的HSUPA。隨著兼容GSM/EDGE、支持TD-SCDMA的多模多制式手機的出現(xiàn),F(xiàn)AN5904將為客戶帶來高的性價比方案。

FAN5904與基帶處理器和功率放大器配合工作,以達到降低功耗的目的?;鶐酒M將會根據(jù)從基站接收到的信息來設定輸出功率水平,然后將其轉(zhuǎn)換成電源電壓,以便FAN5904可以為功率放大器供電?;鶐幚砥髂軌蜥槍敵龉β仕?,動態(tài)調(diào)節(jié)功率放大器的電源電壓,從而降低功率放大器消耗的電流。這樣便得到兩種重要結(jié)果:一是降低了電源電壓和電流,使得散熱減少;二是延長了智能手機的通話時間和數(shù)據(jù)使用時間。下圖是不同輸出功率條件下一個3G PA分別在語音和數(shù)據(jù)傳輸模式下有、無FAN5904時所使用的工作時間的分析??梢钥闯?,采用FAN5904后電池續(xù)航時間將大幅提升。“這意味著對于智能手機而言,廠商可以選擇一個更小容量的電池來實現(xiàn)同樣的續(xù)航時間,這樣手機可以做得更薄更小,具有更強的競爭力。”李文輝表示。



關鍵詞: 電源管理

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