文档介绍：W-CDMA收发器的功率管理技术
,无法真正吸引终端用户。真正的通话或连接时间实际上取决于手机与基站的连接质量,以及连接期间数据内容的密集程度。
为争取更多的用户,全球3G网络基础设施在2008年已加速部署,其中在美国和欧洲的发展尤其快速。好几家运营商都推出了比较价廉的无限数据计划,虽然这些计划对在连接能力上有一定的限制,但却增加了对网络应用软件的支持,比如视频会议、互联网语音(VoIP)、简易邮箱(easy email) 和互联网浏览等,从而吸引用户使用。
在硬件方面,针对低功率模式工作和城区通话服务,手机设计人员已设法对射频收发器的功耗进行优化,特别是射频功放(RF Power Amplifier, RFPA) 的功耗。运营商提供的统计数据显示,在这种情况下,手机的传送功率小于1mW。目前使用的RFPA中,大多数都具有低功率模式,当射频功率低于1mW时,其耗电量为10mA或更小。此外,它们还经过优化,可在500mW左右时(最大射频工作功率级) 获得最佳功率附加效率(Power Added Efficiency, PAE) (约为33%)。这时的问题在于,RFPA功耗约为1W,会产生过多的热能,影响周围组件的性能。图1所示为PAE及功耗的典型变化与射频工作功率级的关系。
图1:双模W-CDMA RFPA的附加功率效率(PAE) 的图示icle/84/119/2009/
据3G网络运营商提供的功率分布统计数据,在城市地区,以语音功能为主手机有90%到 95%的时间都在1mW以下的功耗工作,这应该使得这些条件下的通话时间达到5小时。
不过,当连接的数据容量较大,或者用户位于郊外或低覆盖区域时,3G手机必须把发射功率提高到50mW以上,才能获得良好的信噪比。在这类情形下,。
最佳的解决方案是采用一个由电压控制的DC-DC转换器来动态调节RFPA电源电压,以便在每一个射频功率级下都获得尽可能高的功率效率。这项技术被称为动态电压调节(Dynamic Voltage Scaling, DVS) 技术(图2)。
图2:利用DC-DC转换器实现3G 射频功放动态供电的图示
图中文字(上): VBAT – DVS DCDC – VCC – WCDMA RFPA
(中): VBAT或电池电压– VCC 或RFPA 来自DCDC的电压
(下):已传送的射频功率级
图3显示了较之直接由电池供电的RFPA (黑色曲线),采用了DVS 功率管理方案的RFPA (蓝色曲线) 在功率附加效率上的改进。图中可见,在16 到 24dBm的功率范围,后者节省