- 手機(jī)RF前端設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)

　　圖4中的電流控制架構(gòu)是一種間接控制的方案，它監(jiān)控電流并使其保持恒定。這種方法將電流與功率相關(guān)聯(lián)，只要電流與功率之間的關(guān)系保持恒定（僅當(dāng)負(fù)載電阻不變時(shí)），就能非常出色地控制功率。控制功率的方法是：通過調(diào)整放大器的基級(jí)偏壓來控制增益，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)功率控制。圖5為電壓控制示意圖，它與電流控制類似，也是一種間接控制方法，只是將電壓而非電流與功率相關(guān)聯(lián)。這種方法非常類似電流控制，只要負(fù)載電阻恒定且電壓和功率間的關(guān)系保持不變，就能工作良好。與電流控制相似，在電壓控制中，通過調(diào)節(jié)集電極電壓而非基級(jí)偏壓來控制功率。本文中介紹的最后一個(gè)架構(gòu)是功率檢測（如圖6所示）。這種方法將一部分信號(hào)耦合回檢波器，檢波器通過比較輸出電壓和參考電壓來檢測功率。這種功率控制方法的準(zhǔn)確性也很高，失配主要取決于耦合器的方向和反饋回路中的誤差。該架構(gòu)的缺點(diǎn)是，增加了耦合器的輸出損耗和組件成本，因?yàn)樗枰嚯娐穪韺?shí)現(xiàn)功率控制功能。

　　在非常簡短地回顧了基本功率控制架構(gòu)后，下面重點(diǎn)介紹器件的評(píng)估測試，采用的是能夠反映實(shí)際性能，并直接影響通話時(shí)間、電池壽命和呼叫接收效果等用戶滿意度指標(biāo)的方式。首先，為了解實(shí)際環(huán)境，必須描述天線性能（如圖3所示）。正像前面所述，VSWR的變化范圍在2:1到5:1之間，具體取決于終端用戶和手機(jī)的位置。綜合這些考量因素，用于對(duì)比的基準(zhǔn)定為3:1 VSWR。選擇該值的原因是因?yàn)樗芎芎玫伢w現(xiàn)實(shí)際環(huán)境中的性能，而不會(huì)有不切實(shí)際的功率反射回PA，從而導(dǎo)致比較結(jié)果有誤差。為正確描述這些產(chǎn)品，必須進(jìn)行負(fù)載牽引測試，用這種方法設(shè)計(jì)人員可以精確控制失配、相角和輸出功率精確度。該方法如圖7所示。

　　通過圖8和圖9可以看出，即使采用不同架構(gòu)實(shí)現(xiàn)了功率控制功能，在實(shí)際環(huán)境中的性能還是有可能出現(xiàn)很大差異。這意味著什么？為什么很重要？首先，如前所述，OTA性能是真正的關(guān)鍵，它與輸出功率直接相關(guān)。如圖9所示，在這三種維持到負(fù)載的恒定輸出功率的方法中，電流控制是表現(xiàn)最差的一種。在GSM 850頻段，電流控制和功率檢測方法有大概1.5dB的差異。功率檢測機(jī)制的缺陷在于允許電流增加，而其它解決方案中的電流維持在合理值。盡管這種情況下看起來通話時(shí)間會(huì)較長，但實(shí)際環(huán)境中并非如此。

　　例如，如果手機(jī)工作在29dBm（這是GSM系統(tǒng)中最常見的功率值），基站實(shí)際上會(huì)要求手機(jī)將功率值從29dBm提高到31dBm，因?yàn)檩敵龉β薀o法滿足當(dāng)前功率控制電平（PCL）。這反過來會(huì)增加電流消耗，最終縮短通話時(shí)間。另一個(gè)需考慮的則是電流消耗所取得的優(yōu)勢。在手機(jī)中，如果電流控制機(jī)制在這些情況下提供了足夠輸出功率，能夠滿足運(yùn)營商的OTA要求，則無須擔(dān)心進(jìn)入VSWR的功率。由于出色地降低了輸出功率，因此提供一種VSWR性能較好的解決方案就能夠大幅節(jié)省電流消耗。在查看圖10時(shí)，請(qǐng)考慮以下問題：如果所有解決方案交付的功率均相同，那么它們會(huì)對(duì)終端用戶有何影響？

　　對(duì)于電壓控制和功率檢測方法而言，可將50歐姆校準(zhǔn)設(shè)置為降低1dB，但仍滿足相同的輸出功率要求。ETSI傳導(dǎo)規(guī)范指定，對(duì)于PCL 5，正常情況下的功率為33dBm±2dB。這意味著為達(dá)到傳導(dǎo)性能，針對(duì)PCL 5，手機(jī)必須至少輸出31dBm?？紤]到留出余量的需求，最安全的校準(zhǔn)值應(yīng)為31.5dBm。如果需要更大的余量，則設(shè)計(jì)人員可將手機(jī)調(diào)相至50歐姆環(huán)境中為32dBm，從而大幅節(jié)約電流。圖11中詳細(xì)介紹了與50歐姆環(huán)境下性能的關(guān)聯(lián)問題。