2G至3.5G蜂窩移動設備的高效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的頻率進行開關

為了進一步了解降壓轉(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，對接收頻段內(nèi)的噪聲進行了測量和比較。圖9顯示在 28.5dBm的最高輸出功率下，來自FAN5904的尖刺水平實際上遠遠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，但仍然遠遠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模式工作時不會對蜂窩和其它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的設計峰值極限電流，因而能夠控制電流高達2A的功率放大器模塊。在GSM/EDGE模式下，由于電流負載更大，F(xiàn)AN5904總是以PWM方式工作，因為GSM和EDGE信號較 3G信號具有更高的輸出功率水平，因此它以3MHz的頻率進行開關。3MHz是合適的開關頻率，因為它位于WCDMA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載，并使效率維持在高達95%的水平。人們可能要問，為什么在該模式下不使用6MHz，這在設計上是不可行的，因為較大的電流負載會使開關損耗更高，小型化解決方案帶來的好處在效率方面得不到補償。圖10和圖11顯示，在蜂窩設備處于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輸出功率范圍內(nèi)的FAN5904電池電流消耗

總之，F(xiàn)AN5904是針對2G到3.5G無線協(xié)議功率放大器而設計，并管理和滿足該功率放大器的嚴格功率要求。本文重點討論了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標準TD-SCDMA。該器件能夠幫助蜂窩設備制造商大幅降低功耗，從而降低系統(tǒng)溫度，延長使用時間，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總是需要充電、發(fā)熱的智能手機，或者在打重要電話時發(fā)生掉電的智能手機。