測試儀表如何滿足包絡跟蹤放大器的需求

移動通信技術從2G時代的GSM/EDGE發展到3G時代的WCDMA/TD-SCDMA/CDMA2000,再到目前的研究熱點LTE/LTE-A，高階調制、多載波等新技術的應用，使得網絡所支持的數據速率越來越高， 與此同時信號的峰均比（PAR）也越來越大。而傳統的固定電源功率放大器在高峰均比、高功率情況下，工作效率很低，從而導致很大一部分能量浪費了，尤其是對于終端的電池壽命影響很大。

與傳統的固定電源功放相比，包絡跟蹤放大器可以與射頻信號的包絡同步地改變放大器電源電壓，從而提高包絡跟蹤功放的效率。所以，更多的功放廠商開始支持包絡跟蹤技術，來減少功率消耗，比如應用在智能手機上的功放。

典型的功放測試系統由一臺信號源和一臺頻譜分析儀組成，不過對于包絡跟蹤放大器測試，需要一臺額外的信號源提供包絡信號給放大器的直流調制器。羅德與施瓦茨公司的矢量信號源SMW200A，一臺儀表就可以同時提供射頻信號和包絡信號給包絡跟蹤放大器，同時配合矢量信號分析儀FSW就可以對包絡跟蹤放大器的功放效率、鄰帶泄露特性、調制特性等指標進行分析測量，如果加裝相應的數字預失真選件，該套測試環境還可以對放大器進行相應的預失真測試。

包絡跟蹤技術基礎

現 代通信系統中的數字調制信號比如LTE/LTE-A 都有很高的峰均比，至少會有幾個dB。也就是說LTE的瞬時信號功率隨著時間的變化會有很大的變化，為了防止功放工作在飽和區域，所以需要給傳統的功放提 供一個很高的直流電壓。這樣，當功放工作在低輸出功率時，會造成很多能量以散熱的方式浪費了。

包絡跟蹤技術的應用，有效地克服了這個問題。理想的包絡跟蹤技術可以根據射頻信號的包絡，動態的調節給功放的供電電壓，從而使得功放的效率大大提高。以移動終端為例，應用了包絡跟蹤技術的功放，可以使得電池的壽命大大延長。

圖1給出了傳統功放與包絡跟蹤放大器的基本原理差別。

圖1：傳統功率放大器和包絡跟蹤放大器基本原理圖。

從圖1可以看出，對于傳統的功率放大器直接把基帶的IQ數據上變頻之后，以射頻形式提供給功放，同時功放需要一個恒定的直流電壓供電。但是，對于包絡跟蹤放大器，除了提供射頻信號之外，還需要把相應基帶信號的包絡下列公式提供給直流調制器，以便提供可變的直流電壓給功放。

為 了使直流調制器更有效地工作，需要把直接的包絡信息A經過一定的賦形處理，比如線性、查找表、多項式、Detroughing等。同時，為了使功放能夠正 常有效地工作，到達功放的射頻信號和調制直流電壓需要嚴格的時間對齊，如果兩者的時間存在一定的誤差，就會導致功放輸出信號的調制質量變差。

包絡跟蹤測試方案

羅德與施瓦茨公司針對包絡跟蹤放大器提 供了完整的測試方案，矢量信號源SMW200A可以提供測試所需的射頻信號和包絡信號，矢量信號分析儀FSW可以對放大器輸出的射頻信號以及直流調制器輸 出的電壓和電流進行測量，同時SMW200A和FSW可以由運行在PC機上的測試軟件FS-K180PC進行控制，自動完成包絡跟蹤的測試。