功放如何為智能手機提供最佳效率

下一代智能手機將具備更先進的功能，包括：屏幕更大、多媒體功能更豐富、支持多個頻段和多種模式、電池續航時間更長以及機身更加輕薄。這些應用趨勢對射頻前端帶來了若干挑戰。

隨著許多大城市相繼推出LTE和TD-LTE以及智能手機輕薄化要求不斷提升，集成度和性能的重要性前所未有。因此，功放（PA）必須在這兩方面進一步提高，以幫助移動設備制造商實現目標。

ANADIGICS公司中國北方地區銷售主管何肅平指出，智能手機對多頻段、多模式支持提出了需求，例如：四頻段EDGE及雙頻段WCDMA和LTE。這個需求增加了射頻部分的復雜度和尺寸。由于制造商希望生產出具有更多功能、更輕薄的產品，PCB空間和元器件尺寸就變得極為重要。對于功放來說，需要為多頻段和多模式提供更高的功能。

另外，先進的多媒體功能和高速的數據網絡要求功放能夠在大功率模式下更頻繁地運行。GSM協會TS09程序發布的功率分布圖為3G設備在典型網絡中的輸出功率提供了指導。然而，大功率使用的增加為在大功率模式下提高效率帶來了壓力。這使得針對所有輸出功率優化的功放需要為用戶提供出色的電池續航時間。

每種應用都對功放技術和設計具有特定要求。對于手機來說，功放的性能是通過線性度、增益和天線的輸出功率來衡量的。

手機從2G、3G演變到現在的4G，進一步強調了功放線性度在建立和維持穩定網絡連接方面的重要性。線性度是指功放精確重生成射頻輸入頻率和幅度變化的能力。這是一個重要指標，因為它有助于確定設備維持穩定無線連接的能力，將直接影響語音通信和數據通信的質量。

增益是輸出與輸入的功率比，同樣也會影響器件的性能。功放必須接收收發器的輸出（通常小于+3dBm）并將信號不失真地放大。為了保證下一代智能手機具有出色的數據連接，就必須選擇具有足夠增益的功放。

收發器信號在到達天線之前必須通過功放、開關和濾波器。因此，功放增益應該提供足夠的射頻功率，以克服其他所選器件的損耗。

從工藝角度來看，功放市場將會繼續發展。市場長期以來由InGaP HBT器件所主導。ANADIGICS公司的先進產品采用了InGaP-Plus技術。這項獨特的專利技術一直以來提供了重要的性能、集成度和可靠性優勢，讓設計者可以使用工具庫來開發獨特并具前瞻性的產品。

該技術使器件具有更出色的性能和集成度，這正是當今市場的兩大趨勢。例如，目前從單頻段功放到多模、多頻段功放的轉變節省了寶貴的PCB空間。

功放制造商一直以來都在尋找實現更高集成度和更高性能的方法，正如3G設備引領的趨勢一樣。ANADIGICS在這兩方面一直都處于行業領先，其雙頻段、低功率下高效率（HELP）的功放就是最好的證明。該公司開發的LTE系列產品覆蓋了世界各地部署的主要頻段。其LTE產品系列包含了40多種功放（包括單頻段、雙頻段和多頻段產品），從而保證能夠為特定應用選擇最合適的功放。

ANADIGICS的雙頻段HELP3E功放通過將兩個獨立功放集成在一個緊湊封裝中，可以為手機制造商節省PCB空間。另外，該解決方案還實現了高效率和出色的線性度。

通過使用InGaP-Plus專利工藝技術和先進的電路設計技術提供具有三種模式狀態的解決方案，ANADIGICS的HELP4功放實現了更高的性能。這使得制造商無須使用DC-DC轉換器，就能在小功率、中等功率和大功率模式下實現高效率。這類功放具有出色的效率和極低的靜態電流，能夠為多功能智能手機提高電池續航時間。

在推出高集成度和性能的HELP3E和HELP4后，該公司又推出了新一代功放來引領行業標準。ANADIGICS的多模、多頻段功放針對LTE、WCDMA和CDMA信號調制進行了優化以提供出色的性能。該功放在為手機提供出色的諧波、噪聲和互調性能的同時，針對所有調制信號在效率、電流消耗和線性規格上進行了增強。ANADIGICS采用緊湊的5mm×7.5mm封裝提供四波段GSM/EDGE和雙波段WCDMA/LTE功能，有效地節省了空間。

市場上部分高集成度功放解決方案的效率極低，影響了電池的整體續航時間。何肅平強調，ANADIGICS的產品和這些產品的主要區別在于其高集成度與出色效率相結合的能力。ANADIGICS的新ProEficient功放經過優化，能夠在所有的輸出功率等級上提供極高效率（圖1）。這樣，產品結合了低功率模式下更長的通話時間和大功率模式下更長的數據應用。該功放還針對平均功率跟蹤（APT）使用進行了優化，以進一步提高效率和降低中等及低功率模式下的電流消耗。除了出色的效率之外，ProEficient功放還具有出色的線性度，保證了連接的穩定性以實現清楚的通話和高速的數據應用。

圖1：ProEficient功放在所有的輸出功率上都提供高效率。