手机PA是什么
答案:1 悬赏:80
解决时间 2021-01-11 15:51
- 提问者网友：了了无期
- 2021-01-10 23:03
手机PA是什么
最佳答案
- 二级知识专家网友：低血压的长颈鹿
- 2021-01-11 00:15
PA(power amplifier，功率放大器)是指能输出大功率信号的放大电路。一个电子设备中通常包含多级放大电路，除了对小信号进行电压放大的前级放大电路，其输出级一般还要带动一定的负载，如扬声器、继电器、电动机、仪表、偏转线圈等，驱动这些负载都需要一定的功率，因此需要能放大大信号的功率放大电路。在正弦信号整个周期内的三极管导通情况，功率放大器的工作状态可分为甲类、乙类、甲乙类、丙类等。
3G手机的使用率越来越高，越来越丰富的功能被整合到同一只手机中。如今手机已拥有更多的多媒体应用，也因此将会对手机电池的续航力造成相当大的挑战。如何降低新一代手机零组件的耗电量以延长通话时间...
3G手机的使用率越来越高，越来越丰富的功能被整合到同一只手机中。如今手机已拥有更多的多媒体应用，也因此将会对手机电池的续航力造成相当大的挑战。如何降低新一代手机零组件的耗电量以延长通话时间，不仅是手机零件供应商的重要使命，同时也是手机设计工程师所持续追求的目标。
手机的功率放大器(PA)一直是手机中最耗电的零件，适当的降低PA平均耗电流，能显著提高通话的时间。本文将介绍新一代手机PA设计的概念，在手机中、低功率输出时仅启用PA第一级，而在需要高功率输出时则将PA后级开启。此概念设计不但能降低平均消耗电流，亦能简化控制电路设计。搭配手机在实际系统中输出功率的机率分配曲线，可使手机在有限电量条件下拥有更长通话时间。
线性度须符合规范
线性度的好坏会直接反映到手机测试的规格上，CDMA中的ACPR(Adjacent Channel Power Ratio)或WCDMA中的ACLR(Adjacent Channel Leakage Ratio)，无论在任何的正常(Normal)或特殊条件(Extreme condition)之下都必须符合规范。
高效率PAE延长通话时间
所谓的PAE(Power Added Efficiency，附加功率效率)即是指由Power Supply取得的DC功率转换成附加在PA的RF功率的效率百分比。
(详细公式请见新通讯55期9月号)
传统的3G PA设计概念强调在高输出功率模式下PAE越高越好。举例来说，传统的CDMA PA在输出功率28dBm时可达到40%左右的附加功率效率，但在中、低功率输出时却会降得很低。
但是在新一代的PA设计概念中，不仅在提高最大输出功率时的PAE，同时更强调无论在高、中或低输出功率时，能够提供更长的通话时间。如果能够适当的调整PA的增益、输出功率的能力及前级PA的线性度，除了能够降低平均消耗电流外，同时可以延长通话时间。
增益控制(Gain Control)
在CDMA或WCDMA功率放大器的偏压控制方面也有两种：Analog control与Digital control。一般类比控制偏压较复杂的多，因为在手机基频晶片中，输出数位电压准位比输出类比偏压准位容易而简单。
除了控制方式不同外，增益的平坦度及变化量也会影响到手机的输出功率校正(TX power calibration)的难易度，希望增益的变化量相对於频率的变化量越平坦越好，校正也越准确。最新的3G功率放大器设计皆采用Digital control数位电压准位偏压方式。
提高效率并降低功耗
在大部分的条件下，强调提升最大输出功率的效率仅能些微地提升通话时间，我们从图1的CDMA系统中手机实际运作的输出功率分配图，就可以很容易地得到答案。
无论是在都会区(Urban)或者是在郊区(Suburban)，手机使用机率最高时的输出功率，都集中於-10dBm～+10dBm的中阶功率 (mid/low power range)，反而以往一直强调最大输出功率的机会，仅仅发生在郊区的少部分时间。因此改善高输出功率时(high power range)的PAE对系统通话时间的提升并不显著。若能有效提升使用机率最高时的中间输出功率(Medium power range，-10dBm～+10dBm)的附加功率效率PAE，必定能延长手机的通话时间；而提升效率的方法有很多，最直接的办法就是降低该输出功率时的耗电流。
图1的下图同时指出不同型式PA在中、低输出功率时的消耗电流差异。传统的功率放大器拥有比Smart或Analog形式的放大器更高的消耗电流，原因在於传统的功率放大器在高或中、低输出功率时的增益几乎是固定值。在Smart PAM中透过数位的偏压调整方式将中、低输出功率的增益稍微降低，如此仅能微幅降低中、低输出功率的消耗电流，对於通话时间的提升效果不显著。而在 Analog控制的功率放大器中，以类比的电压改变放大器在低输出功率时的增益，但由於增益会随著偏压的大小而改变，因此对於输出功率的控制必须使用较复杂的电路来实现。有别於一般的功率放大器设计，CoolPAM的第1代或第2代放大器设计采用特殊数位控制的开关以及适当的增益调整，不但能够实际地降低中、低输出功率的消耗电流，同时还能降低静态电流(Idle Current)。
3G手机的使用率越来越高，越来越丰富的功能被整合到同一只手机中。如今手机已拥有更多的多媒体应用，也因此将会对手机电池的续航力造成相当大的挑战。如何降低新一代手机零组件的耗电量以延长通话时间...
3G手机的使用率越来越高，越来越丰富的功能被整合到同一只手机中。如今手机已拥有更多的多媒体应用，也因此将会对手机电池的续航力造成相当大的挑战。如何降低新一代手机零组件的耗电量以延长通话时间，不仅是手机零件供应商的重要使命，同时也是手机设计工程师所持续追求的目标。
手机的功率放大器(PA)一直是手机中最耗电的零件，适当的降低PA平均耗电流，能显著提高通话的时间。本文将介绍新一代手机PA设计的概念，在手机中、低功率输出时仅启用PA第一级，而在需要高功率输出时则将PA后级开启。此概念设计不但能降低平均消耗电流，亦能简化控制电路设计。搭配手机在实际系统中输出功率的机率分配曲线，可使手机在有限电量条件下拥有更长通话时间。
线性度须符合规范
线性度的好坏会直接反映到手机测试的规格上，CDMA中的ACPR(Adjacent Channel Power Ratio)或WCDMA中的ACLR(Adjacent Channel Leakage Ratio)，无论在任何的正常(Normal)或特殊条件(Extreme condition)之下都必须符合规范。
高效率PAE延长通话时间
所谓的PAE(Power Added Efficiency，附加功率效率)即是指由Power Supply取得的DC功率转换成附加在PA的RF功率的效率百分比。
(详细公式请见新通讯55期9月号)
传统的3G PA设计概念强调在高输出功率模式下PAE越高越好。举例来说，传统的CDMA PA在输出功率28dBm时可达到40%左右的附加功率效率，但在中、低功率输出时却会降得很低。
但是在新一代的PA设计概念中，不仅在提高最大输出功率时的PAE，同时更强调无论在高、中或低输出功率时，能够提供更长的通话时间。如果能够适当的调整PA的增益、输出功率的能力及前级PA的线性度，除了能够降低平均消耗电流外，同时可以延长通话时间。
增益控制(Gain Control)
在CDMA或WCDMA功率放大器的偏压控制方面也有两种：Analog control与Digital control。一般类比控制偏压较复杂的多，因为在手机基频晶片中，输出数位电压准位比输出类比偏压准位容易而简单。
除了控制方式不同外，增益的平坦度及变化量也会影响到手机的输出功率校正(TX power calibration)的难易度，希望增益的变化量相对於频率的变化量越平坦越好，校正也越准确。最新的3G功率放大器设计皆采用Digital control数位电压准位偏压方式。
提高效率并降低功耗
在大部分的条件下，强调提升最大输出功率的效率仅能些微地提升通话时间，我们从图1的CDMA系统中手机实际运作的输出功率分配图，就可以很容易地得到答案。
无论是在都会区(Urban)或者是在郊区(Suburban)，手机使用机率最高时的输出功率，都集中於-10dBm～+10dBm的中阶功率 (mid/low power range)，反而以往一直强调最大输出功率的机会，仅仅发生在郊区的少部分时间。因此改善高输出功率时(high power range)的PAE对系统通话时间的提升并不显著。若能有效提升使用机率最高时的中间输出功率(Medium power range，-10dBm～+10dBm)的附加功率效率PAE，必定能延长手机的通话时间；而提升效率的方法有很多，最直接的办法就是降低该输出功率时的耗电流。
图1的下图同时指出不同型式PA在中、低输出功率时的消耗电流差异。传统的功率放大器拥有比Smart或Analog形式的放大器更高的消耗电流，原因在於传统的功率放大器在高或中、低输出功率时的增益几乎是固定值。在Smart PAM中透过数位的偏压调整方式将中、低输出功率的增益稍微降低，如此仅能微幅降低中、低输出功率的消耗电流，对於通话时间的提升效果不显著。而在 Analog控制的功率放大器中，以类比的电压改变放大器在低输出功率时的增益，但由於增益会随著偏压的大小而改变，因此对於输出功率的控制必须使用较复杂的电路来实现。有别於一般的功率放大器设计，CoolPAM的第1代或第2代放大器设计采用特殊数位控制的开关以及适当的增益调整，不但能够实际地降低中、低输出功率的消耗电流，同时还能降低静态电流(Idle Current)。
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