测试仪表如何满足包络跟踪放大器的需求

移动通信技术从2G时代的GSM/EDGE发展到3G时代的WCDMA/TD-SCDMA/CDMA2000,再到目前的研究热点LTE/LTE-A，高阶调制、多载波等新技术的应用，使得网络所支持的数据速率越来越高， 与此同时信号的峰均比（PAR）也越来越大。而传统的固定电源功率放大器在高峰均比、高功率情况下，工作效率很低，从而导致很大一部分能量浪费了，尤其是对于终端的电池寿命影响很大。

与传统的固定电源功放相比，包络跟踪放大器可以与射频信号的包络同步地改变放大器电源电压，从而提高包络跟踪功放的效率。所以，更多的功放厂商开始支持包络跟踪技术，来减少功率消耗，比如应用在智能手机上的功放。

典型的功放测试系统由一台信号源和一台频谱分析仪组成，不过对于包络跟踪放大器测试，需要一台额外的信号源提供包络信号给放大器的直流调制器。罗德与施瓦茨公司的矢量信号源SMW200A，一台仪表就可以同时提供射频信号和包络信号给包络跟踪放大器，同时配合矢量信号分析仪FSW就可以对包络跟踪放大器的功放效率、邻带泄露特性、调制特性等指标进行分析测量，如果加装相应的数字预失真选件，该套测试环境还可以对放大器进行相应的预失真测试。

包络跟踪技术基础

现代通信系统中的数字调制信号比如LTE/LTE-A 都有很高的峰均比，至少会有几个dB。也就是说LTE的瞬时信号功率随着时间的变化会有很大的变化，为了防止功放工作在饱和区域，所以需要给传统的功放提供一个很高的直流电压。这样，当功放工作在低输出功率时，会造成很多能量以散热的方式浪费了。

包络跟踪技术的应用，有效地克服了这个问题。理想的包络跟踪技术可以根据射频信号的包络，动态的调节给功放的供电电压，从而使得功放的效率大大提高。以移动终端为例，应用了包络跟踪技术的功放，可以使得电池的寿命大大延长。

图1给出了传统功放与包络跟踪放大器的基本原理差别。

图1：传统功率放大器和包络跟踪放大器基本原理图。

从图1可以看出，对于传统的功率放大器直接把基带的IQ数据上变频之后，以射频形式提供给功放，同时功放需要一个恒定的直流电压供电。但是，对于包络跟踪放大器，除了提供射频信号之外，还需要把相应基带信号的包络下列公式提供给直流调制器，以便提供可变的直流电压给功放。

为了使直流调制器更有效地工作，需要把直接的包络信息A经过一定的赋形处理，比如线性、查找表、多项式、Detroughing等。同时，为了使功放能够正常有效地工作，到达功放的射频信号和调制直流电压需要严格的时间对齐，如果两者的时间存在一定的误差，就会导致功放输出信号的调制质量变差。