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面向2G/3.5G蜂窝移动设备的高效RF功率管理方案
在使用降压转换器时,我们关心的是开关频率如何影响RF性能,RF工程师极不愿意添加一个会对RF信号保真度(发送和接收两个方面)造成潜在影响的器件。如前所述,FAN5904采用PWM或PFM模式工作,分析显示,两者均不会对RF性能造成影响。图7(a)所示为28.5dBm信号的发送CW(关闭调制以显示接近中心的尖刺),以及距右侧6MHz的标记1。FAN5904产生的假性音调(spurious tones)水平很低,使得尖刺低于噪声本底。图7(b)所示为开启调制时的尖刺水平。这种尖刺很小,远远低于Tx遮蔽水平。FAN5904具有6MHz开关频率的一个优势在于该频率远离信号频率,并且位于5MHz的带宽之外,转换成位于WCDMA信号两侧的2.5MHz频率。
图 7. 在(a) CW调制和(b) WCDMA调制下,FAN5904在PWM模式下以6MHz的频率进行开关
或许在PFM模式下,我们更加关注的是尖刺会在哪里进入信号调制。通过进一步查看图8(a),在CW模式中,尖刺仍然在-40dBc以下,在8 (b)中,更重要的是该尖刺处于WCDMA调制遮蔽之下。
表3: 连接电源和FAN5904的3G功率放大器的EVM测量比较。
表3列出了所测量的0dBm 和-45dBm (图8中VPA 值接近VOUT_DCDC )输出功率的EVM,比较使用电源和FAN5904为3G功率放大器供电的情况。两列数值之间的差异很小,这清楚表明信号保真度的变化不大,不会影响RF性能,远在WCDMA极限数值之下。图 8. 在(a) CW调制和(b) WCDMA调制下,FAN5904在PFM模式下以低于6MHz的频率进行开关。
为了进一步了解降压转换器带来的噪声/尖刺情况,根据3G功率放大器自身的噪声输出,对接收频段内的噪声进行了测量和比较。图9显示在28.5dBm的最高输出功率下,来自FAN5904的尖刺水平实际上远远低于功率放大器的噪声水平,表4显示,来自FAN5904的噪声在-131.8dBm/Hz处最大,但仍然远远低于功率放大器自身的-90dBc。RF工程师可以放心,FAN5904在PWM和PFM模式工作时不会对蜂窝和其它RF频谱的发送和接收频段造成干扰。
图 9. Rx 频段中FAN5904相对于3G功率放大器噪声的尖刺。
表4: Rx 频段中来自FAN5904的噪声水平。