提高功放效率的必然性
隨著3G技術的發展，系統容量不斷的提升，對系統的線性要求越來越高。功放作為通信系統的主要非線性單元，其性能的提升在整個系統中的作用至關重要。傳統的功率回退技術很難實現50W的大功率輸出，鄰信道功率比很難滿足要求，而且功耗特別高，不符合現在節能環保的綠色要求。

為了解決非線性失真，目前已商用的線性化技術有前饋、DPD和模擬預失真。其中前饋技術主要的缺點是誤差環路不能同時放大有用信號，導致效率非常低；而DPD技術主要的特點是通過處理基帶信號達到預失真的效果，因此需要將射頻信號先轉化成基帶信號，處理完成后再還原成射頻信號與PA的輸出信號進行合成，完成信號的校正，其最大的缺點是系統復雜、難以調試，有效帶寬受限。

鑒于前饋和DPD技術存在的弊端，DXY鼎芯作為一家技術型服務商，推出了性價比很高，特別適合直放站客戶采用的模擬預失真芯片方案。與以上兩種線性化手段相比較，高集成度的模擬預失真系統，電路結構簡單，容易調試，效率也可滿足需求，已成為現在比較受歡迎的線性化方法。

此方案中的預推動采用NXP BGA6589，BGA7027，推動級采用NXP BLM6G22-30G，末級采用NXP BLF7G22LS-200與Scintera公司內部集成的新型預失真芯片SC1887，，最終完成WCDMA 50W 功率輸出，為直放站客戶提供了一種針對40W整機的高效、節能的解決方案。

 

 

 圖1  RF原理框圖

 

模擬預失真最重要的就是選擇合適的非線性器件，其特性要和LDMOS非常接近才能模擬出PA的非線性特性，最終達到預失真的效果。而這樣的器件選擇需要大量的實驗數據和驗證，給前期研發帶來很大的麻煩。簡單的拓撲能夠增強系統的穩定性和可靠性。

與傳統的模擬預失真電路相比較，SC1887大大簡化了預失真電路的結構，減少了外圍元器件的應用，使得整個電路更加緊湊、更易小型化。同時進一步提升了系統可靠性。實現原理如圖2所示。

 

 

圖2  SC1887預失真實現框圖

 

該電路采用了閉環結構，對消效果比傳統的開環結構更優異。該芯片通過調節RFIN、RFOUT和FFFB三個端口與各個巴倫之間的匹配，可以在600MHz到2.8GHz的帶寬內正常工作。

在眾多的功率放大管生產商中，NXP無疑是其中的佼佼者，相比于業內其他廠家的產品，NXP的LDMOS 效率高、增益高，在高效率、大功率功放應用方面有著不可替代的優勢，成為了功放設計者的最佳選擇。

其中BLF7G22LS-200單管增益可達18.5dB，做成doherty后增益也有16.5-17.3dB，末級6dB回退效率在42%以上，P1dB可達56dBm。BLM6G22-30G是塑封的集成二級IC管，增益高達29dB，效率高，可采用表面貼裝的安裝方式，便捷，一致性好，是做大功率推動級的首選方案，BGA7027則有著高達42dBm的OIP3，而BGA6589輸入輸出阻抗均為50Ω,實現了內匹配寬帶管，無需外部匹配電路，極大的簡化了電路設計。

測試結果如下表1所示。從測試數據可以看出，在Pout=47dBm的時候，對消后的ACPR在-55dBc以上，可以滿足3GPP頻譜發射模板。效率可以做到26%，實現了回退功放基本不可能實現的輸出功率，顯著減少了能耗，超出運營商的招標要求，符合當今國家節能環保的發展需求。

表1 WCDMA 3載波測試數據

                  

 

圖3  方案測試平臺

通過整個方案所選用的器件以及測試結果可以看出，該方案具備以下幾大優勢：

1. 高功率：采用傳統的回退方式，基本不可能實現這么大的功率輸出，該方案在傳統方式上有質的突破；

2. 低成本：該方案采用集成模擬預失真+PA的方式實現大功率輸出，比采用數字預失真+PA的方式出顯著的節約了成本；

3. 高效率：該方案末級雙管采用了doherty的電路結構，極大的提高漏極效率，較平衡雙管效率提高在15%以上；

4. 結構簡單，易于集成：采用了集成模擬預失真芯片，能夠很好的跟PA集成在一個模塊里面，在緊湊的體積里面，實現大功率輸出的功能。

DXY鼎芯是一家專業電子元器件及方案設計提供商。設計及銷售的產品覆蓋射頻微波，物聯網，安防監控，電力儀表，汽車電子，新能源等工業領域。公司總部位于深圳，在亞太區有9個辦事處，公司技術團隊實力雄厚，深圳研發中心已成為NXP和清華大學微電子研究所的應用工程實驗室。DXY鼎芯為成為亞太區最具影響力的技術性服務商而努力，是你理想的合作伙伴。鼎芯無限，無線首選。