面向3G基站的基于专用晶体管(带综合偏置)的非对称Doherty技术

综合信号结果

评估的第二部分是复杂的信号测量。测试使用的信号是2个WCDMA载频，采用5MHz为间隔并进行削波，以使PAR=6.5dB。所有测量都是在 2.14GHz频率时完成的，其中Vdd=28V，测试台上配置有数字自适应预失真器。该设备专用于提供关于Doherty线性化和可实现的最大性能的信息。

图9所示为数字预失真(DPD)之前和之后的邻信道功率(ACP)和输出平均功率之比。


图9 调制信号测试，2载频WCDMA ACP

可以看到，在功率高达49.5dBm时，线性化能够删除几乎所有失真。高于这个电平就不可能了。49.5dBm(90W)是放大器开始对信号进行削波的电平，这意味着此电平的输出峰值功率会上升为56dBm(49.5dBm+6.5dB)。 这与前面的CW测量有密切的关系。

还有一个非常有意思的现象，即线性化曲线在49.5dBm时出现明显的“拐弯”。这意味着，在信号饱和并发生削波之前，放大器不会生成难以消除的失真或对存储器造成较大的影响。为了对这些内容进行确认，对图10进行观察，会发现线性化后输出信号的PAR几乎是在50dBm时获得的，这也确认了放大器的饱和功率电平。


图10 调制信号测试，2个载频WCDMA 的PAR和效率

注意，在这个功率电平上(49.5dBm/90W)，效率是44%，相当于比该功率电平的常规对称Doherty提高了2~3个百分点。总之，与两个 WCDMA载频和28V/2.14GHz的6.5dB PAR相比，此处可实现的性能包括：最大平均功率49.5dBm(90W)；在49.5dBm时完成线性化后，ACP达到-55dBc；49.5dBm时效率为44%。

结语

使用飞思卡尔两个专用LDMOS器件，可构建简单而高效的非对称Doherty放大器，并达到400W的峰值功率。载流子和峰值晶体管包含的集成偏置允许抑制偏置调整，从而简化栅极馈线，提供高视频带宽，同时确保几近理想的热补偿。所选的非对称电平(1dB)级别可以将Doherty的效率提高2~3个百分点。演示器显示在利用2个WCDMA载频和6.5dB PAR进行线性化后，峰值功率可达到56dBm，平均功率达到49.5dBm(90W)(包括17dB增益)，效率为44%，ACP为55dBc 。根据能确保基站放大器生产性能的余量，可估算这款Doherty产品在 47dBm(56W)与48dBm(63W)之间的功率电平时能达到40%左右的效率。具体情况将视系统显示和线性化程度而定。

参考文献

1. Raab, F.H. Asbeck. P. Cripps. S. Kenington. P.B,  Popovic. Z.B, Pothecary. N., Sevic. J.F., Sokal. N.O. Power amplifiers and transmitters for RF and microwave. Microwave Theory and Techniques, IEEE Transactions on.

2. Burger. W., Brech. H., Burdeaux. D., Dragon. C., Formicone. G., Honan. M., Pryor. B., Ren X., RF-LDMOS: a device technology for high power RF infrastructure applications. Compound Semiconductor Integrated Circuit Symposium, 2004. IEEE

3. Cripps. S. RF power amplifiers for wireless communications. Boston, MA: Artech House 1999

作者：飞思卡尔半导体 Jean-Jacques BOUNY    来源:电子设计应用2009年第11期