2G至3.5G蜂窝移动设备高效射频功率管理

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

最后一个重要特性是，FAN5904控制GSM/EDGE功率放大器模块的能力在于将RF功率管理解决方案从FAN5904分离出来。在GSM/EDGE模式下，FAN5904具有3A的设计峰值极限电流，因而能够控制电流高达2A的功率放大器模块。在GSM/EDGE模式下，由于电流负载更大，FAN5904总是以PWM方式工作，因为GSM和EDGE信号较 3G信号具有更高的输出功率水平，因此它以3MHz的频率进行开关。3MHz是合适的开关频率，因为它位于WCDMA通道带宽之外，但是仍然可以使用小电感和小电容来处理更大电流负载，并使效率维持在高达95%的水平。人们可能要问，为什么在该模式下不使用6MHz，这在设计上是不可行的，因为较大的电流负载会使开关损耗更高，小型化解决方案带来的好处在效率方面得不到补偿。图10和图11显示，在蜂窝设备处于GSM或EDGE模式下，使用FAN5904 可将电流降低100mA。

图10. 在GSM 调制下，GSM/EDGE 功率放大器模块的整个输出功率范围内的FAN5904电池电流消耗

图 11. 在EDGE 调制下，GSM/EDGE 功率放大器模块的整个输出功率范围内的FAN5904电池电流消耗

总之，FAN5904是针对2G到3.5G无线协议功率放大器而设计，并管理和满足该功率放大器的严格功率要求。本文重点讨论了WCDMA，值得注意的是，FAN5904能够支持CDMA2000 1x EV-DO，以及在中国出现且快速发展的3G标准TD-SCDMA。该器件能够帮助蜂窝设备制造商大幅降低功耗，从而降低系统温度，延长使用时间，以满足用户避免频繁地为电池充电等要求。毕竟，没有用户愿意使用一个总是需要充电、发热的智能手机，或者在打重要电话时发生掉电的智能手机。