利用DC-DC电源提供的变化Vcc改善RF功放效率

MAX2291芯片级封装的线性RF功率放大器(PA)是针对工作在PCS波段的N-CDMA手机设计的，通过修改输入、输出匹配电路，它还可以很好地工作在1920-1980MHz WCDMA波段。该芯片包含用于强发射功率的大功率通道和中等/低功率发射的低功率通道，以获得更高的效率。
在蜂窝手机应用中，平均发射功率为+12至+16dBm，因此，功率放大器在“中等”功率下的效率对于延长电池的工作时间至关重要。MAX2291在由大功率通道提供+27dBm输出功率时，具有+37%的功效(PAE)；由低功率通道提供+16dBm输出功率时，具有12%的功效。当在两个通道之间进行切换时，所带来的负面影响是：信号的相位偏差超出了80°，需要在基带部分进行处理和修正。

改变MAX2291的电源电压(仅使用大功率通道)是在中等功率或低功率下提高功效的另一途径，MAX8506开关型调节器能够提供所需要的电源电压，从试验结果看，MAX2291可以在+16dBm输出功率下将功效提高到18.9%，ACPR为-38dBc，而且没有相位偏移。PA增益随着Vcc的降低而减小。

电路说明

MAX8506是一款600mA开关调节器，能够按照所需要的输出功率为MAX2291 PA提供变化的电源电压Vcc。MAX8506有两个控制引脚：BP和REF_IN，BP用于旁路调节器，以降低满功率输出时的压差，REF_IN用于控制输出电压。MAX8506的输出可作为MAX2291 PA的主Vcc电源，如图1所示。



利用WCDMA开发板进行测试，通过调节PA的Vcc和RF输入功率达到所要求的输出功率和所希望的ACPR：-38dBc。然后记录消耗电流，用于计算效率。

测试设备：Agilent E4433B信号发生器；Agilent E4406A；电源、RF耦合器、20dB衰减头；RF功率计。
E4433B选择3GPP调制、上行链路、DPCCH + 1 DPDCH，Agilent E4406A用于测量ACPR。



测试数据如图2所示，MAX2291输出功率为+27dBm时，由于MAX8506处于旁路状态，输入电源直接与输出连接，没有经过开关调节器，此时，在两种情况下MAX2291的功效均为34.6%。输出功率为+24dBm时，如果采用固定的3.5V供电，功效为25.7%；如果利用开关调节器供电，功效可提高至30.5%。输出功率只有+16dBm时，功效从8.3%提高到18.9%，并保持-38dBc的ACPR。输出功率为+10dBm时，PAE从2.8%提高到8.3%。