功放如何為智能手機提供最佳效率

下一代智能手機將具備更先進(jìn)的功能，包括：屏幕更大、多媒體功能更豐富、支持多個(gè)頻段和多種模式、電池續航時(shí)間更長(cháng)以及機身更加輕薄。這些應用趨勢對射頻前端帶來(lái)了若干挑戰。

隨著(zhù)許多大城市相繼推出LTE和TD-LTE以及智能手機輕薄化要求不斷提升，集成度和性能的重要性前所未有。因此，功放（PA）必須在這兩方面進(jìn)一步提高，以幫助移動(dòng)設備制造商實(shí)現目標。

ANADIGICS公司中國北方地區銷(xiāo)售主管何肅平指出，智能手機對多頻段、多模式支持提出了需求，例如：四頻段EDGE及雙頻段WCDMA和LTE。這個(gè)需求增加了射頻部分的復雜度和尺寸。由于制造商希望生產(chǎn)出具有更多功能、更輕薄的產(chǎn)品，PCB空間和元器件尺寸就變得極為重要。對于功放來(lái)說(shuō)，需要為多頻段和多模式提供更高的功能。

另外，先進(jìn)的多媒體功能和高速的數據網(wǎng)絡(luò )要求功放能夠在大功率模式下更頻繁地運行。GSM協(xié)會(huì )TS09程序發(fā)布的功率分布圖為3G設備在典型網(wǎng)絡(luò )中的輸出功率提供了指導。然而，大功率使用的增加為在大功率模式下提高效率帶來(lái)了壓力。這使得針對所有輸出功率優(yōu)化的功放需要為用戶(hù)提供出色的電池續航時(shí)間。

每種應用都對功放技術(shù)和設計具有特定要求。對于手機來(lái)說(shuō)，功放的性能是通過(guò)線(xiàn)性度、增益和天線(xiàn)的輸出功率來(lái)衡量的。

手機從2G、3G演變到現在的4G，進(jìn)一步強調了功放線(xiàn)性度在建立和維持穩定網(wǎng)絡(luò )連接方面的重要性。線(xiàn)性度是指功放精確重生成射頻輸入頻率和幅度變化的能力。這是一個(gè)重要指標，因為它有助于確定設備維持穩定無(wú)線(xiàn)連接的能力，將直接影響語(yǔ)音通信和數據通信的質(zhì)量。

增益是輸出與輸入的功率比，同樣也會(huì )影響器件的性能。功放必須接收收發(fā)器的輸出（通常小于+3dBm）并將信號不失真地放大。為了保證下一代智能手機具有出色的數據連接，就必須選擇具有足夠增益的功放。

收發(fā)器信號在到達天線(xiàn)之前必須通過(guò)功放、開(kāi)關(guān)和濾波器。因此，功放增益應該提供足夠的射頻功率，以克服其他所選器件的損耗。

從工藝角度來(lái)看，功放市場(chǎng)將會(huì )繼續發(fā)展。市場(chǎng)長(cháng)期以來(lái)由InGaP HBT器件所主導。ANADIGICS公司的先進(jìn)產(chǎn)品采用了InGaP-Plus技術(shù)。這項獨特的專(zhuān)利技術(shù)一直以來(lái)提供了重要的性能、集成度和可靠性?xún)?yōu)勢，讓設計者可以使用工具庫來(lái)開(kāi)發(fā)獨特并具前瞻性的產(chǎn)品。

該技術(shù)使器件具有更出色的性能和集成度，這正是當今市場(chǎng)的兩大趨勢。例如，目前從單頻段功放到多模、多頻段功放的轉變節省了寶貴的PCB空間。

功放制造商一直以來(lái)都在尋找實(shí)現更高集成度和更高性能的方法，正如3G設備引領(lǐng)的趨勢一樣。ANADIGICS在這兩方面一直都處于行業(yè)領(lǐng)先，其雙頻段、低功率下高效率（HELP）的功放就是最好的證明。該公司開(kāi)發(fā)的LTE系列產(chǎn)品覆蓋了世界各地部署的主要頻段。其LTE產(chǎn)品系列包含了40多種功放（包括單頻段、雙頻段和多頻段產(chǎn)品），從而保證能夠為特定應用選擇最合適的功放。

ANADIGICS的雙頻段HELP3E功放通過(guò)將兩個(gè)獨立功放集成在一個(gè)緊湊封裝中，可以為手機制造商節省PCB空間。另外，該解決方案還實(shí)現了高效率和出色的線(xiàn)性度。

通過(guò)使用InGaP-Plus專(zhuān)利工藝技術(shù)和先進(jìn)的電路設計技術(shù)提供具有三種模式狀態(tài)的解決方案，ANADIGICS的HELP4功放實(shí)現了更高的性能。這使得制造商無(wú)須使用DC-DC轉換器，就能在小功率、中等功率和大功率模式下實(shí)現高效率。這類(lèi)功放具有出色的效率和極低的靜態(tài)電流，能夠為多功能智能手機提高電池續航時(shí)間。

在推出高集成度和性能的HELP3E和HELP4后，該公司又推出了新一代功放來(lái)引領(lǐng)行業(yè)標準。ANADIGICS的多模、多頻段功放針對LTE、WCDMA和CDMA信號調制進(jìn)行了優(yōu)化以提供出色的性能。該功放在為手機提供出色的諧波、噪聲和互調性能的同時(shí)，針對所有調制信號在效率、電流消耗和線(xiàn)性規格上進(jìn)行了增強。ANADIGICS采用緊湊的5mm×7.5mm封裝提供四波段GSM/EDGE和雙波段WCDMA/LTE功能，有效地節省了空間。

市場(chǎng)上部分高集成度功放解決方案的效率極低，影響了電池的整體續航時(shí)間。何肅平強調，ANADIGICS的產(chǎn)品和這些產(chǎn)品的主要區別在于其高集成度與出色效率相結合的能力。ANADIGICS的新ProEficient功放經(jīng)過(guò)優(yōu)化，能夠在所有的輸出功率等級上提供極高效率（圖1）。這樣，產(chǎn)品結合了低功率模式下更長(cháng)的通話(huà)時(shí)間和大功率模式下更長(cháng)的數據應用。該功放還針對平均功率跟蹤（APT）使用進(jìn)行了優(yōu)化，以進(jìn)一步提高效率和降低中等及低功率模式下的電流消耗。除了出色的效率之外，ProEficient功放還具有出色的線(xiàn)性度，保證了連接的穩定性以實(shí)現清楚的通話(huà)和高速的數據應用。

圖1：ProEficient功放在所有的輸出功率上都提供高效率。