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基于射频线性功放的动态电源和偏置控制的设计与应用

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上海交通大学学位论文答辩决议书

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第一章 绪论

1.1课题背景

1.2国内外研究现状

1.3论文的工作内容和意义

1.4论文的组织架构

第二章 射频功放基础概述

2.1射频系统概述及射频功放作用

2.2射频功放的两个重要指标,线性和效率

2.3射频功放的分类

2.4本章小结

第三章 改善功率放大器效率

3.1 Doherty技术

3.2 HELP技术

3.3动态供电电路控制技术

3.4动态偏置电路控制技术

3.5双模式控制方案

3.6论文方案

3.7本章小结

第四章 系统设计

4.1系统框图设计

4.2功放模块

4.3供电控制电路设计

4.4功率检测电路设计

4.5集成转换器动态控制电路设计

4.6偏置控制电路设计

4.7新系统原理图

4.8本章小结

第五章 实验结果及分析

5.1实验板级系统性能

5.2手机板级系统性能

5.3功率校准方案设计

5.4实际测试电池使用时间的改善状况

5.5本章小结

第六章 总结与展望

6.1总结

6.2展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间已发表或录用的论文

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摘要

3G通信中,通常使用效率较低的线性功放做最终信号放大,这影响到手机电池的使用时间。通过研究放大器的基本原理发现,适当调节放大器供电电压和偏置电流来调整工作点的位置,达到提高放大器效率的目的,同时又保证信号不会失真。选择用效率更高的开关电感式转换器设计电压调节电路。
  本次研究在原有成熟WCDMA手机项目基础上,设计改动射频部分电路。系统采用MTK6268平台,射频功放是SKYWORKS的SKY77173。从成本、性能、尺寸等多方面考虑,选择PAM公司PAM2304设计电压调节电路。系统依据功率检测器检测到输出功率的不同,控制两个模数转换器输出不同的电压,来动态地控制功放的供电电压和偏置参考电压。通过分部分的计算和测试,完成各部分实际电路的设计,并最终完成整个系统的设计,然后更改手机板。
  最后,按照WCDMA规范要求,完整地测试该手机板的各项性能。表示线性性能的两项指标,ACLR和EVM都略有恶化,但可以满足规范。带有动态供电和偏置控制的模式下,7dBm和16dBm输出功率下的效率分别为13.44%和20.28%,比固定供电和偏置模式的0.85%和4.9%,提升显著。接下来,设计了功率校准流程,用校准好的手机验证实际环境下系统效率的改善情况。计算出实际的平均总功耗,按照4000mWh电池容量计算,带有动态供电和偏置控制功放系统的手机,电池使用时间为61小时,比原始状态的30小时,提高一倍,实现了设计目标。

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