手机射频放大器的低功耗研究及改进

5 、结语
本文介绍2G不同调制方式的原理。以及为什么不同的调制方
式要用不同的射频放大器。在此基础上如何通过改进放大器的静态
工作电压来减小不必 要的功耗。通过实验证 明经过改进后带来的 效率的提高。这只是通 过改变静态工作电压 对射频放大器工作效 率的改进，其他改进方
表1
Power Range(dBm) 27.3 26.3-22.2 23.2-18.2 19.2-14.2 15.2-10.2
76
手机射频放大器的低功耗研究及改进
作者： 作者单位： 刊名：
英文刊名： 年，卷(期)：
程佳丽 国家知识产权局专利局专利审查协作北京中心 北京 100190
数字技术与应用 Digital Technology and Application 2012(12)
参考文献(2条) 1.李缉熙;鲍景富 射频电路工程设计 2011 2.路德维格 射频电路设计:理论与应用 2002
一 相 位 改 变 。它 的 星 座
图如图1。
图3
图2
图4
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应用研究
数字技术 与应用
3、射频调制方式使用的放大器类型
GMSK跟8PSK由于调制方式不同，在实际应用中对应着不同 的放大器类型。GMSK是恒包络调制方式使用甲乙类放大器来获得 更高的转换效率。而8PSK要使用甲类放大器来保证波形的不失真， 因为甲类放大器有更好的线性度。
3 、标定方法的实际应用
利用1stOpt分析软件与Microsoft Excel联合进行数据分析与 拟合。通过Microsoft Excel将检测数据进行规划求解，计算出所需 求变量，然后利用1stOpt通用全局优化算法[2-3]求得参数最优解。例 如：给出一段标定样本数据，见表1。
数据拟合方法：
(1)利用已编译好的Microsoft Excel数据处理模板，利用函数 linest( )或加载宏中的分析数据库做回归运算。N1、N2、PWHY为 给定样本，其余变量为经演算处理的变量项。
改进方法。
关键词：8移相键控 高斯最小频移键控 功率放大器 低功耗 静态工作点
中图分类号：TN72 2.3
文 献 标 识 码 ：A
文章编号：1007-9416(2012)12-0075-02
Research and Improvement of mobile phone RF Amplifier on Low Power Consumption
对应的曲线拟合效果表见表2。
4 、结语
利用Microsoft Excel与1stOpt联合实现仪表的标定，更直观、 周密的完成数据分析，易发现本质问题，进而得到解决方案。该方法 已经应用于矿浆品位仪的仪表标定工作。这种方法非常便易，易掌 握，可以应用到其他数据分析处理场合。
参考文献
[1]孙维权.微软 Excel 软件统计功能简介[J].数理医药学杂志,2002, 15(1):63-64. [2]Tao Y,Liu G P,Chen W,et al.Globally optimal solutions of maxmin systems[J/OL].Journal of Global Optimization,2007,39:347363. [3]刘天宝.求解全局优化问题的若干算法[D].吉林:吉林大学,2008: 1-50.
······上接第74页
变量：N1，N2，PWHY，Dat（e 取样时间）； 运算量：LN2，LN1，X，PWXS，e等； 参数：Para A，Para B ，Para C ，Para D。 2)公式编辑：公式编辑时，只需要对图中第5行进行编辑即可。 表单中的元素描述方式为“某列某行”，如“BD2”的描述应为 C3。 如：编辑LN2时，只需要在C5键入“=”+公式即可。对于公式中 调用的常量，可设成强制，如调用N10，则书写成“$B$2” 当第5行全部运算量编译完成后，整个数据表的设计也宣告完 成，后面的行进行“复制”、粘贴即可或利用Microsoft Excel的表格 继承特性，选中第5行，在J5处，当出现小“+”时，直接拖拽即可。 最后，选择“工具”中“加载宏”，添加“分析工具库”，对已添加的 数据分析者不再要求。 接下来的工作，就是根据自己的分析内容进行数据分析了。 (2)利用1stOpt进行回归测试，分析约束条件及公式修正。 当然，Micsoft Excel 2003通过加载分析数据库或利用函数 linest( )可以完成曲线的拟合回归，结合1stOpt后，更能有效的发现 异常样本点并可以改变数学模型和约束条件使之符合最终使用条 件。
下面我们做两组实验一组是设置固定的静态工作点即 vramp=V0/2，另外一组实验室设置动态的偏置电压即vramp=Vi/ 2，Vi是指当前信号输入的幅度。实验具体使用GSM900进行测试。
经过实验第一组实验中我们保持Vຫໍສະໝຸດ Baiduamp为1.8V时能是最大的 信号正常通过。
第二组实验中我们得到以下表格。在小信号时可以通过较小的 静态电压而不使信号波形变形。（表1）
分为四个工作状态：
甲类(A)：均导通角
360°。甲类功放有最佳
的线性度，失真十分低，
最大的缺点是效率低。
乙类(B )：导通角
图1
等于180°。乙类放大器
静态偏置电流为零，只能放大半个周期的信号，非线性失真很大。 甲乙类(AB)：导通角大于180°甲乙类放大器界于甲类和乙类
之间,甲乙类放大有效解决了乙类放大器的交越失真问题。即静态 工作点Q稍高于截止区，会产生交越失真。
Key Words：8PSK GMSK PA Low power consumption quiescent point
功率放大电路是一种以输出较大功率为目的的放大电路。它和 其他放大器一样，都是在输入信号作用下，将直流电源转换为输出
功率。
1 、放大器的类型
在功率放大器中，
根据正弦波激励下整
个周期内的导通情况，
4 、射频放大器降低功耗的方法
我在试验中使用的是Triquint的tqm6m9014。高频段1800/ 1900跟低频段850/900两个射频输入端口。还有一个Vramp的控制 输入管脚。
因为GMSK调制方式使用的甲乙类放大器转换效率已经比较 高了，我们主要针对8PSK使用甲类放大器的情况进行优化。
Minimum Vramp (V) 1.8 1.6 1.3 1.0 0.8
法有待于进一步研究。 11.2-7.2
0.65
参考文献
8.2-MIN
0.6
[1]李缉熙,鲍景富.射频电路工程设计.电子工业出版社,2011 年 6 月. [2]路德维格(Reinhold Ludwig).射频电路设计:理论与应用,2002 年, 5 月.
3.1 GMSK 调制方式对应的放大器类型 在GMSK时 PA工作在饱和区，因为GMSK相位的跳变是连续 的，相位变化如图2。 GMSK调制是恒包络的调制方式，对放大器的线性度要求不 高，实际中使用甲乙类放大器。 在实际应用中GMSK放大的原理框图如图3。 如图3中所示，其实在MOS管之前，还有一个放大器作为比较 器，输入是Vramp和从MOS管最末级反馈的电压信号，根本上是通 过控制放大器的集电极电压来控制放大器的增益。 3.2 8PSK 对应的放大器类型 8PSK是通过相位来承载信息，从星座图上看好像是恒包络信号。 可是在切换的过程中就会引起包络的变化。不是恒包络信号使得信 号对放大器的线性度要求很高。所以在实际中是使用的甲类放大器。 在实际应用中8PSK的放大原理框图如图4所示，使用的甲类放大 器。Vbias是通过控制放大器的基极电压来控制放大器的工作区间。
丙类(C)：导通角小于180°丙类放大器的效率最高，但是波形失 真也最严重。
2 、射频的调制方式
在2 G 中射频有两
种调制方式G M S K 跟
8PSK。GMSK调制信号
在交越零点不但相位连
续，而且平滑过滤。
8PSK是一种相位
调 制 。相 位 调 制 是 载 波
的相位被调整用于把数
字信息的比特编码到每
CHENG Jia-Li
Abstract：With mobile phones being used More and more widespread, it required that the standby time of phones should lasted longer and longer. There are two ways to extend the standby time. Firstly, increase the capacity of the battery. And secondly, reduce the power consumption of the mobile phone. The RF module's power consumption accounts for a large part of the mobile phone. So the Low power RF modules are on more and more attention by everyone. The method followed would provide an improved method to reduce the power consumption of the power amplifier of the second generation mobile phone.
本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_szjsyyy201212055.aspx
因为甲类放大器为了保持导通角为360度，就会把静态工作点 设置的比较高，为了是最大的信号正常通过，假设最大信号的最高 幅度为V0，静态工作点就必须设置为最少为V0/2来使信号通过。这
要就会有很大的静态电流转化为热能浪费。 我们进行的优化是通过对不同幅度的信号配置不同的静态电
压来降低静态电流。因为在小信号的时候我们设置比较低的静态电 压一样可以是导通角达到360度。但是为了使放大器工作在线性区 域，会是静态工作点高于Vi/2。
举例说明：B33=linest(E5，C5：D34)。利用该函数，求得拟合参 数。
(2)先通过Microsoft Excel数据处理模板处理相关变量，得到 X、LN1，再利用1stOpt构建PWHY与X、LN1的函数关系，进行回归 求解，求得A、B、C、D。
完成数据拟合后，利用求得参数，执行反运算得到计算品位，观 察拟合效果，来判断仪表检测效果。经反算后，本仪表的标定效果见 曲线拟合趋势图，如图2所示。
数字技术 与应用
应用研究
手机射频放大器的低功耗研究及改进
程佳丽 (国家知识产权局专利局专利审查协作北京中心 北京 100190)
摘要：手机的使用越来越广泛，但是手机的待机时间的要求也越来越高。延长待机时间的方法有两种，一是增加电池的容量、二是减少手
机的耗电。射频模块的耗电占手机的很大一部分。射频模块低功耗就越来越受大家的关注。本文主要就手机2G 功率放大器的降低功耗提供一个