《表1 电源调制器性能对比》

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《一种用于RFPA的双模混合包络跟踪的电源调制器》

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本文介绍了一种双模混合型电源调制器，采用TSMC工艺65nm进行电路设计和测试．该电源调制器通过共享功率管技术，节省了20%的版图面积，另外还减少了一个片外电感．在包络跟踪模式下，通过功率管尺寸调整技术，中低输出功率时的转换效率得到了改善．当输入40MHz包络信号，输出功率为500mW时，最大转换效率可达78%．在平均功率跟踪模式下，通过“参考电压软切换”技术，使输出电平在跳变时的过冲或下冲大大减小，最终跳变转换时间低于13μs，能够满足4G射频信号相邻时隙切换时间的要求．本设计的电源调制器与文献[1，3-4]电源调制器的性能参数进行对比如表1所示．文献[3]采用的是快-慢开关电源加线性放大器的混合架构，这样线性放大器要提供的功率下降，整体效率得以提升，但这种架构需要两个片外电感，大大增加了PCB面积和硬件开销．文献[4]是单电感双输出架构，电感分两阶段工作：参与包络跟踪和为线性放大器的储能电容充电．当电感给线性放大器储能电感充电时，不能参与包络跟踪，所以此时都要线性放大器进行包络跟踪输出，导致这阶段效率很低．在1W左右的输出功率时，其效率只有62%，明显低于其他文献同功率时的效率．本文提出的电源调制器在效率和外部硬件开销之间进行了折衷，并具有跟踪40MHz包络信号的能力．对比结果表明本文设计的电源调制器可以调制频率更高的LTE包络信号并保持较高的转换效率，同时在较低的电源电压下也可以获得较大的输出功率．另外本设计还具备平均功率跟踪模式，可以满足更多的应用场景．