測試儀表如何滿足包絡(luò)跟蹤放大器的需求

移動通信技術(shù)從2G時代的GSM/EDGE發(fā)展到3G時代的WCDMA/TD-SCDMA/CDMA2000,再到目前的研究熱點LTE/LTE-A，高階調(diào)制、多載波等新技術(shù)的應(yīng)用，使得網(wǎng)絡(luò)所支持的數(shù)據(jù)速率越來越高， 與此同時信號的峰均比（PAR）也越來越大。而傳統(tǒng)的固定電源功率放大器在高峰均比、高功率情況下，工作效率很低，從而導(dǎo)致很大一部分能量浪費了，尤其是對于終端的電池壽命影響很大。

與傳統(tǒng)的固定電源功放相比，包絡(luò)跟蹤放大器可以與射頻信號的包絡(luò)同步地改變放大器電源電壓，從而提高包絡(luò)跟蹤功放的效率。所以，更多的功放廠商開始支持包絡(luò)跟蹤技術(shù)，來減少功率消耗，比如應(yīng)用在智能手機上的功放。

典型的功放測試系統(tǒng)由一臺信號源和一臺頻譜分析儀組成，不過對于包絡(luò)跟蹤放大器測試，需要一臺額外的信號源提供包絡(luò)信號給放大器的直流調(diào)制器。羅德與施瓦茨公司的矢量信號源SMW200A，一臺儀表就可以同時提供射頻信號和包絡(luò)信號給包絡(luò)跟蹤放大器，同時配合矢量信號分析儀FSW就可以對包絡(luò)跟蹤放大器的功放效率、鄰帶泄露特性、調(diào)制特性等指標進行分析測量，如果加裝相應(yīng)的數(shù)字預(yù)失真選件，該套測試環(huán)境還可以對放大器進行相應(yīng)的預(yù)失真測試。

包絡(luò)跟蹤技術(shù)基礎(chǔ)

現(xiàn) 代通信系統(tǒng)中的數(shù)字調(diào)制信號比如LTE/LTE-A 都有很高的峰均比，至少會有幾個dB。也就是說LTE的瞬時信號功率隨著時間的變化會有很大的變化，為了防止功放工作在飽和區(qū)域，所以需要給傳統(tǒng)的功放提 供一個很高的直流電壓。這樣，當功放工作在低輸出功率時，會造成很多能量以散熱的方式浪費了。

包絡(luò)跟蹤技術(shù)的應(yīng)用，有效地克服了這個問題。理想的包絡(luò)跟蹤技術(shù)可以根據(jù)射頻信號的包絡(luò)，動態(tài)的調(diào)節(jié)給功放的供電電壓，從而使得功放的效率大大提高。以移動終端為例，應(yīng)用了包絡(luò)跟蹤技術(shù)的功放，可以使得電池的壽命大大延長。

圖1給出了傳統(tǒng)功放與包絡(luò)跟蹤放大器的基本原理差別。

圖1：傳統(tǒng)功率放大器和包絡(luò)跟蹤放大器基本原理圖。

從圖1可以看出，對于傳統(tǒng)的功率放大器直接把基帶的IQ數(shù)據(jù)上變頻之后，以射頻形式提供給功放，同時功放需要一個恒定的直流電壓供電。但是，對于包絡(luò)跟蹤放大器，除了提供射頻信號之外，還需要把相應(yīng)基帶信號的包絡(luò)下列公式提供給直流調(diào)制器，以便提供可變的直流電壓給功放。

為 了使直流調(diào)制器更有效地工作，需要把直接的包絡(luò)信息A經(jīng)過一定的賦形處理，比如線性、查找表、多項式、Detroughing等。同時，為了使功放能夠正 常有效地工作，到達功放的射頻信號和調(diào)制直流電壓需要嚴格的時間對齊，如果兩者的時間存在一定的誤差，就會導(dǎo)致功放輸出信號的調(diào)制質(zhì)量變差。

包絡(luò)跟蹤測試方案

羅德與施瓦茨公司針對包絡(luò)跟蹤放大器提 供了完整的測試方案，矢量信號源SMW200A可以提供測試所需的射頻信號和包絡(luò)信號，矢量信號分析儀FSW可以對放大器輸出的射頻信號以及直流調(diào)制器輸 出的電壓和電流進行測量，同時SMW200A和FSW可以由運行在PC機上的測試軟件FS-K180PC進行控制，自動完成包絡(luò)跟蹤的測試。