直接极化调制是正确设计选择

为了提高效率及支持多种复杂的标准,用于蜂窝无线电的极化调制解决方案正在兴起,并成为GSM/Edge市场事实上的标准调制技术。极化技术能实现更高的功率效率,尤其适合Edge,也可应用于W-CDMA标准和OFDM技术。

目前存在着三种主要的极化调制技术:小信号/polar lite、极化环和直接(开环)极化。与传统的线性方式相比,上述每种方法都有其优势,但其中只有直接极化被公认不仅能实现简化和高效的最终目标,而且能保持RF频谱性能。这种架构也支持使用一条公共传输路径来支持多种调制方案,从而实现紧凑和低成本的多模手机。

在业界,对直接极化技术并非没有质疑。目前的这些讨论令人回忆起早期对直接转换接收器架构的批评,而这种器件现在占据了业界的主导地位。对直接极化方案的批评主要集中在大批量生产时其对功率放大器(PA)的依赖性,以及其系统特性和编程复杂性。这些担忧未尝不是好事,不过,我认为它们一直都被处理得很好。

在polar lite架构中,通过使用传统的线性PA来放大信号,从而避免了PA问题。但缺点是增加了复杂度和成本,并且由于新信号的峰均值比(PAR)很高致使效率较差。

极化环方法利用反馈技术来解决关于制造、温度和电压方面的PA稳定性问题。虽然这么做有助于稳定性,但RF反馈要求在发射器内有一个单独的精确接收器,因而使得芯片尺寸加倍并且限制了支持宽带信号的能力。

要在直接极化上获得成功,设计人员必须抛弃这种观念,即PA必须是精确的线性器件。通过抑制电路线性度并把PA用作一个开关,PA电路可进入非常稳定的可预测的工作模式。当正确设计时,这种PA很容易抑制输出漂移,而且效率极高。

这种方法至关重要,可以让设计者理解如何可能降低PA特性化和校准的复杂度,以使任务变得易于管理并可重复。此外,在所需的动态范围上以及制造工艺的变化范围内和极端温度条件下也很容易获得未补偿的功率稳定性。

对于手机设计人员,该方案减小了需要的设计校准量。一旦被正确设计并校准,某个PA将以一种非常稳定的方式在手机中工作。利用PA的直接控制,它也可能无需对电池电压和温度进行补偿,也不会有因不匹配引起的稳定性问题,还消除了功率爆发和瞬态控制问题。

现在是该改变无线电设计以满足现代需求的时候了。直接极化架构的性能可以适应市场需求,这将加快它的应用速度。

作者Earl W. McCune Jr.是Tropian公司的创始人兼首席技术官。

作者:Earl W. McCune Jr.