測(cè)試儀表如何滿足包絡(luò)跟蹤放大器的需求

移動(dòng)通信技術(shù)從2G時(shí)代的GSM/EDGE發(fā)展到3G時(shí)代的WCDMA/TD-SCDMA/CDMA2000,再到目前的研究熱點(diǎn)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(lái)越高， 與此同時(shí)信號(hào)的峰均比（PAR）也越來(lái)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(fèi)了，尤其是對(duì)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(hào)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(kāi)始支持包絡(luò)跟蹤技術(shù)，來(lái)減少功率消耗，比如應(yīng)用在智能手機(jī)上的功放。

典型的功放測(cè)試系統(tǒng)由一臺(tái)信號(hào)源和一臺(tái)頻譜分析儀組成，不過(guò)對(duì)于包絡(luò)跟蹤放大器測(cè)試，需要一臺(tái)額外的信號(hào)源提供包絡(luò)信號(hào)給放大器的直流調(diào)制器。羅德與施瓦茨公司的矢量信號(hào)源SMW200A，一臺(tái)儀表就可以同時(shí)提供射頻信號(hào)和包絡(luò)信號(hào)給包絡(luò)跟蹤放大器，同時(shí)配合矢量信號(hào)分析儀FSW就可以對(duì)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(biāo)進(jìn)行分析測(cè)量，如果加裝相應(yīng)的數(shù)字預(yù)失真選件，該套測(cè)試環(huán)境還可以對(duì)放大器進(jìn)行相應(yīng)的預(yù)失真測(cè)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(hào)比如LTE/LTE-A 都有很高的峰均比，至少會(huì)有幾個(gè)dB。也就是說(shuō)LTE的瞬時(shí)信號(hào)功率隨著時(shí)間的變化會(huì)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(gè)很高的直流電壓。這樣，當(dāng)功放工作在低輸出功率時(shí)，會(huì)造成很多能量以散熱的方式浪費(fèi)了。

包絡(luò)跟蹤技術(shù)的應(yīng)用，有效地克服了這個(gè)問(wèn)題。理想的包絡(luò)跟蹤技術(shù)可以根據(jù)射頻信號(hào)的包絡(luò)，動(dòng)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(dòng)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(zhǎng)。

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(duì)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(shí)功放需要一個(gè)恒定的直流電壓供電。但是，對(duì)于包絡(luò)跟蹤放大器，除了提供射頻信號(hào)之外，還需要把相應(yīng)基帶信號(hào)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(guò)一定的賦形處理，比如線性、查找表、多項(xiàng)式、Detroughing等。同時(shí)，為了使功放能夠正 常有效地工作，到達(dá)功放的射頻信號(hào)和調(diào)制直流電壓需要嚴(yán)格的時(shí)間對(duì)齊，如果兩者的時(shí)間存在一定的誤差，就會(huì)導(dǎo)致功放輸出信號(hào)的調(diào)制質(zhì)量變差。

包絡(luò)跟蹤測(cè)試方案

羅德與施瓦茨公司針對(duì)包絡(luò)跟蹤放大器提 供了完整的測(cè)試方案，矢量信號(hào)源SMW200A可以提供測(cè)試所需的射頻信號(hào)和包絡(luò)信號(hào)，矢量信號(hào)分析儀FSW可以對(duì)放大器輸出的射頻信號(hào)以及直流調(diào)制器輸 出的電壓和電流進(jìn)行測(cè)量，同時(shí)SMW200A和FSW可以由運(yùn)行在PC機(jī)上的測(cè)試軟件FS-K180PC進(jìn)行控制，自動(dòng)完成包絡(luò)跟蹤的測(cè)試。