PA的指标分析

PA指标分析⼀．PA的⼯艺

PA的设计指标包括频率、带宽、功率、效率、线性度，甚⾄可能也要要求噪声。⽬前主要有两种⼯艺CMOS和GaAs。CMOS⼯艺⽐GaAs有优势的地⽅，主要是集成度和成本。所以但凡是要求效率、噪声、线性度等指标的放⼤器都不会选择CMOS⼯艺。同时,CMOS的衬底损耗⼤，在⼤功率(1W以上)和低噪声⽅⾯都做不过砷化镓,所以⽆线⽹络和⼿机市场就被GaAs PA所统治，因为它可以⽀持⾼频率和⾼功率应⽤，⽽且效率很⾼。CMOS PA则在蓝⽛和ZigBee应⽤领域占据主导地位，因为它⼀般运⾏功率更低，⽽且性能要求没有那么苛刻。⼆．PA选型

GSM是恒包络调制，对线性度要求不⾼，所以使⽤⾮线性PA即可；LTE是⾮恒包络调制，幅度包含调制信息，所以对线性度要求很⾼，采⽤的是线性PA；CMOS⽬前⽆法满⾜⾼线性的要求，⽬前LTE PA⼏乎都是使⽤GaAs。

GaAs电⼦迁移速率是传统SI的六倍，所以截⽌频率⾼适合作为PA，常见的PA多为GaAs材质。但是CMOS⼯艺⽐较成熟，容易和transceiver集成在同⼀芯⽚内，但是前提是解决好⼤信号和⼩信号的隔离⽐较困难。⼀般这种SOC 带内杂散都⽐较⾼三.PA指标详解

衡量各类功率放⼤器性能的主要性能指标有：⼯作频带及带宽、输出功率、增益及增益平坦度、输⼊及输出反射系数（驻波⽐）、线性度等，1.⼯作频带及带宽

⼯作频带是指满⾜其他所有性能指标要求的连续⼯作频率范围。带宽⽤来表⽰传输信号所占有的频率宽度，由传输信号的最⾼频率和最低频率决定，两者之差就是带宽值，即。相对带宽定义为信号带宽与中⼼频率之⽐，公式表⽰为

对于窄带、宽带的划分⽽⾔，⽬前尚⽆统⼀的严格定义，但通常有以下⼏种约定或定义⽅法。在天线应⽤中，相对带宽时，称为窄带天线；当

时，称为宽带天线；当时，称为超宽带天线。对于射频电路模块，按⼯程设计经验，相对⼯作带宽低于，划为窄带模块；若⼀个射频电路模块的相对⼯作带宽⾼于，就被划为宽带模块。

B28的相对带宽为6.2%。700多M，45M的带宽，收发间隔10M。带宽宽，收发间隔近，双⼯器带外抑制就做不好。这样就会有带外杂散，Tx对Rx的desense 等问题。业内器件⼚家就只能分开来做了。⼀般分为A和B.B28A:A703-725.5;B28B:B725.6-747.92.输出功率及效率

输出功率就是功放驱动给负载的带内射频信号的总功率，表⽰⽅法有饱和输出功率，和１dB压缩点输出功率。（１）饱和输出功率

当放⼤器的输出功率达到某⼀值后，其不再随输⼊功率的增加⽽増加，则该输出功率称为功率放⼤器的饱和输出功率。3.１dB压缩点输出功率

当输⼊功率较低时，输出功率与输⼊功率成⽐例关系，然⽽，当输⼊功率超过⼀定量值之后，由于⾮线性使输出功率与输⼊功率的⽐值即增益减⼩，最终结果是输出功率达到饱和；当放⼤器的增益偏离常数或⽐⼩信号线性增益低

时，该点就称为“压缩点增益”，对应输出功率称为“压缩点输出功率”，对应的输⼊功率称为“压缩点输⼊功率”。假定为放⼤器的⼩信号增益，则它们之间的关系为：

图 1-1 放⼤器的压缩点表⽰图

放⼤器处于线性⼯作时，输⼊功率的变化范围，称为动态范围（dynamic range,DR）。如果输⼊功率超过动态范围的上限，输出开始饱和；如果输⼊功率低于动态范围的下限，噪声将占主导地位，如图1-1 所⽰。这些因素都会影响通讯质量。4.输出功率及效率

效率是放⼤器的⼀个重要指标，提⾼效率可以降低温度，提⾼器件的可靠性。通常采⽤功率附加效率来表⽰：

它反映了在直流功率的基础上射频功率的增加量，它主要反映了直流功率的利⽤效率。5.谐波失真

谐波失真：谐波失真是指由于功率放⼤器的⾮线性在谐波处产⽣较⼤的失真。对于窄带放⼤器，这些谐波都不在通带内，⽤滤波器能很容易滤掉这些谐波，通常可以使谐波降到-60d Bc以下(相对基波信号)。但对于宽带放⼤器，某些谐波正在通带内，谐波失真指标⽐较差，⼤约在-20d Bc左右。谐波失真⼤⼩由下式决定(dbc)

为n次谐波失真；为n次谐波输出功率;为基波信号输出功率。通常在设计⼩功率放⼤器时(⽐如⼏⼗毫⽡或⼏百毫⽡)，可以不考虑这项指标。但在⼤功率设计中，为避免对其他电⼦系统的⼲扰，必须考虑这项指标。6.交调失真

6.1交调失真：交调失真是两个或多个输⼊信号同时经过放⼤器⽽产⽣的混合分量，它也是由于功率放⼤器的⾮线性造成的。例如有两个不同频率的输⼊信号F1和 F2,由于功率放⼤器的⾮线性，输出信号中将有许多新产⽣的分量，mF1±nF2(m、n=0、1、2……)

放⼤器的交调失真

各分量分别称为其m+n 阶交调分量。交调分量的⼤⼩可以⽤交调系数来表⽰。对于上⾯的例⼦其m+n阶交调系数为：(dbc)

的含义是交调分量⽐上基波分量的分贝值，是m+n阶的交调功率，（i=0，1）分别对应双⾳信号的基波输⼊功率。交调失真产物会产⽣邻近话路之间的串扰，降低系统的频谱利⽤率，并使误码率恶化。因此要求系统的交调失真产物越低越好，例如要求-30dBc，甚⾄-40dBc。

当等幅信号输⼊功率放⼤器时，输出信号中存在各种阶次的交调分量，其中三阶交调分量(2F1-F2，2F2-F1)与基波信号频率(F1，F2)⾮常接近，所以要着重考虑，其定义为：(dbc)

其中为是三阶交调频率处的三阶交调功率，Pi（i=0,1）分别对应双⾳信号的基波输⼊功率。

6.2三阶截断点放⼤器的基波输出信号延长线与三阶互调失真信号延长线的交点，定义为三阶互调截断点，如图2.5所⽰。通常，三阶互调失真定义为基波输出功率与三阶互调谐波输出功率的差，即

当输出功率⼀定时，三阶交调交截点IP3越⼤，放⼤器的线性度就越好。

放⼤器三阶截断点四．PA线性度的应⽤4.1 ACLR的计算

关于ACLR到底是⽤20倍log（电压相加）还是10倍log（功率相加）有很多不同的说法，⽬前很多⼈处于混乱状态，有如下⼏种说法：说法1， ACPR 的本质就是IM3和IM5，如果前后级交调产物相关就⽤电压相加20倍log，前后级交调产物不相关就功率相加10倍log

说法2，做实验证明，⼩信号的累加⽐如上变频到Drive amp的累加是20倍log，但是从TRX出来到PA⼤抵是满⾜功率相加的10倍log

说法3，和相位有关，所以10倍到20倍都可能，所以最好⽤15倍折中来评估。==

6169 LTE Specifications

Sky77643 loadpull

五．SKY77643-11解读

PA的寄存器简介:以前的 3gpa因为增益阶梯⼩，通道开关少，所以使⽤gpio 控制输⼊，进⼊4g时代，你想控制这么多的开关，不是⼏个gpio能解决的，多了的话，就⽐较占⽤管脚。所以使⽤了类似i2c的总线⽅式，也就是mipi rffe，所以，各个开关的通断，pa功率的⼤⼩，都是mipi协议写⼊到pa的寄存器中的，详细的介绍可以看看modem的配置资料。SKY77643分⾼中低三种增益模式,通过VCC1,VCC2,VCC2_2电压的⾼低来控制PA输出功率的⾼低。

sky77643的VCC2和VCC2-2是连到⼀起的VCC1是经过这个通路，最后也是进⼊到PMU的VPA⾛⼀路总线，那也就是说三个引脚处的电压都是⼀样的。VCC1是驱动级，VCC2和VCC2-2是放⼤级电压。

VCC1，VCC2，VCC2-2最低电压极限值是0.55V，所以在调试INI⽂件中的DC2DC电压时最低值不要低于0.6V，如下图

我们的2G PA ⽤的是Vramp来控制的,通过调整INI⽂件中的ramp值，写到CPU中，最终通过读取该数组来进⾏功率控制的。

六．FAQ

1.DC2DC与ILPC的关系

问题主要出在PA的切换点时，PA进⾏功率等级的切换，造成功率控制的不