以智能手機為首的移動無線終端的Power Amplifier (PA)中,為了抑制不必要的輻射(頻帶外的&雜散發射),尋求改善PA的電源質量(PI: 電源完整性)的例子很多。在無線通信中,以國際標準(ITU)為首,3GPP(無線通信標準機構),以及各運營商都對不必要的輻射的范圍值設定了嚴格的標準。因此,我們有必要通過PA的電源線的噪聲對策來改善RF信號質量。本文以改善RF的信號質量(頻帶外的不必要輻射)為目的,介紹使用了片狀鐵氧體磁珠和片狀電感器的移動終端的PA電源線的噪聲對策方法。 通過有線連接評估來改善信號質量的對策 通過有線連接的RF信號質量的評估項目中,有ACLR*1(臨道泄露功率比)和SEM*2(頻譜發射模塊)。這些是評估測試RF信號近旁的寄生(不必要的輻射)的。 本稿中,介紹的是PA的電源供給中使用了DC/DC轉換器時,RF信號質量的改善方法。 1.鄰道泄漏功率比(ACLR):相鄰的信號通道中信號泄露的程度。 2.頻譜發射模板(SEM):頻帶外泄露的雜散的許可值。 RF信號質量劣化(頻帶外的不必要輻射)的機制 (例) PA的電源線傳輸的噪聲觸動了PA的功率,該噪聲出現在了PA輸出電力中,從而對RF信號產生了影響。 電源線傳輸的噪聲(F1)由于PA的2次失真特性而在載體的兩側(F2-F1和F2+F1)以雜散的形式出現。 通過DC/DC轉換器供電的PA的電源質量和噪聲問題(2次失真) 對策的重點 確定對RF信號質量產生影響的電源噪聲的頻率就能找到對策。 例如,在RF信號質量評估中,一般的ACLR的評估頻率頻帶寬是以載波頻率(F2)為中心,W-CDMA為25MHz、LTE則為50MHz。如果只考慮一側的話,與載波頻率(F2)相比,評估的幅度則變成了W-CDMA為12.5MHz、LTE為25MHz。因此,在ACLR中,W-CDMA為12.5MHz、LTE為25MHz以下的頻率噪聲(F1)會對RF信號質量產生影響。低頻帶噪聲是DC-DC轉換器的開關發出噪聲(一般的PA用的DC/DC轉換器的開關頻率為2~10MHz)的主要原因。因此,PA的電源線的對策中,必須要抑制DC/DC轉換器的開關噪聲的水平。 為了抑制DC/DC轉換器的開關噪聲的水平,下圖所示的對策是有效的。DC/DC轉換器的輸出電力LC(功率電感器和輸出電容器)的后面直接插入片狀電感器LQW15CN系列或者片狀鐵氧體磁珠BLM15PX121。 對策結果 前述的對策結果通過評估電路板來確認的。 通過放入濾波器來調查該原件的損耗是否對DC/DC轉換器的電力轉換功率產生不好的影響。因為LQW15CN系列和BLM15PX121的超低直流阻抗特性,對電力轉換效率起到的影響應該處于沒有問題的水平。 實際設備中的對策事例 以下,是實際設備中的對策事例。 在智能手機中,DC/DC轉換器的輸出電力LC(功率電感器和輸出電容器)的后面直接插入LQW15CN18N,來確認改善RF信號近旁頻帶的中雜散。 結語 移動無線終端的PA的電源線中,通過有線連接評估來考慮針對改善信號質量的對策方法。 |