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Qorvo 适用于 5G 的 100 MHz 包络跟踪解决方案

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发表于 2019-5-30 10:38:38 | 显示全部楼层 |阅读模式
随着手机 RF 复杂性不断提高,包络跟踪 (ET) 成为手机实现高效 RF 功率放大的首选技术,同时满足三大核心指标:出色的线性功率、最低的电流消耗,以及出色的热管理性能。Qorvo 从一开始就提供优质、创新的 ET 解决方案。
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QM810xx 的 双 ET100:传统、统一

Qorvo        拥有        400        多项与电源管理相关的专利,其中        190        项与        ET        相关,还有大量专利申请正在等待批准。在强有力的创新传统的推动下,Qorvo        通过提供全球首款沿用传统外形的        100        MHz 包络跟踪集成电路        (ETIC),继续引领        5G        发展趋势。利用        100        MHz ET 来满足        5G        新的        100        MHz 载波带宽要求,这点让人印象深刻。以其外形尺寸能实现这一点,且支持放置在距离        PA        2cm 左右的位置,这是真正的创新。简化复杂的        5G        世界。

Qorvo        正是着力于此。

Qorvo        发展历史久远,若要回溯,可以远至        ET        成为手机标准之前,可以远至平均功率跟踪        (APT)        兴起之时。Qorvo        始终将自身定位为专一的功率放大器        (PA)        电源管理提供商,设计功率放大器和电源管理产品,同时研究这两个领域以推出优化的解决方案。也是因此,Qorvo        在        2009        年推动行业从        PA 功率模式向更高效、更灵活的降压型        APT        PA 方案转变。与此同时,Qorvo        在        2010        年设计并批量生产了自己的升压/降压转换器,这是我们行业的首款转换器,在旗舰手机领域非常成功。Qorvo        意识到基于发射要求调节        PA        的集电极电源        (Vcc)        的巨大影响,此外,还利用高效、高于电池电压的升压器提高了灵活性。随着        LTE        调制的峰值-均值比        (PAR)        变得越来越难以管理,这种提升电压的功能就变得更加关键。如今,随着发射波形/调制        PAR        高出        LTE        30% 之多,升压/降压配置正推动        ETIC        行业的发展,且成为构成        5G        的关键元素。
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Qorvo 的功率跟踪产品发展年表

在行业从        APT        向        ET        过渡期间,Qorvo        始终参与其中,并且与多家芯片组供应商合作,于        2013        年推出了首款        ETIC。这让可替代的专属芯片组解决方案面临着强有力的        LTE        解决方案竞争。从那时起,Qorvo        交付了超过        3.65        亿片        ETIC,建立了批量生产的行业领先地位,且为多家芯片组和        RF        前端供应商提供支持。Qorvo        支持创建强大的        RF        生态系统,这仍然是我们        ETIC        设计秉持的宗旨。这确保许多人可以从我们的        ET        创新中受益,而不受芯片组或        PA/RF        前端选择限制。在这种方法的推动下,Qorvo        的        ETIC        设计团队已经提供第        4        代        ETIC,旨在切实满足充满挑战的        100        MHz 5G 要求。Qorvo        的        ET100        5G ET 内核保留了统一采用的传统外形,能够应用于真实的手机        RF        设计中,因此延续了我们的传统——提供简单易用的接口,支持多个        5G        芯片组和        5G        前端供应商。我们来仔细了解一下设计        5G        ET 内核时需要考虑的问题,以及        ET100        的相关性能。

ET100:一场自然革新
4GLTE 包络跟踪集成电路(ETIC)的上行链路载波带宽已从20MHz 增加到60MHz。但是,几个5GNR 频段可以支持100MHz 载波带宽,同时指定2级功率(PC2)水平、EVM要求极低的新调制,以及更高的峰值-均值比(PAR)。这些5G要求让RF发射系统的设计难度达到了全新的水平。
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图        1:ET100        基准测量值,跟踪(状态波形等)、100        MHz、n41
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图        2:ET100        基准测量值、100        MHz 跟踪频谱
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图        3:ET100        基准测量值,以及对应的        100        MHz E-UTRA 性能

为了满足5G严格的线性度要求,ETIC必须生成与RF包络信号一致、高度准确的Vcc包络信号。1显示ET100高效跟踪5G中使用的高PAR、100MHz 宽调制,同时与功率放大器配合,实现高频率、高功率和PC2运行,例如5G频段中所需的n41。跟踪频谱,如2所示,是衡量ETIC性能的重要指标,指明ET内核对调制信号Vcc实施线性跟踪的精度。高度准确地跟踪是一个重要方面,但是,要在跟踪时实现高线性度5G要求则是对出色性能的最终衡量。3展示了其结果:超过E-UTRA线性度性能。Qorvo的ET100已经应用于双核和单核产品配置并采样,其中一个用于计算得出这组测量结果。

拥有如此强大的100MHz ET 内核让Qorvo能够在最适合客户的5G旗舰手机设计中融入100MHz 5G ETIC。Qorvo先进的5GET100 内核帮助克服最困难的挑战,且不会额外增加PCB的复杂性。


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图        4:5G        NSA、EN-DC        实现方案

ET100传统、统一的架构主要针对这个特定方面:为客户提供100MHz ET 来完善他们的生态系统,而不是迫使他们接受不需要的新方案。Qorvo的ET100内核可以驱动高电流、宽带宽5G包络信号在标称、电感手机板走线中传输,但不损坏信号的完整性。事实上,ET100提供专有方案,允许来自ET100的高达2nH的走线电感输出至功率放大器的Vcc输入,或者为给定的常用手机板设计提供约2cm的距离。这意味着5GETIC 仍然可以像在4G/LTE手机设计中那样集中位于多个PA之间,同时经过扩展,满足5GEN-DC 操作的双发射需求,如4所示。有了这种能力,只要对手机架构做一些升级修改就可以支持5G带宽,而手机OEM可以继续使用他们现有的RF前端合作伙伴生态系统,以低风险方式部署高性能5G设备。


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