ET 追踪的是包络里的每一个功率电平,给包络里的每一个功率算一个最合适的电压,高的功率给相对较高的电压,低的功率给相对较低的电压,这样每一个功率点都有一个最优的电压,能量浪费的比较少,从而达到很好的省电目的。
可以比较一下上面两张图黄色区域,ET 技术浪费的能量要比 APT 少很多。
ET 技术的原理是,让功放的供电电压随输入信号的包络变化。从工作方式上来看,ET放大器就是根据输入射频信号的包络幅度来决定放大器供电电压。当小包络时采用低电压供电,大包络时采用高电压供电。从而使放大器在不同输入功率时,损耗减小,达到高效率。ET 可改善射频功率放大器的能效,因为它可以追踪所需功率,有别于目前的固定功率系统,包络跟踪技术被越来越广泛地运用于优化射频 PA 的功率附加效率 (PAE)。ETPA 技术的解决方式是采用非恒定的 RF 包络和高效的峰均功率比(PAPR),简而言之,ET 技术能够实现自适应功率放大输出。
通过动态调整输入电压到 PA 来匹配所需的功率,ET IC 正在改变 RFFE 的功率效率。自2013年推出以来,ET ICs 已在高端智能手机市场普及,而且他们也越来越多地渗透到中端手机中。市场研究机构 IHS 指出,未来几年,高端以及中高端智能手机市场将成为智能手机行业中增长最快的细分市场,这将为 ET 解决方案提供一个未来发展的机会。
IHS Markit 预计启用包络追踪 IC 智能手机出货量将从2015年的4.11亿增长到2021年的7.48亿,年复合增长率超过10%。由于其目前在高端智能手机的普及以及在中高端的产品中越来越流行,预计2021年配备包络追踪 ICs 的智能手机将占出货总量的42%。ET 的好处已经在最新高端手机中实现,包括三星 Galaxy S7,小米5等。在这些产品型号中,校准和个性化仍然很昂贵,但很明显,大量的经验将节省成本,并随着时间的推移简化制造过程。
随着 ET 技术的发展,工程师发现半导体具有“记忆效应”,即器件的失真取决于前10~20ns的射频功率,而器件通道中的瞬时温度会影响失真。数字预失真(DPD)是保证 ET 工作的重要部分。DPD 补偿允许工程师选择较小的 PA 以及使之在信号峰值期间进一步压缩,所以 DPD 可以提高效率。
除了失真,由于应用于电源的宽带调制器的性能不完善,ET 会产生带外噪声。除此之外,ET 需要在基带芯片、电源 IC 和 PA 之间进行紧密协调,这三个部件必须仔细平衡,以控制电源电压和射频波形之间的增益和时间延迟。对延迟进行精确校准在数亿台手机的生产中至关重要,实现这种严格的控制需要收发器、PA 和电源供应商互相妥协。
除此之外,在生产制造时 ET 也与基本技术一样具有挑战性。例如在过去几年中将 ET 引入到大批量手机生产时,在校准时间延迟和增益设置以及温度增益等方面都存在问题。