| 為采用8PSK調(diào)制支持2.75G EDGE標準,手機設(shè)計工程師和芯片組供應(yīng)商面臨著新的挑戰(zhàn)。為滿足成本、功耗和制造工藝的需求,我們提出如下四種發(fā)送電路架構(gòu)：極性反饋(Polar Feedback)“Lite”、極性反饋、極性開環(huán)、直接調(diào)制(零差)。 圖1給出了當前大多數(shù)GSM手機中使用的平移(或偏移)環(huán)(translational loop)架構(gòu)。這種架構(gòu)的主要優(yōu)點是利用鎖相環(huán)(PLL)結(jié)構(gòu)中的低通濾波器以起到帶通濾波的功能,從而不需要任何額外的濾波器就能提供優(yōu)良的頻譜屏蔽性能,而且對調(diào)制器模塊沒有嚴格的要求。該解決方案經(jīng)過幾代產(chǎn)品的改進,其性能、集成度和成本等各方面都已經(jīng)得到了高度優(yōu)化。 
圖1：GMSK調(diào)制平移環(huán)結(jié)構(gòu)。 因為GMSK(高斯最小頻移鍵控)是恒包絡(luò)調(diào)制,所以功率放大器(PA)可以工作在飽和狀態(tài)下,能提供最高的效率�，F(xiàn)代的PA模塊還集成了CMOS功率控制器,以便為上升、下降沿控制和功率控制DAC提供一個便利的接口。 極性反饋“Lite” “極性”調(diào)制器的概念是為了保留平移環(huán)結(jié)構(gòu),因此保留上述全部優(yōu)點。然而為了支持EDGE模式,還必需對調(diào)制器增加調(diào)幅(AM)能力：在調(diào)制器輸出端去掉AM調(diào)制,饋送到幅度控制器,再饋送到高動態(tài)范圍的VGA,從而再生成射頻AM和PM復(fù)合信號。將該信號饋送到一個純粹作為放大器的線性PA單元。由于PA沒有得到補償,所以它的線性度和動態(tài)范圍必須非常高才能保證信號質(zhì)量。當然,線性PA通常不如飽和PA的效率高。 
圖2：極性結(jié)構(gòu)框圖。
為減小GSM模式中的電流,可以關(guān)斷AM控制器,并且將功率控制直接切換到PA。然而,由于設(shè)計折中,即使是在GSM的飽和狀態(tài)下運行,該PA的效率仍然比純飽和PA的效率低。 極性反饋 全極性架構(gòu)如圖2所示,它與極性Lite的概念類似,優(yōu)點是仍可配置傳統(tǒng)的GMSK飽和PA架構(gòu),具有前面所述的功率效率高的優(yōu)點。該框圖給出了本解決方案中圍繞PA增加的反饋環(huán)路。利用這個反饋環(huán)路來對PA進行“線性化”(去除AM到AM及AM到PM失真)�；赑A反饋,AM控制器產(chǎn)生一個AM誤差項。系統(tǒng)將相應(yīng)地調(diào)整PA增益以抵消AM誤差。利用鑒相器(PFD)可對PA引起的AM－PM失真進行補償。這種反饋路徑使用的耦合器可以是獨立器件,也可以集成在PA模塊中。 
圖3：極性“Lite”結(jié)構(gòu)框圖。 極性開環(huán) 開環(huán)架構(gòu)可以使用飽和PA,但該架構(gòu)不包括圍繞PA的反饋環(huán)路。取而代之的是用電源、溫度、電壓、頻率來表征PA,而且這些數(shù)據(jù)都存儲在查找表(LUT)中。用數(shù)字邏輯選擇或插入適合工作條件的校正系數(shù),并且當出現(xiàn)預(yù)失真時施加給AM控制器和IQ輸入。將AM復(fù)合信號反饋到PA振幅控制器上,并且將預(yù)失真相位反饋到調(diào)制器和平移環(huán)上,從而消除PA的非線性。但是這種方法需要在生產(chǎn)線上消耗大量時間校準以補償各元件之間的偏差,并且不容易校正系統(tǒng)老化效應(yīng)。 
圖4：極性開環(huán)結(jié)構(gòu)框圖。
直接調(diào)制 直接調(diào)制與前面討論的架構(gòu)截然不同,它不使用平移環(huán)和中頻,而是調(diào)制器直接將IQ信號變換到要求的射頻信道。采樣VGA方法用輸出信號實現(xiàn)功率控制。然后根據(jù)調(diào)制器的噪聲性能,在信號送入線性PA之前可能還需要一個外部濾波器。這種架構(gòu)的優(yōu)點是簡單,但是從噪聲和雜散性能的角度來說,由于沒有集成濾波,對設(shè)計RF調(diào)制器提出嚴峻挑戰(zhàn)。另外這種架構(gòu)要求使用線性PA,它的效率不及飽和PA的效率高。 
圖5：線性或零差結(jié)構(gòu)框圖。 本文小結(jié) 直接調(diào)制方法看上去很吸引人,但實現(xiàn)過程存在一些問題,并且功率效率比極性調(diào)制設(shè)計使用的飽和PA的效率低。在極性調(diào)制設(shè)計中,極性反饋方法比極性“Lite”方法效率高,由于極性反饋方法增加了制造的魯棒性,并且顯著降低了與開環(huán)架構(gòu)相關(guān)的校準開銷。 
表1：各種調(diào)制架構(gòu)比較。
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