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TechnicalFeature  技术特写


       进行调整。在设计阶段，可以修改设计                  施加到两个放大器路
       参数，并将参数作为固定值传递给生产                  径上的信号这种能
       过程（例如，输入分离器设计参数）。                  力，可从一组RF硬             DSP    DAC  上变频转换器      主    Doherty
       在生产过程中，通常可以基于测量的数                  件获得无法超越的性             单元                      PA   合路器
       据来修改或调节参数，然后通过编程将                  能。与标准Doherty
       参数冻结或固定。一个例子就是用于在                  实现方式相比，数字
       装置中生成目标偏置电流的标称偏置电                  实现方式的输出功
       压。设备在现场部署之后，可以连续或                  率可提高60%，效率
       在特定时间，以开环或闭环方式更新参                  提高20%，带宽增加
       数。开环方案依赖于可以充分预测的特                  50%，且不会降低预                   DAC  上变频转换器      辅助
                                                               (a)                       PA
       性，而闭环方案可能需要内置的测量与                  测性预校正线性度
       控制。一个例子就是温度补偿电路。这                  12 。
       些产品生命周期选项提供了多种并非
       “最佳”的解决方案。设计人员知晓遵                  测量辅助设计流
       从该设计所产生的生产和供应能力与设                  程
       计阶段遇到的设计挑战以及所进行的折                     为   了   优  化
                                                                                         Doherty
       衷同等重要。                             Doherty设计，建议                                  被测器件
           与零级实现相对的方案是数字                  构建与该设计很好关
                                                               (b)
       Doherty（请见图4）。这种架构的特点              联的仿真环境，以理
       是在数模转换之前，进行数字域中的输                  解趋势和灵敏度。借
       入分离。借助于将数字信号处理应用于                  助于这种仿真，可迅 图6：用于设计Doherty放大器的简化方框图（a）和硬件配置（b）。
                                          速覆盖很大一部分开
                AB 级      工作级             发过程。第一步的输入可能包括装置的                 动该GaN放大器的两个输入信号。为了
                                          负载牵引数据或模型、合路的理论研究                 测量相关参数，该放大器的单个RF输出
                                                                                     ®
                                          和匹配网络响应、含有测量数据或其它                 与一台R&S  FSW信号分析仪相连。这
                                                                                                      ®
                                          经验数据的评估板。在此起点基础上，                 些装置的直流电源来自一个R&S  HMP
                                          可以用测量辅助设计对设计流程加以补                 电源，后者测量直流功率消耗。使用差
                                          充（请见图5）。                          分线性和非线性信号对该放大器进行激
                                             对于数字Doherty，这种方法的起点            励，差分线性信号用来扫描输入功率、
       图4：Doherty数字放大器，其中的主放              是一个包含两个输入端口、输入和输出                 幅度和相位。非线性测试在两个频率
       大器和辅助放大器工作状态采用数字控                  匹配网络、有源器件、偏置网络以及合                 处使用了一个取决于幅度的可变整形函
       制。
                                          路器的Doherty放大器（请见图6）。通             数。测量了输出功率、输出峰均功率
                                          过测量双输入器件的原型Doherty，可更             比、邻信道泄漏比（ACLR）和电流消
                                                                                              ®
                                          深入地了解生产环境中预期会出现的性                 耗，并使用MATLAB 对测量结果进行
                                                                                 13
                                          能限制、折衷和重复性。对于测试配置                 了分析 。
               仿真           削减并尝试
                                          来说至关重要的是两个信号路径，其信                     分析线性测量结果，绘制指定功率
                                          号可能会相互发生变化。除了向这些信                 和饱和功率下的频率与幅度和相位差之
                                          号施加精确、稳定和可重复的幅度和相                 间的关系图（请见图7），最差情况的频
           经验器件模型          评估板导入
                                          位偏移外，能够向其中至少一个信号路                 率和输出功率显示在图7c中。在Doherty
                                          径应用非线性整形也十分有益。                    基本实现方式中，为操作频率选择了一
             负载牵引          其它                测量算法可能速度很快或更详尽，                个准恒定幅度/相位分离。通过在测试频
                                          可以编程为寻找目标参数的最优值或配                 率下提取最差情况性能，可以确定这些
                                          置为表征广泛的参数特性。在简单情况                 幅度/相位值的效率和饱和功率。
                   原型输出侧                  下，设计人员可能想确认最好情形的参                     选择一个标称幅度/相位，可以向该
                                          数及其相对幅度和相平衡值。此后可通                 评估添加一个代表生产中的自然变化的
                  作为双输入测试                 过一次更复杂、详细的扫描来进行灵敏                 扰动。使用一个查询表，可以观察到这
                                          度分析，严格空间搜索来进一步优化。                 些部件间差异的整体效应，如图8所示。
                   选择最优架构                 根据用户所需，这些测量值的后处理可                 图8a显示了两个频率处的漏极效率和饱
                                          繁可简。                              和输出功率。图8b显示了饱和输出功率
                    设计评审                                                    和漏极效率的估计生产差异范围与两个
                                          个例研究                              相同频率的标称值之间的关系。图8c显
                    技术规范                     为了说明设计流程和可取得的结                 示了将两个频率的结果合并后的累积生
                                          果，使用一个单级未匹配GaN功率晶体                产差异范围。矛盾的是，在此情况下，
                      生产                  管设计了一个适用于3.5GHz、5G New            大部分部件间差异位于效率这个目标变
                                          Radio（NR）基站的数字Doherty PA，         量中。
                                                ®
       图5：Doherty放大器的测量辅助设计流              即Qorvo  TQP0103。一个双通道R&S      ®       通过采用输入分离器设计的替代方
       程。                                 SMW200A矢量信号发生器提供用于驱               法，可以减小这种差异。使用一种分散

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