我的手机PA效率测试，欢迎高人指点～～～～

r-snake

我的测试是在手机PCB上完成，所以对系统DSP、VCO耗电，信号插损，电源压降，以及PA的输出匹配，有必要考虑进去：
1、手机PCB处于GSM Burst发射状态（Channel 62，每8个时隙发射一次，与正常通话状态相似）；
由Keithly电源供电，设置电压4 V（V0），测得Keithly电源Pulse Current为1.53 A（A0） （电源设置Triger Level 120 mA，Triger Delay 20 us）；
CMU（无补偿）测得功率31.44 dBm；
另，考虑到大电流在供电回路上的压降，又用万用表在PA供电Pin脚附近测得，电源上存在纹波，压降0.24 V（V1）；

2、从手机PCB上取下PA，从PA输入脚将信号通过电缆引入CMU，手机PCB处于GSM Burst发射状态；
由Keithly电源供电，设置电压4V，测得Keithly电源Pulse Current为231 mA（A1）（电源设置Triger
Level 120 mA，Triger Delay 20 us）；
CMU（无补偿）测得功率2.17 dBm（输入功率较PA输出功率太小，在后面的计算中忽略）；
万用表在同样位置测试，无纹波，显示为4 V；
3、进行计算：
考虑状态1中PA到CMU路径插损为2.2（经验值，主要通过FEM插损、测试线插损估计得出）
PA输出功率：Pout＝31.44＋2.2＝ 33.6 dBm ＝2.31 W
功放的直流输入功率：
Pac＝A×V＝（A0－A1）×（V0－V1）＝（1.53－0.231）×（4.0－0.24）＝4.89 W
最后得出PA的工作效率：
N＝Pout / Pac ＝2.31 / 4.89＝47.2％
PS:测试中主要考虑到系统DSP、VCO耗电，信号插损，电源压降，并且功放输出已匹配。但是还是没有到器件规格书的标称效率55％。
不知道是不是还有什么没考虑到的因素，高手指点！！谢谢

RFfans

<P>又学会一种测PAE的方法。r-snake，先谢了。</P><P>我有个问题，如果用3.5V电压测会不会好一些？我记得PA的供电电压越高PA的效率越低，大概电压高1V，效率差能差到10%。</P>

feel

<P>好文！！！学会一招，原来可以通过Keithly电源设triger测Burst时的电流。</P><P>奖励r-snake50个RD币。</P>

groups

<P>How do you make sure your matching is ok?</P><P>The output matching is very important,maybe you should check the layout,Make sure the 50 ohm PCB track in your layout is correct! </P>

syang

<P>Agilent的66311可以直接在电脑上抓电流波形和Peak，均值等，挺好用的，稍微有点不准。</P><P>测试平均电流，用Keithly电流计，测上几分钟，那叫一个准哪。</P>

epsilon

PA efficiency and Gain maybe not the same thing. Best matching 50ohm has the best efficiency but may not has the highest power. Almost all PAs have different efficiency circle and Gain circle in Smith Chart.
<DIV class=quote><B>以下是引用<I>groups</I>在2005-6-23 21:26:14的发言：</B>

<P>How do you make sure your matching is ok?</P>
<P>The output matching is very important,maybe you should check the layout,Make sure the 50 ohm PCB track in your layout is correct! </P></DIV>

Alivin

对于电路方面的计算问题，在此不和大家讨论了。
我想说一下自己对射频仪器，线缆插损等在测试中的问题看法。首先用CMU等“频谱”类仪器测试功率是不准确的，标准功率测试中是不会使用频谱类仪器（频谱类仪器的功率精度只能达到[10^（-1）]dB等级），而应使用功率计（精度比频谱类仪器高一个等级，好像是一个等级吧，呵呵）。先找台信号源，用功率计校正信号源的误差，把误差偏移计入信号源，再用信号源和功率计校正线缆插损等等。当然，输出匹配自己是要搞好地。[br]<p align=right><font color=red>+3 RD币</font></p>

r-snake

<P><b><FONT color=#990000>同意Alivin的观点，</FONT></b></P><P>但是以国内大多数以应用为主的“研发”，条件、必要性等各个方面来看，这样的做法都是不现实的。以handset测试为例，10^(-1)的差别——0.1dB——2W×0.0122＝0.0244W，基本是被忽略掉的…………开一句玩笑，在校正线缆插损的时候，一个接头没有拧紧的误差都已经比这个误差大了！</P><P>不过还是要感谢，各位“官老爷”们的上次…………这些RD币有什么用啊？可以换礼品？</P>

jiangsirnj

高手的见解就是不一样

fly1057

<P>说明书上的normal值是根据很多前提条件测量的，比如在确定电压，确定温度等等。也许是这方面的问题，具体可以和厂家详细交流。</P>[br]<p align=right><font color=red>+3 RD币</font></p>

tongange

<P>该测试方法错误!,容易误导大家,所谓效率是指最大效率.你能确定最大效率是在 4v吗?</P><P>如果要测试最大效率，最好仔细询问pa产家.</P>

r-snake

<P>“所谓效率是指最大效率…………”</P><P>不敢苟同，我把测试点放在4V，是因为在实际应用中基本就是工作在这个电压附近，这样的测试最能够反应实际应用效果。那好，规格书上表明的最大效率点是在3.3V，你能够测出吗？很多手机在3.4V已经关机了。</P><P>何必要求那么严格的“最大效率”呢？</P>

HWRD

有的PA耗电比如 RFMD的对匹配很敏感。如果正确测试PA效率，最好能把匹配干扰排除

dby12

<DIV class=quote><B>以下是引用<I>r-snake</I>在2005-6-21 18:41:46的发言：</B>
我的测试是在手机PCB上完成，所以对系统DSP、VCO耗电，信号插损，电源压降，以及PA的输出匹配，有必要考虑进去：
1、手机PCB处于GSM Burst发射状态（Channel 62，每8个时隙发射一次，与正常通话状态相似）；
由Keithly电源供电，设置电压4 V（V0），测得Keithly电源Pulse Current为1.53 A（A0） （电源设置Triger Level 120 mA，Triger Delay 20 us）；
CMU（无补偿）测得功率31.44 dBm；
另，考虑到大电流在供电回路上的压降，又用万用表在PA供电Pin脚附近测得，电源上存在纹波，压降0.24 V（V1）；

2、从手机PCB上取下PA，从PA输入脚将信号通过电缆引入CMU，手机PCB处于GSM Burst发射状态；
由Keithly电源供电，设置电压4V，测得Keithly电源Pulse Current为231 mA（A1）（电源设置Triger
Level 120 mA，Triger Delay 20 us）；
CMU（无补偿）测得功率2.17 dBm（输入功率较PA输出功率太小，在后面的计算中忽略）；
万用表在同样位置测试，无纹波，显示为4 V；
3、进行计算：
考虑状态1中PA到CMU路径插损为2.2（经验值，主要通过FEM插损、测试线插损估计得出）
PA输出功率：Pout＝31.44＋2.2＝ 33.6 dBm ＝2.31 W
功放的直流输入功率：
Pac＝A×V＝（A0－A1）×（V0－V1）＝（1.53－0.231）×（4.0－0.24）＝4.89 W
最后得出PA的工作效率：
N＝Pout / Pac ＝2.31 / 4.89＝47.2％
PS:测试中主要考虑到系统DSP、VCO耗电，信号插损，电源压降，并且功放输出已匹配。但是还是没有到器件规格书的标称效率55％。
不知道是不是还有什么没考虑到的因素，高手指点！！谢谢</DIV>


我觉得你这个方法有点问题（发表一下个人看法，请大家指教，多多讨论）：
1：PAC的算法，我有一个疑问：A0-A1是不是PA的工作电流？首先PA是一个集成电路，其次他在PCB上不是一端进一端出那么简单，所以我觉得这个地方有问题，两者之差并不是PA的工作电流，如果一定要这样算，也是一个大概值。
2：精确性：整个测试过程每一步得到的数据都不一定十分精确，所以按你的方法得到的结果只是一个大概值。而厂家提供的数据都是经过严格测试，反复验证才得出的PA效率最大是55%，而得到这个值的测试环境，测试系统和计算方法和你的测试系统及计算方法不一定完全一样。所以我不明白你要计算PA效率的目的是为了验证什么，PA的工作状态是否正常？匹配是否正确？或者只是为了验证数据手册上的55%？
3：算法：不知道你用的是什么型号的PA，我查看了一下RF3133的数据手册，上面讲到的PA效率的算法和你的不太一样，你可以查看一下。[br]<p align=right><font color=red>+5 RD币</font></p>

jason_fan

<DIV class=quote><B>以下是引用<I>r-snake</I>在2005-8-8 9:02:09的发言：</B>

<P>“所谓效率是指最大效率…………”</P>
<P>不敢苟同，我把测试点放在4V，是因为在实际应用中基本就是工作在这个电压附近，这样的测试最能够反应实际应用效果。那好，规格书上表明的最大效率点是在3.3V，你能够测出吗？很多手机在3.4V已经关机了。</P>
<P>何必要求那么严格的“最大效率”呢？</P></DIV>


看着看着头又有点晕，斑竹说得没错，一般来说供电电压越高效率越低，现在w的功放考虑到实际城市中的发射功率，都开始采用降低电压的方法来提高效率和待机时间。是楼主要拿自己不是很准确的测试值与手册比，又不考虑手册的测试环境，用什么“实际应用中基本就是工作在这个电压附近”来测。最后还冒出“何必要求那么严格的“最大效率”呢？”，真不知道是谁在要求严格。[br]<p align=right><font color=red>+5 RD币</font></p>

r-snake

<P>很久的帖子了，又被大家“拎”出来了…………</P><P>总结一下，各位大侠主要的针对点在于：测试电压、匹配情况、路径插损、仪器精度、PA工作电流估算。 我的试验每一步都有是无意义的，是吗？我太不自量力了，“居然”拿规格书上的最大效率作对比！这是PA厂商经过无数次精确的测试得出的结果！</P><P>另，看了半天，很失望！各位大侠提出的问题中，除了测试电压和仪器精度的问题，其他的似乎都只是理论上提出了问题所在，没有可操作的验证方法。询问PA供应商？他们的答案和你们一样，都是理论的。这种理论上的问题，我也考虑到过，我希望有那位大侠能够提出具体的验证方法，或者拿出你的一整更为精确的套测试方案。这是我发这一篇帖子的初衷！</P><P>PS：写出上面一段话时，我心态不对，有冒犯的地方，望海涵…………</P>[br]<p align=right><font color=red>+5 RD币</font></p>

wyzcl

<P>我比较赞同r-snake的测试方法，因为我经过实际测试，当功放在FEM天线端口输出32.5dBm 的时候，扣除FEM的损耗等等各种各样的因素，功放的效率确实都达不到50％。一般在43％－48％之间，我测试的功放包含了RFMD/SKYWORKS 的。</P><P>我个人认为功放的效率测量可能每个厂家的测试方法会有异同。我们在评估功放的时候可以固定供电电压、固定功放的输出功率，然后比较一下电流就可以了。</P><P>举一个例子，在3.8V工作电压，天线口输出为32.5dBm的时候，RFMD 3166的burst电流大概为1.35A.</P>[br]<p align=right><font color=red>+5 RD币</font></p>

hata_sang

<P>主要是PA输出端的匹配电路，小的损耗，也会造成效率的下降</P>

苹果落地

按照楼主的测试方法，47％和53％的效率，也就是相差0.5dB=10*log(53/47), 如果你的输出功率测试相差0.5dB,这就足以使效率计算产生很大的误差；比较可行的方法可是是这样：（1）直接把PA的输出通过功率计测出其发射功率，这步很关键；同时还要通过网络分析仪测试整个测试路径的损耗。（2）PA直接由外加电源供电，以精确测试其损耗电流，控制信号和输入信号分别通过信号发生器产生； （3）PA的匹配很关键，需要测试在不同的驻波比和不同的相位情况下，测出其输出功率和电流损耗； 有了这三步，我们就可以得到负载迁引曲线，也可得到SMITH圆图上的等效率曲线。[br]<p align=right><font color=red>+5 RD币</font></p>

r-snake

<P>to <b><FONT color=#000066>苹果落地：</FONT></b></P><P>关你的提到的第一点，“还要通过网络分析仪测试整个测试路径的损耗”。</P><P>我们都清楚在矢网上能够测出一段电路的S12，即可看出这一段电路在“50 ohm”下个频率的匹配状况，从而了解到其插损、相位影响。这些结果都是在仪器端口的“50 ohm”大环境下的得出。</P><P>既然，我们测试的PA、FEM的最佳匹配点并不是在标准的“50 ohm”，那么测试出来的“50 ohm”结果并没有精确意义。</P><P>如果上面的观点有错误的地方，请提出。</P>