为什么PA EDGE的效率很低

gook2009 · 发表于 2012-4-30 20:34:28

看rfmd的ds在gmsk时能达到百分之四十左右，而在8psk时只有百分之十五左右，lower power模式时更差
skyworks的ds在gmsk时也差不多百分之四十多，而在8psk时只有百分之二十左右，lower power模式时没写，应该也会很差
而cdma pa的效率也差不多能达到百分之四十多，为什么edge的效率这么差？[br]+1 RD币

frival · 发表于 2017-4-12 16:28:00

quany1991 发表于 2017-2-17 09:10
edge和gmsk模式下Vramp应该是没有区别的

EDGE模式下，Vramp是固定电压的，输出是由输入信号控制（PA固定放大倍数），GMSK模式下输出功率是完全受控于Vramp的，和PA输入信号强弱没太大关系，输入端就算加个3db衰减，输出功率也不会怎么变化。

ps3ps2psp · 发表于 2012-5-4 15:57:18

又看了下书，个人感觉这个和调制方式，PA所处的区域都有关。
调制方式的不同就是表现在par的不同，gmsk有用信号都是相位信息，这样可以工作在饱和区，而饱和区本身的效率比线性区就高。饱和区基本接近P1db点。
8psk由于相位幅度都带信息，所以我们实际的RF信号是在峰值包络中，由于Par
的关系，PA放大信号就必须要考虑到更高的峰值包络，但是饱和区已经接近P1db，所以不可能在饱和区，只能回退到线性区，而且要考虑到最差par的情况来选择工作点（如果是3db，再回退3db至少），这样大部分能量其实消耗在了这个瞬态的波峰上，而真正平均功率消耗的很少，所以也必然导致效率更加低。

所以我觉得Wcdma还是td，只要是处在线性区域就说明他有比较大的par，那他的效率必然比gmsk要低，但是手机的发射不光只看效率，还要看线性度和临到功率等等。

ps3ps2psp · 发表于 2012-5-9 14:14:01

gmsk时候PA其实就是开关状态，按理说输入的是个恒定幅度信号啊，相当于基极是个cw，而集电极是个开关信号，这样的动态范围怎么这么大？

那线性区的Vramp有啥不同？
极化调制模式下，放大信号相当于输入恒定幅度调相波与集电极的调幅波混频放大，这个Vramp调整的是增益还是电压？
直接变频模式下，动态范围是和vramp相关还是和输入相关？

lizx30340 · 发表于 2012-5-7 21:26:41

以下是引用ps3ps2psp在2012-5-7 16:31:39的发言：
有点糊涂了，Vramp在gsm时候所控制的功率从-2dbm到33dbm是在饱和区还是横跨线性和饱和区呢？

饱和区，因为GMSK模式时，VRAMP信号调节CE级的电压，使PA一直工作在饱和状态

ps3ps2psp · 发表于 2012-5-7 16:31:39

有点糊涂了，Vramp在gsm时候所控制的功率从-2dbm到33dbm是在饱和区还是横跨线性和饱和区呢？

ps3ps2psp · 发表于 2012-5-7 09:18:21

Mcs5-9都是属于8psk调制，只是速率上的不同和安全级别的高低不同，在包络上其实没啥变化。
多时系的功率回退，这个主要是由于天线的原因需要调整我们的输出功率。这个主要是调整vramp，应该和调制方式没关系？
<img src="attachments/dvbbs/2012-5/20125710565856500.jpg" border="0" onclick="zoom(this)" onload="if(this.width>document.body.clientWidth*0.5) {this.resized=true;this.width=document.body.clientWidth*0.5;this.style.cursor='pointer';} else {this.onclick=null}" alt="" />

这个edge的输出是在线性区内，增益基本固定在33db左右。
最大输出功率27dbm实际上已经是回退后的。
现在我自己有点疑问，那edge和gmsk模式下Vramp有啥不同？

[此贴子已经被作者于2012-5-7 15:15:56编辑过]

gook2009 · 发表于 2012-5-4 21:42:16

以下是引用ps3ps2psp在2012-5-4 9:41:04的发言：
另外提醒下大家不要单独考虑1个因素的变换，请不要忘记gmsk1个slot下功率能到33dbm（LB），而edge在4上一下最好也就是能到33-6=27dbm，差了6db相当于是原来的1/4功率（2w变成了0.5w）当然这个是由于sar等的因素定义的，但是我想pa的厂家也一定会遵循这个原则来出货吧？
那从算式上看，原来gsm是（Pout-Pin）/Vpa*Ipa(DC)在Pout上就有75%的能量消失，效率岂不是会小60-70%？？当然Ipa在gmsk和8Psk是不同的。

关于功率回退这点想问下：
使用CLASS E2标准 EDGE GSM900，最大功率是27dbm。这个27dbm是回退后的，还是没有回退的？
回退值是相对于33dbm回退的吗？比如 2个tx slot时，编码为mcs 5-9，那这时的功率是多少呢，是30dbm还是24dbm ？

实际测试时，只要把编码改到mcs 5-9 ，最大功率都是27dbm，也就是说pcl 5-7是不起作用的，而且看8960应该测试的是一个时隙的值。

海大指南针 · 发表于 2012-5-4 18:47:42

以下是引用wyzcl在2012-5-2 20:18:58的发言：
个人认为根本原因是GSMK和8psk调制共用了一个PA导致的，只是简单的改变了一下偏置的模式，效率很难兼顾。如果让厂家像设计WCDMA PA 一样来专门做一个edge 的PA, 估计效率和WCDMA 状态下效率差不多。
+1 RD币

个人比较赞同上面的观点.没有做过PA设计，提些想法出来，期望抛砖引玉。
1。Rload不同。
2。Biasing 优化。
3。Linearization techniques in WCDMA PA design
4。Cell selection(thermal,max. V ,Icc handeling,)

ps3ps2psp · 发表于 2012-5-4 14:31:01

上图：
hjbt形式，sky的，上面没有电流的信息所以无法判断静态工作点。

<img src="attachments/dvbbs/2012-5/2012541422339757.jpg" border="0" onclick="zoom(this)" onload="if(this.width>document.body.clientWidth*0.5) {this.resized=true;this.width=document.body.clientWidth*0.5;this.style.cursor='pointer';} else {this.onclick=null}" alt="" />

ps3ps2psp · 发表于 2012-5-4 14:01:14

请教下楼上，loadline是指的什么？
另外我记得W和TD的PA效率也没有gsm高，这个是不是说线性PA的效率本身就低呢？

shiningjia · 发表于 2012-5-4 10:45:22

以下是引用gook2009在2012-5-3 22:51:03的发言：
。

8psk下pa只是提供一个恒定增益，pa工作于线性模式下，其它与gmsk来说应该没有太大区别吧，loadline应该不会有太大影响吧。

没有具体测试过在天线口的效率。那些效率值都是在pa的规格书中给出的，应该厂家是demo板测试出来的吧。

只改bias，不动loadline，效率当然不好了。比如说LB，GMSK功率33dBm，EDGE 27dBm，功率差了6dB但是峰均比只差3dB。如果要提高EDGE的效率就需要更高的loadline。
关于天线口测试PAE的问题。如果分立EDGE PA的PAE是45%（Pout=28dBm）然后再上switch的loss，比如1dB，这时候看看在天线口测量的效率，会变差蛮多。但是GSM/EDGE TxM的 EDGE PAE是直接在天线口测试的结果。

ps3ps2psp · 发表于 2012-5-4 09:41:04

另外提醒下大家不要单独考虑1个因素的变换，请不要忘记gmsk1个slot下功率能到33dbm（LB），而edge在4上一下最好也就是能到33-6=27dbm，差了6db相当于是原来的1/4功率（2w变成了0.5w）当然这个是由于sar等的因素定义的，但是我想pa的厂家也一定会遵循这个原则来出货吧？
那从算式上看，原来gsm是（Pout-Pin）/Vpa*Ipa(DC)在Pout上就有75%的能量消失，效率岂不是会小60-70%？？当然Ipa在gmsk和8Psk是不同的。

ps3ps2psp · 发表于 2012-5-4 09:16:45

顺路提个问题，一直不太清楚PA的高低增益模式到底是如何实现的？
是只是更改pa的静态工作点吗？还是像多尔蒂放大器类似有2个功放管子，1个处在小信号放大，另外的有个门限电平才开始放大？

gook2009 · 发表于 2012-5-3 22:51:03

以下是引用shiningjia在2012-5-3 17:22:25的发言：
4dB的功率回退不会引起20个点的效率损失。
同意wyzcl的讲法，8PSK效率下降的原因是因为和GMSK公用了发射链路，不能单独调整，只是稍微改改偏置和反馈，没办法单独改loadline。这样做无非是成本很有优势，基本和GMSK TxM差不多。
再回过头看看效率的损失，首先，TDD工作时效率低不会带来严重的发热问题。其次，如果和分立的EDGE PA比效率，不要忘记现在我们是在天线口测功率，而分立PA是在PA output测量，开关的插损让两种方案的效率差值也没有一开始看起来那么大。

8psk下pa只是提供一个恒定增益，pa工作于线性模式下，其它与gmsk来说应该没有太大区别吧，loadline应该不会有太大影响吧。

没有具体测试过在天线口的效率。那些效率值都是在pa的规格书中给出的，应该厂家是demo板测试出来的吧。

wyzcl · 发表于 2012-5-3 22:25:14

另外提醒一下edge 调制为 3π/8旋转的8psk方式，加上高斯滤波器的基带滤波，实际的峰均比为3.3db左右。[br]+3 RD币

gook2009 · 发表于 2012-5-3 22:16:16

以下是引用ps3ps2psp在2012-5-3 10:18:11的发言：
gmsk由于是恒包信号，所以par=1即0db，这样PA在GSM时候可以不用考虑峰均比的问题，因为对PA的线性度无要求
8psk非恒包，Par=2.91（我一直以为是3），这样PA就必须要处在线性范围内来处理这个4.65db要小于P1db点（实际应该更小）才能满足线性度的要求。
手机不可能为你准备两个PA，那就会采用几种折中方法，1种就是采用功率回退的方法让手机PA进入线性区域，这样为了满足线性度要求，工作点一定会改变，而同时线性区的是一定比饱和区的效率要低的（因为它的范围很窄）
这个是我个人理解。
另外在线性区，增益一定的情况下，平均功率是不会改变，但是包络的功率（瞬态最大）是个变化的量，不要按常量考虑吧应该。

嗯，edge pa工作在线性区肯定比工作在饱和区的gsm效率低，只是想不通如果按最大百分之二十的效率来说，相当于edge工作时有五四之四的能量损耗掉了，一方面是这样的效率太费电了，另一方面会发很大热啊

gook2009 · 发表于 2012-5-3 21:37:52

以下是引用yilingbaby在2012-5-3 8:46:22的发言：
线性度越高的PA，静态工作点就要偏置的越高，这个是对效率起消极作用的部分。对于峰均比较大的调制，平均功率一定的条件下，其峰值包络较大，需要的偏置点较高，所以其效率较低。[em01]

下去查下静态偏置点与效率的关系 [em14]

shiningjia · 发表于 2012-5-3 17:22:25

4dB的功率回退不会引起20个点的效率损失。
同意wyzcl的讲法，8PSK效率下降的原因是因为和GMSK公用了发射链路，不能单独调整，只是稍微改改偏置和反馈，没办法单独改loadline。这样做无非是成本很有优势，基本和GMSK TxM差不多。
再回过头看看效率的损失，首先，TDD工作时效率低不会带来严重的发热问题。其次，如果和分立的EDGE PA比效率，不要忘记现在我们是在天线口测功率，而分立PA是在PA output测量，开关的插损让两种方案的效率差值也没有一开始看起来那么大。

ps3ps2psp · 发表于 2012-5-3 10:18:11

gmsk由于是恒包信号，所以par=1即0db，这样PA在GSM时候可以不用考虑峰均比的问题，因为对PA的线性度无要求
8psk非恒包，Par=2.91（我一直以为是3），这样PA就必须要处在线性范围内来处理这个4.65db要小于P1db点（实际应该更小）才能满足线性度的要求。
手机不可能为你准备两个PA，那就会采用几种折中方法，1种就是采用功率回退的方法让手机PA进入线性区域，这样为了满足线性度要求，工作点一定会改变，而同时线性区的是一定比饱和区的效率要低的（因为它的范围很窄）
这个是我个人理解。
另外在线性区，增益一定的情况下，平均功率是不会改变，但是包络的功率（瞬态最大）是个变化的量，不要按常量考虑吧应该。

yilingbaby · 发表于 2012-5-3 08:46:22

线性度越高的PA，静态工作点就要偏置的越高，这个是对效率起消极作用的部分。对于峰均比较大的调制，平均功率一定的条件下，其峰值包络较大，需要的偏置点较高，所以其效率较低。[em01]

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