手机RF功率控制环路设计

手机RF功率控制环路设计
手机RF功率控制环路设计
为了保证系统的容量及互操作性，GSM系统规范对手机发射功率的精度、平坦度、发射频
谱纯度以及带外杂散信号进行了严格的规定，对手机射频功率放大器功率控制环路的设
计提出了很高的要求。本文介绍了功率反馈控制法和电流检测反馈控制法，并对第一种
方法给出了详细的设计步骤。
GSM系统为时分多址(TDMA)系统，不同的用户在时间轴上被分隔开，每个用户在特定的一
个时间间隔(时隙)内接收或发送信息。TDMA系统的该特性极大地提高了频谱利用率，同
时也对移动台射频前端的设计提出了极大的挑战。GSM系统要求移动台的发射机以突发方
式工作，即只在规定的时隙内开机发送信息，而在其它时隙则处于关闭状态。这种开关
工作状态会使发射频谱内含有大量的杂散分量，严重影响其他用户。为保证系统容量和
互操作性，必须对移动台发射机的指标提出要求，这在ETSI GSM
11.10系列规范中都有规定。
为了达到规范要求，移动台发射机信号的上升沿和下降沿不能过于陡峭，而必须是一个
缓升和缓降的过程，如图1所示。图中最上及最下两条曲线称为功率--
时间模板，在测试时发射信号在每个时隙的功率--
时间关系曲线不能超越这个模板，否则发射频谱纯度将不能满足要求，或者会丢失发射
信息。中间曲线为射频功放的增益控制电压，由系统控制单元给出，用以控制射频输出
功率。这要求能对发射机中的射频功率放大器实现精确的功率控制，同时，GSM移动台发
射机根据系统要求也要能工作于几个功率等级上，这也要求精确的功率控制，为此必须
采用反馈控制环路。实现功率控制的方法较多，比较常用的为输出功率检测反馈控制法
，该方法直接检测射频输出功率，通过反馈环路实现闭环功率控制。另外一种方法为电
流检测反馈控制法，它检测末级功放管的电流，再通过反馈环路实现对输出功率的控制
。
输出功率检测反馈控制法
为便于分析，首先给出功率控制