智能手机功率放大器电感器选择技巧

功率放大器 (power amplifier: 以下简称PA) ,将通信IC (RF-IC) 输出的高频信号放大到所需的功率,然后馈送到天线。

图1为PA的电路示例。由于单级PA难以达到所要求的输出功率,因此通常为多级构成。图1的PA为二级构成,但是所要求的输出功率因手机通信方式而异,故须根据相应的通信方式来改变PA的构成。例如,GSM要求的输出功率比UMTS大,因此,UMTS多为二级构成,而GSM则多为三级构成。

图1: 功率放大电路 (二级构成)

图1: 功率放大电路 (二级构成)

1. 阻抗匹配 (匹配)

在信号的传送线路,让发送端电路的输出阻抗与接收端电路的输入阻抗一致,匹配后,可以最大限度地把发送端的电力传送到接收端。

因此,PA的输入输出部分也需要匹配电路。 

匹配电路使用电容器和电感器,请确认要使用的频带具备充分的特性 (Q、自谐振频率等) 。

村田公司零件的特性,可以通过本公司提供的设计辅助工具SimSurfing来确认。

2. 输入匹配电路

大多数输入匹配电路的信号电平较小,并且零件的Q的大小对PA特性没有那么大的影响。此外,为了满足最近的PA小型化需求,选择小型电感器的情况也日益增多。

村田的电感器中,薄膜型LQP03TN_02系列 (0.6×0.3mm) 和更小型的LQP02TQ_02系列 / LQP02TN_02系列(0.4×0.2mm) 很合适。

图2为LQP02TQ_02/LQP02TN_02/LQP03TN的Q (均为6.8nH) 对比图表。此图表是采用了前面介绍的SimSurfing表示的。

图2: LQP02TQ_02/LQP02TN_02/LQP03TN的Q对比 (均为6.8nH)

图2: LQP02TQ_02/LQP02TN_02/LQP03TN的Q对比 (均为6.8nH)

3. 输出匹配电路

由于被PA放大的信号通过输出匹配电路,因此信号电平将增大,并且零件的Q也将对PA特性产生很大影响。RF电感器也是Q越大,PA的增益就越大,并且还可以缩小输出电流。故请一边调整所要求的增益和输出电流等,一边择RF电感器。

村田的电感器中,绕线型LQW系列的Q最高,使用LQW系列可以获得高性能的PA特性。 小尺寸、Q值较高的 LQW04AN_00系列(0.8×0.4mm间距)/ LQW03AW_00系列(0.53×0.4mm间距)很合适。另外,在要求更小型化的情况下,尺寸为0603,Q值最高的薄膜式LQP03HQ系列(0.6×0.3毫米)为首选。

图3、图4为LQW03AW/LQW04AN/LQP03HQ的 (7.5nH) 对比图表。

图3: LQW03AW/LQW04AN/LQP03HQ的Q对比 (均为7.5nH)

图3: LQW03AW/LQW04AN/LQP03HQ的Q对比 (均为7.5nH)

4. 电源线

为了达到阻止 (扼流) 交流 (信号或噪声) 、只通过直流的目的,PA的电源线采用扼流线圈。如果扼流线圈出现电压下降,就会影响PA特性,因此希望电感器的直流电阻尽可能小。一级的输出功率较小,因此流过扼流线圈的电流较小; 随着后一级输出功率的增大,流过扼流线圈的电流将增大。


另外,经常会有PA内的扼流线圈写入多层基板的情况发生、扼流线圈占据了PA的大部分面积,就会阻碍PA本身的小型化。

为PA的小型化做出了贡献,在电流较小的初段,推荐使用薄膜型的LQP03TN_02系列(0.6×0.3毫米)。另外、在电流较大的后端,推荐使用PA扼流专用的LQP03P系列(0.6×0.3毫米)产品。

此外、这里的链接介绍了DCDC变流器以及PA间的电源线噪音措施案例,推荐了措施相关产品LQW15C系列(1.0×0.5mm)。

推荐产品一览

[输入匹配电路]

 ・LQP02TQ  ・LQP02TN  ・LQP03TN

[输出匹配电路]

 ・LQW04AN  ・LQP03HQ  

[电源线(PA内部)]

 ・LQP03P    

[电源线(DCDC-PA间)]

 ・LQW15C  ・LQW18C
技术文章

相关文章

最新内容

关注微信公众号,抢先看到最新精选资讯

关注村田中文技术社区微信号,每天收到精选设计资讯