GSM功率控制架構對通話時間的影響

　　當前行業中GSM手機采用最廣泛的三種架構分別是電流控制、電壓控制和功率檢測。圖4、圖5和圖6分別給出了這三種架構的簡化框圖。

　　圖4中的電流控制架構是一種間接控制的方案，它監控電流并使其保持恒定。這種方法將電流與功率相關聯，只要電流與功率之間的關系保持恒定（僅當負載電阻不變時），就能非常出色地控制功率。控制功率的方法是：通過調整放大器的基級偏壓來控制增益，進而實現功率控制。圖5為電壓控制示意圖，它與電流控制類似，也是一種間接控制方法，只是將電壓而非電流與功率相關聯。這種方法非常類似電流控制，只要負載電阻恒定且電壓和功率間的關系保持不變，就能工作良好。與電流控制相似，在電壓控制中，通過調節集電極電壓而非基級偏壓來控制功率。本文中介紹的最后一個架構是功率檢測（如圖6所示）。這種方法將一部分信號耦合回檢波器，檢波器通過比較輸出電壓和參考電壓來檢測功率。這種功率控制方法的準確性也很高，失配主要取決于耦合器的方向和反饋回路中的誤差。該架構的缺點是，增加了耦合器的輸出損耗和組件成本，因為它需要更多電路來實現功率控制功能。

　　在非常簡短地回顧了基本功率控制架構后，下面重點介紹器件的評估測試，采用的是能夠反映實際性能，并直接影響通話時間、電池壽命和呼叫接收效果等用戶滿意度指標的方式。首先，為了解實際環境，必須描述天線性能（如圖3所示）。正像前面所述，VSWR的變化范圍在2:1到5:1之間，具體取決于終端用戶和手機的位置。綜合這些考量因素，用于對比的基準定為3:1 VSWR。選擇該值的原因是因為它能很好地體現實際環境中的性能，而不會有不切實際的功率反射回PA，從而導致比較結果有誤差。為正確描述這些產品，必須進行負載牽引測試，用這種方法設計人員可以精確控制失配、相角和輸出功率精確度。該方法如圖7所示。

　　通過圖8和圖9可以看出，即使采用不同架構實現了功率控制功能，在實際環境中的性能還是有可能出現很大差異。這意味著什么？為什么很重要？首先，如前所述，OTA性能是真正的關鍵，它與輸出功率直接相關。如圖9所示，在這三種維持到負載的恒定輸出功率的方法中，電流控制是表現最差的一種。在GSM 850頻段，電流控制和功率檢測方法有大概1.5dB的差異。功率檢測機制的缺陷在于允許電流增加，而其它解決方案中的電流維持在合理值。盡管這種情況下看起來通話時間會較長，但實際環境中并非如此。