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利用RF功率检测器控制CDMA移动台和接入终端功率
发布时间:2017-11-23 阅读：次 [打印文章] [关闭窗口]-
CDMA移动台中功率控制的硬件实现
总之，CDMA IS-95需要移动台每1.25毫秒以±1.0dB的幅度调整一次发射功率，而CDMA2000可以是±0.25dB～±0.5dB。图1所示为手持设备的线性功率放大器信号链的一般输出功率控制。由于CDMA需要很高的线性度，输出功率放大器通常被偏置在一个固定的增益上，然后该输出功率水平必须通过增益控制线性驱动放大器进行调整, 该放大器在CDMA移动台中通常称为自动增益控制(电感器生产AGC)放大器。
实验发现，由于使用了隔离器(如Murata CE04和CES30)和高精度射频功率检测器LMV225，图2中的射频发射结构能够减少功率放大器的直流功耗。隔离器为功率放大器的输出提供了一个近乎完美的50欧姆负载，而LMV225能够检测精确的发射功率水平。然后，移动台的DSP将输出功率设置到基站所需要的水平。在这一应用电路中，使用了一个电阻器将主信号信道的射频信号转移到LMV225的输入端。此外，还需要一个约100pF的电容器来进行隔直，防止使能控制信号进入主信号通道。由于不希望直流电压进入功率放大器的输出端或隔离器，这个隔直电容器十分必要。由于已经有了一个隔离器，因此大部分被转移的射频能量都是来自发射功率放大器。来自天线的反射能量将转共模电感器移到隔离器的内建50欧姆负载上，很少能够到达电源放大器的输出或LMV225。因此，被耦合到LMV225的功率可以用20log[R1/(R1+50)]来估算。
实际的测试结果发现，电源电流为500mA、邻信道功率抑制(ACPR)为-40dBc的功率放大器失真性能可以改善到电源电流为450mA、邻道功率抑制为-50dBc。在该情形下电流下降了10%，失真改善了约10dB。
现在我们已经证明，对于IS-95、W-CDMA、CDMA2000和TD-SCDMA空中接口，LMV225和一个CES30隔离器能够在线性CDMA功率放大器的应用中，在功耗和射频失真方面表现出较好的性能。事实上，由于在发射信号通道中器件的不确定性和变化(像AGC、功率放大器的增益以及无源器件的损耗等)，为了实现严格的内环闭环功率控制，CDMA2000移动台或接入终端有必要采用LMV225作为发射功率检测器。
移动台发射信号通道
图2中的射电感器生产频发射电路架构可以用于很多种不同的CDMA芯片组。图3是一个为CDMA2000 1X或EV-DO单波段手持设备发射功率空心电感器检测而推荐的LMV225应用简图。在这种发射器结构中，输出到天线的功率为：
RFout=PRFT-LSAW+GPA-LISOLATOR-LDUPLEXER
其中：RFout为到天线的射频功率(假定已实现50(阻抗负载)；PRFT为射频发射器芯片的输出功率；LSAW为声表面波滤波器的插入损耗；GPA为CDMA功率放大器的固定增益；LISOLATOR为隔离器的插入损耗；LDUPLEXER为双工器的插入损耗。
由于R1和LMV225已经为信号通道构成了一个高阻抗的并联负载，这里R1和LMV225构成的电阻功率分配器的插入损耗可以忽略不计。在室温下，可以将LSAW、GPA、LISOLATOR和LDUPLEXER看成不变的。那么，至天线的射频功率RFout就可以通过PRFT调节，而PRFT受发射芯片中的AGC控制。实际上，AGC放大器通常支持IS-95或CDMA2000所要求的80dB动态范围。我们还发现，CDMA移动台大部分工作时间的输出功率为中等大小，因此从中等输出功率到高输出功率的变化过程中，功率控制的精确度十分重要。不当的高功率电平会减少移动台的通话时间，并对其他网络用户产生更多的干扰。
LMV225的优点
为在CDMA手持设备中提供最佳的功率检测范围，LMV225的设计进行了优化。如上所述，从中功率到高功率精确的功率控制尤为重要，采用耦合电阻R1使LMV225能知道射频信号出现的关键范围。假设将AGC设置在高/最高增益上以实现CDMA功率放大器的最大输出，比如28dBm。如果此时射频发送信号的振幅因数为3dB，那么CDMA功率放大器的瞬时峰值功率将为28+3=31dBm。如果我们选择它作为LMV225应该能检测到的最大参考点，即当功率放大器的瞬时输出功率为31dBm时，输入到MV225的RFin/使能引脚为0dBm, 应该采用一个31dBm的耦合因子。我们发现用一个1.8K(的R1能够在本电路中产生一个31dBm的耦合因子。
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