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宽带混合包络跟踪调制器，采用滞环控制的三电平开关转换器与摆率增强型线性放大器

DOI：10.1109/JSSC.2019.2941014 期刊：IEEE Journal of Solid-State Circuits 出版年份：2019 更新时间：2025-09-19 17:13:59
摘要： 本文提出一种宽带混合包络跟踪(ET)调制器，其采用滞环控制的三电平开关变换器(3L-SWC)与摆率增强型线性放大器(LA)。该三电平开关变换器不仅具有更小的纹波和更低的损耗，所提出的滞环控制还能实现更高速度环路和更宽带宽，使开关频率超过80MHz。同步传感器电路可监测并调节飞跨电容电压VCF，从而省去传统所需的校准环路。滞环控制的三电平开关变换器为功率放大器(PA)供电负载电流提供高占比且低纹波的供电，降低了线性放大器的高频电流与纹波抵消电流，提升了系统整体效率。线性放大器中采用摆率增强(SRE)电路，使其摆率达到307V/μs以上，带宽超过275MHz。该SRE电路通过直接连接AB类输出级晶体管栅极的并行辅助电流路径，在不改变线性放大器其余部分工作点的情况下加速输出充放电过程，同时保持AB类级的静态电流。该电源调制器采用65nm CMOS工艺制造。测试结果表明：当禁用SRE时，在1W输出功率下可跟踪长期演进(LTE)-40MHz包络并实现93%的峰值效率；启用SRE后则能跟踪LTE-80MHz包络并保持91%的峰值效率。
作者： Parisa Mahmoudidaryan，Debashis Mandal，Bertan Bakkaloglu，Sayfe Kiaei
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究一种宽带混合包络跟踪（ET）调制器的设计与性能，该调制器采用滞环控制的三电平开关变换器（3L-SWC）和转换速率增强的线性放大器（LA），适用于LTE应用。

研究成果

所提出的混合ET调制器对LTE-80-MHz包络信号展现出宽带跟踪能力，峰值效率高达93%。三电平开关电容器的滞环控制方法实现了超过80 MHz的开关频率，而SRE增强型线性放大器以低静态电流消耗跟踪宽带信号。

研究不足

65纳米CMOS技术因供电电压降低而面临挑战，导致功率放大器（PA）的射频输出功率水平和线性度下降，相邻信道泄漏比（ACLR）达到32.5 dBc。

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