隨著蜂窩技術發展,調制的復雜度提高,對RF 組件的要求也變得越來越嚴格。在RF 功率和線性度需求持續上升的同時,人們強烈要求降低電流消耗,這對電池壽命和熱性能產生了直接影響。5G 也不例外。5G 規范讓困難度成倍增加,讓我們行業面臨著前所未有的RF 挑戰。
隨著手機RF 復雜性不斷提高,包絡跟蹤(ET) 成為手機實現高效RF 功率放大的首選技術,同時滿足三大核心指標:出色的線性功率、最低的電流消耗,以及出色的熱管理性能。Qorvo 從一開始就提供優質、創新的ET 解決方案。
QM810xx 的雙ET100:傳統、統一
Qorvo擁有400多項與電源管理相關的專利,其中190項與ET相關,還有大量專利申請正在等待批準。在強有力的創新傳統的推動下,Qorvo通過提供全球首款沿用傳統外形的100MHz 包絡跟蹤集成電路(ETIC),繼續引領 5G發展趨勢。利用100MHz ET 來滿足5G新的100MHz 載波帶寬要求,這點讓人印象深刻。以其外形尺寸能實現這一點,且支持放置在距離PA2cm左右的位置,這是真正的創新。簡化復雜的5G世界。
Qorvo正是著力于此。
Qorvo發展歷史久遠,若要回溯,可以遠至ET成為手機標準之前,可以遠至平均功率跟蹤(APT)興起之時。Qorvo始終將自身定位為專一的功率放大器(PA)電源管理提供商,設計功率放大器和電源管理產品,同時研究這兩個領域以推出優化的解決方案。也是因此,Qorvo在2009年推動行業從PA功率模式向更高效、更靈活的降壓型APT PA方案轉變。與此同時,Qorvo在2010年設計并批量生產了自己的升壓/降壓轉換器,這是我們行業的首款轉換器,在旗艦手機領域非常成功。Qorvo意識到基于發射要求調節PA的集電極電源(Vcc)的巨大影響,此外,還利用高效、高于電池電壓的升壓器提高了靈活性。隨著LTE調制的峰值-均值比(PAR)變得越來越難以管理,這種提升電壓的功能就變得更加關鍵。如今,隨著發射波形/調制PAR高出LTE30% 之多,升壓/降壓配置正推動ETIC行業的發展,且成為構成5G的關鍵元素。
Qorvo 的功率跟蹤產品發展年表
在行業從APT向ET過渡期間,Qorvo始終參與其中,并且與多家芯片組供應商合作,于2013年推出了首款ETIC。這讓可替代的專屬芯片組解決方案面臨著強有力的LTE解決方案競爭。從那時起,Qorvo交付了超過3.65億片ETIC,建立了批量生產的行業領先地位,且為多家芯片組和RF前端供應商提供支持。Qorvo支持創建強大的RF生態系統,這仍然是我們ETIC設計秉持的宗旨。這確保許多人可以從我們的ET創新中受益,而不受芯片組或PA/RF前端選擇限制。在這種方法的推動下,Qorvo的ETIC設計團隊已經提供第4代ETIC,旨在切實滿足充滿挑戰的100MHz 5G 要求。Qorvo的ET1005G ET 內核保留了統一采用的傳統外形,能夠應用于真實的手機RF設計中,因此延續了我們的傳統——提供簡單易用的接口,支持多個5G芯片組和5G前端供應商。我們來仔細了解一下設計5GET內核時需要考慮的問題,以及ET100的相關性能。
ET100:一場自然革新
4GLTE 包絡跟蹤集成電路(ETIC)的上行鏈路載波帶寬已從20MHz 增加到60MHz。但是,幾個5GNR 頻段可以支持100MHz 載波帶寬,同時指定2級功率(PC2)水平、EVM要求極低的新調制,以及更高的峰值-均值比(PAR)。這些5G要求讓RF發射系統的設計難度達到了全新的水平。
圖1:ET100基準測量值,跟蹤(狀態波形等)、100MHz、n41
圖2:ET100基準測量值、100MHz 跟蹤頻譜
圖3:ET100基準測量值,以及對應的100MHz E-UTRA 性能
為了滿足5G嚴格的線性度要求,ETIC必須生成與RF包絡信號一致、高度準確的Vcc包絡信號。圖1顯示ET100高效跟蹤5G中使用的高PAR、100MHz 寬調制,同時與功率放大器配合,實現高頻率、高功率和PC2運行,例如5G頻段中所需的n41。跟蹤頻譜,如圖2所示,是衡量ETIC性能的重要指標,指明ET內核對調制信號Vcc實施線性跟蹤的精度。高度準確地跟蹤是一個重要方面,但是,要在跟蹤時實現高線性度5G要求則是對出色性能的最終衡量。圖3展示了其結果:超過E-UTRA線性度性能。Qorvo的ET100已經應用于雙核和單核產品配置并采樣,其中一個用于計算得出這組測量結果。
擁有如此強大的100MHz ET 內核讓Qorvo能夠在最適合客戶的5G旗艦手機設計中融入100MHz 5G ETIC。Qorvo先進的5GET100 內核幫助克服最困難的挑戰,且不會額外增加PCB的復雜性。
圖4:5G NSA、EN-DC實現方案
ET100傳統、統一的架構主要針對這個特定方面:為客戶提供100MHz ET來完善他們的生態系統,而不是迫使他們接受不需要的新方案。Qorvo的ET100內核可以驅動高電流、寬帶寬5G包絡信號在標稱、電感手機板走線中傳輸,但不損壞信號的完整性。事實上,ET100提供專有方案,允許來自ET100的高達2nH的走線電感輸出至功率放大器的Vcc輸入,或者為給定的常用手機板設計提供約2cm的距離。這意味著5GETIC 仍然可以像在4G/LTE手機設計中那樣集中位于多個PA之間,同時經過擴展,滿足5GEN-DC 操作的雙發射需求,如圖4所示。有了這種能力,只要對手機架構做一些升級修改就可以支持5G帶寬,而手機OEM可以繼續使用他們現有的RF前端合作伙伴生態系統,以低風險方式部署高性能5G設備。
Qorvo相信,成功的5G部署將會改變您的生活、工作、娛樂和交流方式。這一點始終激勵著我們。