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      電感器指南

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      以智能手機為首的移動無線終端的Power Amplifier  (PA)中,為了抑制不必要的輻射(頻帶外的&雜散發射),尋求改善PA的電源質量(PI: 電源完整性)的例子很多。在無線通信中,以國際标準(ITU)為首,3GPP(無線通信标準機構),以及各運營商都對不必要的輻射的範圍值設定了嚴格的标準。
      因此,我們有必要通過PA的電源線的噪聲對策來改善RF信号質量。

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      不必要的輻射的定義

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      本稿中,以改善RF的信号質量(頻帶外的不必要輻射)為目的,介紹使用了片狀鐵氧體磁珠和片狀電感器的移動終端的PA電源線的噪聲對策方法。

      通過有線連接評估來改善信号質量的對策
      通過有線連接的RF信号質量的評估項目中,有ACLR*1(臨道洩露功率比)和SEM*2(頻譜發射模塊)。這些是評估測試RF信号近旁的寄生(不必要的輻射)的。
      本稿中,介紹的是PA的電源供給中使用了DC/DC轉換器時,RF信号質量的改善方法。

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      移動終端的PA的電源線
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      ACLR評估畫面

      *1 鄰道洩漏功率比(ACLR):相鄰的信号通道中信号洩露的程度。
      *2 頻譜發射模闆(SEM):頻帶外洩露的雜散的許可值。
      (※正确的定義請參考專業書籍。)

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      PA的電源線傳輸的噪聲觸動了PA的功率,該噪聲出現在了PA輸出電力中,從而對RF信号産生了影響。

      電源線傳輸的噪聲(F1)由于PA的2次失真特性而在載體的兩側(F2-F1和F2+F1)以雜散的形式出現。

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      通過DC/DC轉換器供電的PA的電源質量和噪聲問題(2次失真)

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      确定對RF信号質量産生影響的電源噪聲的頻率就能找到對策。

      例如,在RF信号質量評估中,一般的ACLR的評估頻率頻帶寬是以載波頻率(F2)為中心,W-CDMA為25MHz、LTE則為50MHz。如果隻考慮一側的話,與載波頻率(F2)相比,評估的幅度則變成了W-CDMA為12.5MHz、LTE為25MHz。因此,在ACLR中,W-CDMA為12.5MHz、LTE為25MHz以下的頻率噪聲(F1)會對RF信号質量産生影響。低頻帶噪聲是DC-DC轉換器的開關發出噪聲(一般的PA用的DC/DC轉換器的開關頻率為2~10MHz)的主要原因。
      因此,PA的電源線的對策中,必須要抑制DC/DC轉換器的開關噪聲的水平。

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      ACLR評估畫面
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      為了抑制DC/DC轉換器的開關噪聲的水平,下圖所示的對策是有效的。DC/DC轉換器的輸出電力LC(功率電感器和輸出電容器)的後面直接插入片狀電感器LQW15CN系列或者片狀鐵氧體磁珠BLM15PX121SN1

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      前述的對策結果通過評估電路闆來确認的。

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      通過放入濾波器來調查該原件的損耗是否對DC/DC轉換器的電力轉換功率産生不好的影響。因為LQW15CN系列和BLM15PX121SN1的超低直流阻抗特性,對電力轉換效率起到的影響應該處于沒有問題的水平。

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      以下,是實際設備中的對策事例。

      在智能手機中,DC/DC轉換器的輸出電力LC(功率電感器和輸出電容器)的後面直接插入LQW15CN18NJ00,來确認改善RF信号近旁頻帶的中雜散。

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      移動無線終端的PA的電源線中,通過有線連接評估來考慮針對改善信号質量的對策方法。

      結論:通過有線連接評估來達到改善信号質量的對策方法
      DC/DC轉換器的輸出LC(功率電感器和輸出電容器)的後面直接插入LQW15CN系列和BLM15PX121SN1,能夠抑制DC/DC轉換器的低頻噪聲(開關噪聲),其結果是能夠改善RF信号質量。

       

       

      擔當:株式會社村田制作所 EMI事業部商品開發部

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