智能手机功率放大器电感器选择技巧

周五, 12 一月 2018 - 16:38

<p>功率放大器 (power amplifier: 以下简称PA) ，将通信IC (RF-IC) 输出的高频信号放大到所需的功率，然后馈送到天线。</p>

<p>图1为PA的电路示例。由于单级PA难以达到所要求的输出功率，因此通常为多级构成。图1的PA为二级构成，但是所要求的输出功率因手机通信方式而异，故须根据相应的通信方式来改变PA的构成。例如，GSM要求的输出功率比UMTS大，因此，UMTS多为二级构成，而GSM则多为三级构成。</p>
<img alt="图1: 功率放大电路 (二级构成)" data-align="center" data-entity-type="file" data-entity-uuid="f4d085f2-233b-4aaf-9cf3-c34b0033beda" src="/sites/default/files/inline-images/%E5%9B%BE1%EF%BC%9A%E5%8A%9F%E7%8E%87%E6%94%BE%E5%A4%A7%E7%94%B5%E8%B7%AF%20%28%E4%BA%8C%E7%BA%A7%E6%9E%84%E6%88%90%29.gif" />
<p>图1: 功率放大电路 (二级构成)</p>

<p>在信号的传送线路，让发送端电路的输出阻抗与接收端电路的输入阻抗一致，匹配后，可以最大限度地把发送端的电力传送到接收端。</p>

<p>因此，PA的输入输出部分也需要匹配电路。 </p>

<p>匹配电路使用电容器和电感器，请确认要使用的频带具备充分的特性 (Q、自谐振频率等) 。</p>

<p>村田公司零件的特性，可以通过本公司提供的设计辅助工具<a href="http://ds.murata.co.jp/software/simsurfing/zh-cn/index.html" target="_blank">SimSurfing</a>来确认。</p>

<h3><strong>2. 输入匹配电路</strong></h3>

<p>大多数输入匹配电路的信号电平较小，并且零件的Q的大小对PA特性没有那么大的影响。此外，为了满足最近的PA小型化需求，选择小型电感器的情况也日益增多。</p>

<p>村田的电感器中，薄膜型<a href="http://psearch.jp.murata.com/inductor/result/?i_pid=LQP03TN????02&p…; target="_blank">LQP03TN_02系列</a> (0.6×0.3mm) 和更小型的<a href="http://psearch.cn.murata.com/inductor/result/?i_pid=LQP02TQ????02&p…; target="_blank">LQP02TQ_02系列</a> / <a href="http://psearch.cn.murata.com/inductor/result/?i_pid=LQP02TN????02&p…; target="_blank">LQP02TN_02系列</a>(0.4×0.2mm) 很合适。<br />
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图2为LQP02TQ_02/LQP02TN_02/LQP03TN的Q (均为6.8nH) 对比图表。此图表是采用了前面介绍的<a href="http://ds.murata.co.jp/software/simsurfing/zh-cn/index.html" target="_blank">SimSurfing</a>表示的。</p>
<img alt="图2: LQP02TQ_02/LQP02TN_02/LQP03TN的Q对比 (均为6.8nH)" data-align="center" data-entity-type="file" data-entity-uuid="39d53b0c-99b8-415c-b0fe-b6fe4b784d71" src="/sites/default/files/inline-images/%E5%9B%BE2%EF%BC%9A%20LQP02TQ_02%E3%80%81LQP02TN_02%E3%80%81LQP03TN%E7%9A%84Q%E5%AF%B9%E6%AF%94%20%28%E5%9D%87%E4%B8%BA6.8nH%29.png" />
<p>图2: LQP02TQ_02/LQP02TN_02/LQP03TN的Q对比 (均为6.8nH)</p>

<h3><strong>3. 输出匹配电路</strong></h3>

<p>由于被PA放大的信号通过输出匹配电路，因此信号电平将增大，并且零件的Q也将对PA特性产生很大影响。RF电感器也是Q越大，PA的增益就越大，并且还可以缩小输出电流。故请一边调整所要求的增益和输出电流等，一边择RF电感器。</p>

<p>村田的电感器中，绕线型LQW系列的Q最高，使用LQW系列可以获得高性能的PA特性。 小尺寸、Q值较高的 <a href="http://psearch.cn.murata.com/inductor/result/?i_pid=LQW04AN????00&p…; target="_blank">LQW04AN_00系列</a>（0.8×0.4mm间距）/ <a href="http://psearch.cn.murata.com/inductor/result/?i_pid=LQW03AW????00&p…; target="_blank">LQW03AW_00系列</a>（0.53×0.4mm间距）很合适。另外，在要求更小型化的情况下，尺寸为0603，Q值最高的薄膜式<a href="http://psearch.cn.murata.com/inductor/result/?i_pid=LQP03HQ&pid_met…; target="_blank">LQP03HQ系列</a>（0.6×0.3毫米）为首选。</p>

<p>图3、图4为LQW03AW/LQW04AN/LQP03HQ的 (7.5nH) 对比图表。</p>
<img alt="图3: LQW03AW/LQW04AN/LQP03HQ的Q对比 (均为7.5nH)" data-align="center" data-entity-type="file" data-entity-uuid="8e4fccd2-1b8e-442a-8634-bf403fc75284" src="/sites/default/files/inline-images/%E5%9B%BE3%EF%BC%9ALQW03AW.png" />
<p>图3: LQW03AW/LQW04AN/LQP03HQ的Q对比 (均为7.5nH)</p>

<p>为了达到阻止 (扼流) 交流 (信号或噪声) 、只通过直流的目的，PA的电源线采用扼流线圈。如果扼流线圈出现电压下降，就会影响PA特性，因此希望电感器的直流电阻尽可能小。一级的输出功率较小，因此流过扼流线圈的电流较小; 随着后一级输出功率的增大，流过扼流线圈的电流将增大。</p>

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另外，经常会有PA内的扼流线圈写入多层基板的情况发生、扼流线圈占据了PA的大部分面积，就会阻碍PA本身的小型化。</p>

<p>为PA的小型化做出了贡献，在电流较小的初段，推荐使用薄膜型的<a href="http://psearch.cn.murata.com/inductor/result/?i_pid=LQP03TN????02&p…; target="_blank">LQP03TN_02系列</a>（0.6×0.3毫米）。另外、在电流较大的后端，推荐使用PA扼流专用的<a href="http://psearch.cn.murata.com/inductor/result/?i_pid=LQP03P&pid_meth…; target="_blank">LQP03P系列</a>（0.6×0.3毫米）产品。</p>

<p>此外、这里的链接介绍了DCDC变流器以及PA间的电源线噪音措施案例，推荐了措施相关产品<a href="http://psearch.cn.murata.com/inductor/result/?i_pid=LQW15C&pid_meth…; target="_blank">LQW15C系列</a>（1.0×0.5mm）。</p>

<h3><strong>推荐产品一览</strong></h3>

<p>[输入匹配电路]</p>

<p>[输出匹配电路]</p>