作者：rfmd公司 荣福 来源：《电子产品世界》

引言

随着蜂窝系统用户数量的暴涨，大都市地区的网络拥塞也就成为一个问题。为了增加网络的容量，营运商已经开始在不同的频率铺开新的网络。这个扩展的频率范围对用户来说必须是透明的，并且移动电话必须能够在多个频段内工作。本文专门讨论在此类gsm手机上的功率放大器及其周边电路。而gsm系统在欧洲、亚洲和美国是使用最广泛的系统，在对发射电路及其涉及的设计问题作一般性讨论之后，rfmd公司将介绍一种能使用在双频和三频gsm手机的功放解决方案。

最初分配给gsm移动电话（又称移动站）的发射频段是890mhz到915mhz。前几年，当容量成为问题时，该频段被往下扩展到880mhz，此时的系统被称作扩展gsm(e-gsm)。现在由于这个频段也被塞满了，人们又分配从1710mhz到1785mhz的频段，这个频段通常被称作pcn(个人通讯网络)，或称dcs1800（数字通信服务1800mhz）。在美国，1850mhz到1900 mhz也被分配了，并且这个频段被命名为pcs（个人通信服务）或 dcs1900。新的移动电话通常工作在gsm和pcn频段，以便在欧洲、亚洲获得最优的服务覆盖率。目前，单频pcs手机已在美国销售，但更新的机型将也包括其他频段。以the bosch world phone为例，它在欧洲工作于900mhz，而在美国工作于1900mhz。更新的设计将工作在所有这三个频段。这将允许商务旅行者在大西洋两侧使用同一部电话。

这种增加移动电话的可使用性不能导致手机的体积变得更大或更昂贵。因此，为实现多频段工作而使用的元件必须与这一准则相匹配。双频解决方案必须不应比以前的单频解决方案体积更大或更贵。rfmd公司推出两款新的符合这些准则的功率放大器，这两款功放是设计用于双频和三频gsm手机上的。

gsm手机发射器的结构

这些器件是专用于单频、双频和三频手机上的，因此对这些应用中所使用的系统架构的理解是很重要的。

调制环路

大多数较新的手机使用一种通常称之为‘偏移调制环路’的调制方案。在这种架构中，调制不是施加在中频载波上，然后再上变频；而是直接施加在vco上，图2所示的正是这种架构的框图，而图1 是一种传统架构的方框图。

最初由爱立信倡导的偏移调制环架构，在实用上有两大优点：vco输出信号是一种真正的恒定包络信号，该信号消除了对功放的线性要求。这就允许人们使用不同的功放架构，因而能带来更高的效率。

从混频过程中产生的伪信号和噪声也被消除了，因此对上变频器和功放后面的滤波的要求便大大地减轻了，只需要很少的几个滤波器。这当然大大减少了系统的成本和体积尺寸。

在接收频段，gsm系统对发射噪声有严格的要求。任何从发射器产生出的，并落在接收频段（对于gsm为 925-960mhz）的噪声必须受到限制，以避免发射器降低其它邻近接收器的接收灵敏度。如采用上变频处理所产生的噪声将会太高，不能达到系统的要求。因此在天线端必须使用一个双工器。双工器由两个带通滤波器和一个共用端口组成。其中的一个滤波器把发射频段信号从功放引向天线，而另一个滤波器把接收频段信号从天线引向低噪声放大器的输入端。用这种方法，那些从功放产生的、并落在接收频段的噪声被滤除了天线端口处的输出信号达到了系统指标要求。

当功放输出的噪声电平低到不需要滤波就能满足系统的指标要求时，双工器就可用一只收／发开关（rf/tx开关）来取代，而收／发开关要比双工滤波器小得多也便宜得多。

为了达到在偏离载波20mhz情况下的－79dbm/100khz的系统要求，功放和vco都必须具有低的噪声指标。

在这样一种系统中使用的vco常称作“功率vco”，它具有高于＋8dbm的功率输出。这样的功率水平允许在vco与功放之间有2db或3db的衰减，以便使vco的牵频效应减至最小。

接收频段的噪声功率

正如前面提到的，在接收频段的噪声功率对于下一代gsm功放是一个极为关键的