TI多通道PA控制器AMC7932在MIMO系统中的优势

PA控制器用在基站系统中为PA提供所需的精确栅压。当前MIMO系统的通道数较多,同时,每一通道的PA级数也较多,意味着如果不考虑栅压复用情况,设计者需要更多的PA控制器来进行栅压控制,以达到更好的PA性能。TI的AMC7932集成了32路12bitDAC,为客户提供更好的PA控制器解决方案。

在某些系统中,会出现不同PA共用一路栅压的情况。在理想状态下,这种应用没有问题,因为相同型号的PA要求的栅压点会是一致的。但是在实际系统中,由于不同PA的温度不同,各个器件自身的差异性,会导致所要求的栅压有一定的差异。

1、功放栅压复用为PA系统带来了什么

使用ADS软件,基于Part Number为MW6S004N的PA进行了仿真。对功放的栅压进行扫参,对功放的增益以及IP3性能仿真。

首先确定管子的静态工作点,原理图如图一,仿真结果如图二。最终在扫参原理图中确定静态工作点为VGS=2.8V,IDS=40mA。

图1:功放静态工作点仿真原理图

图2:功放静态工作点仿真结果

根据上面得出的静态工作点建立扫参仿真原理图如图3所示。在原理图中对功放的增益进行关于VGS的扫参。仿真结果如图4所示,可以看出当VGS在工作点附近时,变化0.5V,最大可能带来1.3dB的增益变化。

图3:功放增益变化仿真原理图

 图4:功放增益随VGS变化动态结果

功放OIP3随VGS变化的动态结果如图5所示。可以看到在静态工作点附近,VGS的0.5V差异最多会带来功放的OIP3的 2db差异。

 图5:功放OIP3随VGS变化动态结果

从以上的仿真结果可以得出结论,功放的栅压精度对功放的增益以及线性性能有较大的影响。因此需要精确控制功放栅压来保证功放的性能稳定。基站TRX+PA工作时,如果使用不继承温补电路的PA,不同的位置的PA温度差异可能给不同功放带来百mV级别的差异,因此功放的栅压复用用法在一些场景下会对PA性能产生影响,需要更多的DAC通道来进行精确的栅压控制。

2、AMC7932为PA带来高精度、多通道的控制解决方案

TI的PA控制器芯片AMC7932集成了32路12bit DAC。在使用AMC7932的DAC控制PA栅压时,意味着栅压的步进为1.2mV。基于该条件,对栅压进行1.2mV的步进,在1.95G-2G频率范围仿真功放的增益及OIP3,结果如图6和图7所示:

 图6:使用AMC7932进行PA栅压控制的PA的增益

 图7:使用AMC7932进行PA栅压控制的PA的OIP3

可以得出结论,使用AMC7932进行栅压控制,DAC带来的量化误差带来对PA性能的影响为:功放增益最多变化0.05dB,功放OIP3最多变化0.01dB。能够满足基站功放指标定标。