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RADIO FREQUENCY
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- ELETTRONICA OGGI 453 - APRILE 2016
seguito, amplificato e applicato all’am-
plificatore di potenza RF finale. Tra-
dizionalmente è sincronizzato da un
convertitore DC-DC che fornisce una
tensione costante. La maggior parte
delle configurazioni attuali è in un for-
mato digitale, come visualizzato in fi-
gura 4. Nel diagramma si osserva che
i segnali I e Q nel loro formato digitale
vengono applicati separatamente a
un convertitore digitale-analogico per
trasformarli in un formato analogico. Il
segnale viene inviato, successivamen-
te, in un filtro passa basso per rimuo-
vere l’alias indesiderato e prodotti di
frequenza superiori. I segnali, quindi, vengono fatti passare
in un mixer e mescolati con il segnale di oscillatore loca-
le per portarli alla frequenza desiderata, successivamente
vengono sommati per creare il segnale finale e quindi pas-
sati alla catena di amplificazione per ottenere il livello di am-
piezza richiesto.
Envelope Tracking system
Un sistema Envelope tracking consiste nell’aggiunta di un
convertitore DC-DC (Fig. 5) rispetto alla configurazione di
amplificazione tradizionale, al fine di fornire la tensione di
uscita corretta per l’amplificatore di potenza, in modo che
possa dissipare la quantità minima di energia.
Il sistema di Envelope Tracking incorpora una nuova serie di
blocchi, come rappresentato dalla figura 6. Questi possono
essere riassunti di seguito:
•
Blocco RF: il percorso RF rimane sostanzialmente lo stes-
so. I segnali I e Q sono utilizzati per creare il segnale compo-
sito RF che viene inviato agli amplificatori RF.
•
Envelope Tracking Supply: modula la tensione dell’am-
plificatore di potenza per consentire di funzionare al pun-
to di massima efficienza. I chipset di Texas Instruments,
LM3290 e LM3291 consentono un significativo risparmio
energetico per sistemi Envelope tracking RF. In particolare,
LM3290, con il suo compagno LM3291, lavora con conver-
titore boost DC-DC integrato ottimizzato per amplificatori
di potenza RF (AP) con tecnica di inseguimento. Il disposi-
tivo consente la massima potenza di trasmissione in uscita
indipendente dalla tensione di ingresso della batteria (bat-
teria partire da 2,5V) ed è controllata dalla MIPI RFFE 1.1.
•
Envelope Shaping: genera il segnale di inviluppo ri-
chiesto.
•
Delay: ritardi vari per assicurare sincronismo tra RF e
inviluppo.
Alcuni dei requisiti per il sistema En-
velope Supply sono:
•
Larghezza di banda: deve esse-
re in grado di seguire con precisione
l’inviluppo di modulazione alle più
alte frequenze. Per seguire con pre-
cisione la modulazione deve essere
in grado di raggiungere frequenze
tipicamente circa due-tre volte quella
della banda del segnale. Per i sistemi
attuali questo può richiedere livelli di
larghezza di banda di alimentazione
di almeno 50 MHz.
•
Rumore: anche se gli alimenta-
tori switching offrono altissimi livelli
di efficienza, una delle sfide del loro utilizzo è il rumore
di commutazione. Un design innovativo è necessario per
garantire elevata efficienza in termini di rumore.
•
Nessun condensatore di disaccoppiamento: è pras-
si normale negli alimentatori tradizionali aggiungere un
condensatore di disaccoppiamento all’uscita per evitare il
rumore e ripple. In considerazione della elevata larghezza
di banda necessaria, l’alimentazione non può avere alcun
Fig. 2 - Confronto tra la tecnica tradizionale di power supply (a) e il
sistema ET (b)
Fig. 3 - Schema a blocchi di un amplificatore RF
tradizionale
Fig. 4 - Schema a blocchi di un Amplificatore tradizionale in configura-
zione digitale