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JSSC 2019第6期mm-Wave65nm

A Multi-Loop-Controlled AC-Coupling Supply Modulator With a Mode-Switching CMOS

提出一种多环路控制的AC耦合电源调制器,用于低成本LTE应用。
0.5–2.5-V输出, 2.4-V输入, 88.7%效率
AC耦合三电平开关放大器多环路控制LTEEER-ES系统
创新点1:AC耦合拓扑结构创新性地利用成形包络信号降低线性放大器功耗,通过耦合电容实现能量传递,减少线性放大器电流消耗20%以上,显著提升整体效率。
创新点2:三电平开关放大器采用实时飞跨电容校准技术,实现92%的峰值效率,输出电压纹波降低至50mV以下,同时支持2.5倍输入电压的瞬时升压能力。
创新点3:多环路控制架构创新(包含电压环/电流环/前馈环),将开关放大器响应速度提升300%,带宽从33.9MHz扩展至69.2MHz,且不增加额外功耗。
创新点4:EER-ES系统级创新通过包络整形技术消除传统相位路径模块,使LTE-20MHz 16QAM信号下的PAE达到35.7%,较传统方案提升2%
Abstract
This paper presents an ac-coupling supply modu- lator, consist of a 25-MHz three-level switching amplifier and a wide-bandwidth assisting linear amplifier, and a CMOS power amplifier (PA), in an envelope-elimination-and-restoration system with envelope shaping (EER-ES) for low-cost, low-precision, long- term evolution (LTE) applications. The EER-ES system removes the difficult phase-path signal generation block by driving PA with original radio frequency (RF) signal and alleviates the supply modulat