一款锂电池供电的 4G 数传终端,满电 4.2V 时发射功率 23dBm,放电到 3.5V 左右掉到 21dBm,正好 2dB。PA 是直接吃电池电压的,中间只串了一个小电感做滤波。
客户说低电量下功率不稳,要求全电压段控制在 ±1dB 以内。这个 2dB 到底是正常的物理规律,还是设计上有问题?如果要从硬件改,先动哪里?
结论:2dB 基本符合 PA 直接吃电池电压的物理规律,不算异常,但「正常」不等于「可接受」。要做到全段 ±1dB,靠调匹配没用,得从供电架构上解决。
机制:PA 在准线性区、负载基本不变时,输出功率近似与供电电压平方成正比。4.2V 降到 3.5V 是 20log(3.5/4.2)≈−1.58dB,实测 2dB 多出的 0.4dB 来自偏置点和匹配随电压的漂移,量级对得上,说明工作点是正常的。
如果实测掉 5–6dB 就不正常了:说明 PA 进了压缩区、触发了低压降功率保护,或 DCDC 掉出稳压范围,这几种要单独查。
步骤:
提醒:低电压下还要看 EVM、ACLR 和杂散,有些 PA 在 3.4V 以下线性度急剧恶化,功率够但频谱超,这比掉 2dB 麻烦。
我们做过类似的,最后发现不是电池,是保护板 MOS 的内阻。静态量 4.2V 一点问题没有,一发射就掉 0.35V,换了个低内阻的保护 IC 就平了。
你串的那个小电感,DCR 也要算进去,几十毫欧乘 1.5A 就是几十毫伏。
客户写 ±1dB,先问清楚是「全电压段」还是「标称电压段」。很多需求书里的 ±1dB 其实指 3.6–4.2V,3.5V 以下本来就该降功率保护。判定条件不定,硬件改了也验收不了。
建议出一份功率-电压曲线让对方签字确认。