图1、包络跟踪（ET，Envelope tracking）系统

　　手机终端规划技术——高带宽

　　包络跟踪（ET，Envelope tracking）IC的主要实施挑战之一是带宽问题 - 它是一个电源，必须精确跟踪RF信号的包络信号幅度，同时要求不会产生削波或者引入信号失真。这要求包络跟踪（ET，Envelope tracking）电源可控制带宽是RF信道带宽的1.5至3.0倍，即对于一个20MHz正交频分复用（OFDM）信道带宽而言所需要的包络跟踪（ET，Envelope tracking）电源的带宽为30至60MHz。

图2、包络信号功率图

　　图2这些包络信号功率图显示了20MHz 16-QAM LTE上行链路信号的包络跟踪波形统计，包括RF波形包络，包络转换速率，包络电压的概率分布以及包络功率与带宽的关系。

图3、20MHz LTE DL信号的功率谱密度图

　　从包络信号的功率谱图（图2右下）可以看出，这种信号存在一个大的直流分量，然后在占用的信道带宽内有相当大的功率，然后有至少是信道带宽的三倍的相对较长的“尾部”。所需要由包络跟踪（ET，Envelope tracking） IC跟踪的尾部数量取决于系统的RF线性要求。

　　在信号幅度的广泛范围内要求包络跟踪（ET，Envelope tracking）IC具有高效率

　　也许比通过包络跟踪（ET，Envelope tracking）IC 实现绝对带宽更困难的技术要求是为包络跟踪（ET，Envelope tracking）IC 自身需要保持较高的能量转换效率。对于3G等低带宽信号而言，85％的包络跟踪（ET，Envelope tracking）IC效率依旧是一个很好的指标，但在广泛的信号类型和带宽范围内保持这种效率是一个重大的架构和IC规划挑战。

图4、电压信号要能跟踪得上包络信号的幅度变化

　　LTE和3G等使用的动态功率控制特点对于保持较宽的功率控制范围内的高效率也很重要。包络跟踪（ET，Envelope tracking）通常要求在信号的功率控制范围的前810 dB范围内提供节电优势。另外，随着输出功率回退，包络跟踪（ET，Envelope tracking）IC的效率通常决定了与APT相比的“盈亏平衡点”在哪个功率等级上。

图5、ET系统中带宽、效率以及线性的三角关系

　　用于蜂窝使用的包络跟踪（ET，Envelope tracking） IC还将包括一个较低带宽的APT模式，以在低功率等级时进行工作。这也必须在非常宽的功率输出范围（从10mW到超过1W）下以高效率方式进行工作，这使得保持低静态电流成为重要的架构和规划考虑原因。

　　手机终端规划技术——低噪声

　　在包络跟踪（ET，Envelope tracking）系统中，PA工作在压缩状态，包络跟踪（ET，Envelope tracking）路径中产生的电源噪声直接与RF输入信号进行“混合”。为了最大限度地降低PA输出端的噪声和失真，包络跟踪（ET，Envelope tracking）调制器必须以极低的噪声和失真工作。如果采用开关电源技术，则成为一个难以搞定的问题。

　　尤其是在具有窄双工分离的频分双工（FDD）系统中（例如美国700MHz LTE频段，中国的800MHz/900MHz LTE频段）中，包络跟踪（ET，Envelope tracking）路径的噪声和失真特别难以实现。

　　手机终端规划技术——广泛的摆动范围（slew rate）

　　瞬时RF振幅到包络跟踪（ET，Envelope tracking）电源电压的映射是在基带中通过整形表（shaping table）通过数字的方式进行定义的，整形表（shaping table）可以改变，以平衡PA和包络跟踪（ET，Envelope tracking） IC的效率和线性度。 包络跟踪（ET，Envelope tracking） IC输出必须能够在较宽的（> 3：1）电压范围内摆动，因为有限的动态摆动范围只会在功率放大器中节省有限的功率。

图6、整形表（shaping table）在ET系统中的位置

　　包络跟踪（ET，Envelope tracking）调制器的动态摆动范围与ET转换器的效率同样重要;增加包络跟踪（ET，Envelope tracking）摆动范围（swing range）可以增加PA的效率，但是，此时包络跟踪（ET，Envelope tracking） IC的效率会降低，反之亦然。例如，具有3V摆幅范围效率为80％的ET调制器通常优于仅具有1.5V摆幅的90％效率的ET调制器，总体系统的整体效率（ET + PA）最重要。

　　尽管系统效率有一个最佳的摆动范围，通常是在峰值电压与最小电压之比为3：1时最佳，但通常需要运用更宽的摆动范围来对PA进行线性化。一个典型的“IsoGain”的整形表（shaping table）可能要求4：1或者5：1的输出电压摆动范围以达到所需的线性度。

　　手机终端规划技术——高转换率

　　除了需要较高的信号带宽外，包络跟踪（ET，Envelope tracking）调制器还要求电压和电流的转换速率高，以精确跟踪包络信号的峰值和谷值。在典型的手持机输出功率水平下，运用3V摆幅准确跟踪20MHz的LTE包络需要150V /μs以上的电压摆率（slew rate ）和50A /μs的电流摆率（slew rate ）。高电压摆率允许包络跟踪（ET，Envelope tracking） IC响应不断变化的RF信号，向PA电源提供快速变化的电流和电压。

图7、典型的ET轨迹图

　　电压压摆率不够会导致“错误跟踪”，导致RF输出端的噪声和失真增加。在FDD系统中这可能是特别有害的，因为其落在接收频带中的发射噪声会降低接收机的灵敏度。

　　包络电压的摆率可以（在某种程度上）运用整形表（shaping table）在系统级上进行控制。然而，PA的电流消耗的动态行为主要由瞬时RF输出功率特点决定，不能轻易降低。这经常导致RF输出幅度的快速变化会引起的高带宽电流“尖刺”和“咔嚓”噪声。