A 30.0-dBm polar digital power amplifier (PA) is implemented based on a switched-capacitor PA (SCPA) and multiple efficiency-enhancement techniques, such as Class-G, Doherty, and time interleaving (TI). The PA demonstrates six efficiency peaks and seamless efficiency curves between the peaks in the power back-off (PBO) region with the three efficiency-enhancement techniques. For the implementation of the efficient and linear Class-G technique, a linear single-supply current-reuse Class-G switch is proposed. It realizes a Class-G operation without any additional dedicated supply voltages, resulting in enhanced efficiency and reduced cost for an external power management unit (PMU). A local oscillator (LO) signal restoration technique is proposed to reduce the area and power consumption for the LO signal distribution. The prototype SCPA, fabricated in a 65-nm CMOS, generates 30-dBm peak output power ( $P_{\mathrm {OUT}}$ ) at 2.4 GHz and achieves drain efficiency (DE) (normalized DE) of 40.2% (100%), 37.9% (94.3%), 38.8% (96.3%), 36.3% (90.2%), 29.4% (73.0%), and 19.7% (48.9%) at 0-, 2.5-, 6-, 8.5-, 12-, and 18-dB PBOs, respectively. It achieves less than ±1° amplitude modulation (AM)–phase modulation (PM) distortion with a continuous-wave (CW) signal. It also demonstrates error vector magnitude (EVM) of −41.7 dB (−44.5 dB) and DE of 30.3% (36.2%) at an average output power of 19.1 dBm (23.2 dBm) for a 10-MHz 64-quadrature AM (QAM) orthogonal frequency-division multiplexing (OFDM) signal with a 10.9-dB peak-to-average power ratio (PAPR) (10-MHz single-carrier 1024-QAM signal with 6.8-dB PAPR).

中文翻译：

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一种多模多效率峰值数字功率放大器

30.0dBm 极性数字功率放大器 (PA) 是基于开关电容 PA (SCPA) 和多种效率增强技术（例如 G 类、Doherty 和时间交织 (TI)）实现的。PA 展示了六个效率峰值和功率回退 (PBO) 区域峰值之间的无缝效率曲线，使用三种效率增强技术。为了实现高效且线性的 G 类技术，提出了一种线性单电源电流重用 G 类开关。它无需任何额外的专用电源电压即可实现 G 类操作，从而提高效率并降低外部电源管理单元 (PMU) 的成本。提出了一种本地振荡器 (LO) 信号恢复技术，以减少 LO 信号分配的面积和功耗。原型SCPA，在 65 纳米 CMOS 中制造，在 2.4 GHz 时产生 30 dBm 峰值输出功率 ($P_{\mathrm {OUT}}$) 并实现 40.2% (100%)、37.9 的漏极效率 (DE)（归一化 DE） % (94.3%)、38.8% (96.3%)、36.3% (90.2%)、29.4% (73.0%) 和 19.7% (48.9%) 在 0-、2.5-、6-、8.5-、12-、和 18-dB PBO。它通过连续波 (CW) 信号实现小于 ±1° 的幅度调制 (AM)-相位调制 (PM) 失真。它还演示了 -41.7 dB (-44.5 dB) 的误差矢量幅度 (EVM) 和 30.3% (36.2%) 的 DE，对于 10 MHz 64 正交 AM (QAM) 的平均输出功率为 19.1 dBm (23.2 dBm) ) 正交频分复用 (OFDM) 信号，具有 10.9-dB 峰均功率比 (PAPR)（具有 6.8-dB PAPR 的 10-MHz 单载波 1024-QAM 信号）。4 GHz 并实现 40.2% (100%)、37.9% (94.3%)、38.8% (96.3%)、36.3% (90.2%)、29.4% (73.0%) 和在 0-、2.5-、6-、8.5-、12- 和 18-dB PBO 时分别为 19.7% (48.9%)。它通过连续波 (CW) 信号实现小于 ±1° 的幅度调制 (AM)-相位调制 (PM) 失真。它还演示了 -41.7 dB (-44.5 dB) 的误差矢量幅度 (EVM) 和 30.3% (36.2%) 的 DE，对于 10-MHz 64 正交 AM (QAM) 的平均输出功率为 19.1 dBm (23.2 dBm) ) 正交频分复用 (OFDM) 信号，具有 10.9-dB 峰均功率比 (PAPR)（具有 6.8-dB PAPR 的 10-MHz 单载波 1024-QAM 信号）。4 GHz 并实现 40.2% (100%)、37.9% (94.3%)、38.8% (96.3%)、36.3% (90.2%)、29.4% (73.0%) 和在 0-、2.5-、6-、8.5-、12- 和 18-dB PBO 时分别为 19.7% (48.9%)。它通过连续波 (CW) 信号实现小于 ±1° 的幅度调制 (AM)-相位调制 (PM) 失真。它还演示了 -41.7 dB (-44.5 dB) 的误差矢量幅度 (EVM) 和 30.3% (36.2%) 的 DE，对于 10-MHz 64 正交 AM (QAM) 的平均输出功率为 19.1 dBm (23.2 dBm) ) 正交频分复用 (OFDM) 信号，具有 10.9-dB 峰均功率比 (PAPR)（具有 6.8-dB PAPR 的 10-MHz 单载波 1024-QAM 信号）。和 18-dB PBO。它通过连续波 (CW) 信号实现小于 ±1° 的幅度调制 (AM)-相位调制 (PM) 失真。它还演示了 -41.7 dB (-44.5 dB) 的误差矢量幅度 (EVM) 和 30.3% (36.2%) 的 DE，对于 10 MHz 64 正交 AM (QAM) 的平均输出功率为 19.1 dBm (23.2 dBm) ) 正交频分复用 (OFDM) 信号，具有 10.9-dB 峰均功率比 (PAPR)（具有 6.8-dB PAPR 的 10-MHz 单载波 1024-QAM 信号）。和 18-dB PBO。它通过连续波 (CW) 信号实现小于 ±1° 的幅度调制 (AM)-相位调制 (PM) 失真。它还演示了 -41.7 dB (-44.5 dB) 的误差矢量幅度 (EVM) 和 30.3% (36.2%) 的 DE，对于 10-MHz 64 正交 AM (QAM) 的平均输出功率为 19.1 dBm (23.2 dBm) ) 正交频分复用 (OFDM) 信号，具有 10.9-dB 峰均功率比 (PAPR)（具有 6.8-dB PAPR 的 10-MHz 单载波 1024-QAM 信号）。