Ang mataas na data-rate na mga mobile na komunikasyon system ay nangangailangan ng RF power amplifiers (PAs) na nag-aalok ng mataas na kahusayan sa enerhiya, upang makatulong na mabawasan ang mga gastos sa operating ng network.

Ito ay isang hamon, dahil ang kumplikadong mga scheme ng modulasyon na ginagamit sa pinakabagong mga pamantayan ng cellular ay may mataas na ratios-sa-average na mga ratios ng kapangyarihan (PAR) na humingi ng mataas na average na kahusayan mula sa mga PA ng mga transmitters. Maraming PA arkitektura ay may isang 'matamis na lugar' na kung saan sila gumana nang mahusay, at nagpapatakbo sa mas mababang kahusayan mula sa lugar na iyon. Ang pagkakaroon ng mataas na average na kahusayan ay nangangahulugan ng pagtatayo ng mga arkitektura ng PA na mahusay sa isang malawak na hanay ng mga kondisyon ng operating.

Nakita namin ang ilang mga nakakaasang mga diskarte sa pagbuo ng mga naturang PA, gamit ang mga transistors ng GaN sa Doherty at out-phasing architectures. Sa tingin namin ay posible na makamit ang mas higit na kahusayan kung ang paraan kung saan ang mas mataas na harmonika ng signal na naipadala ay maaaring kontrolin nang mas epektibo nang hindi napapalaki ang sukat o kumplikado ng PA board.

Ang aming diskarte ay gumagamit ng harmonically katugma GaN transistors at isang quasi load-insensitive (QLI) architecture upang makamit ang kahusayan ng isang Class-E amplifier sa isang karaniwang RF pakete. Ang diskarte ay nag-aalok ng mataas na kahusayan na operasyon. Sa kabila ng paraan na ang Doherty at out-phasing na mga arkitekturang PA ay nagpapatakbo ng kanilang mga naglo-load.

Bilang paalala, nagpapakita ang Figure 1 ng isang pinasimple na arkitektura ng Doherty PA.

Figure 1: Isang pinasimple na arkitektura ng Doherty PA

Figure 2 Isang pinasimple out-phasing architecture ng PA

Pagbuo ng mas mahusay na PAs gamit ang mga diskarte ng QLI
Ginagamit namin ang isang may wakas-inductance pagpapatupad ng isang Class-E amplifier upang makamit ang mataas na kahusayan mula sa isang simpleng istraktura ng circuit. Maraming mga operating mode na lumabas dahil ang ugnayan sa pagitan ng mga elemento ng pag-load ng network at ang mga parameter ng pag-input ay nag-iiba bilang isang function ng resonance factor q = 1 / ω√LC, sa pamamagitan ng L at C, tulad ng ipinapakita sa Figure 3.

Figure 3: Ang quasi load-insensitive Class E PA, kasama ang limitadong DC feed inductor L at lowpass LC seksyon (L1C1) at mga kaugnay na waveforms

Sa q = 1.3, ang PA ay papunta sa isang mode ng E-operating mode na nag-aalok ng pinakamahusay na kahusayan sa isang malawak na hanay ng resistances ng pagkarga - tulad ng kinakailangan para sa mga system na gumagamit ng dynamic load modulation.

Sa karaniwang mga pakete ng RF, ang mga laki at gastos sa mga limitasyon ay nagpapahintulot lamang sa simpleng pagtutugma ng topologies ng network. Ang isang serye kapasitor ay partikular na mahirap na ipatupad sa loob. Samakatuwid, nakuha namin ang isang functionally identical transformed low-pass LC seksyon (L1C1), tulad ng ipinapakita sa mas mababang kalahati ng Figure 3.

Dahil ang mas mataas na harmonika ay naitugma sa loob ng pakete, ang isang maginoo pangunahing sistema ng load-pull ay sapat na mabuti upang makamit ang pinakamainam na impedance para sa maximum na kahusayan, maximum na output na kapangyarihan at back-off (hal., 6dB). Ang sinukat na data ay nagpapakita na ang maximum na output na kapangyarihan at kahusayan ay nakahanay sa tunay na axis ng Smith chart ng amplifier. Ang peak na kahusayan ay napanatili habang ang output kapangyarihan ay nababawasan para sa isang pagtaas ng tunay na bahagi ng load, na nagpapakita na ang pangalawang-maharmonya impedance na kinakailangan upang makamit ang peak na kahusayan sa panahon ng load modulasyon ay hindi maaapektuhan. Ang property na ito ay lubhang kapaki-pakinabang upang mapalakas ang average na kahusayan ng Doherty at out-phasing PAs.

Paglalapat ng mga diskarte ng QLI sa disenyo ng Class E Doherty PA
Ang aming load-pull measurements ng kapangyarihan at kahusayan ng nakabalot na aparato iminumungkahi na ito ay may isang λ / 4 panloob na pag-ikot ng signal. Ang panloob na pag-ikot ay maaaring isinasaalang-alang sa disenyo ng network ng load ng Doherty PA, kaya hindi na kinakailangan upang magdagdag ng mga linya ng kompensasyon sa output. Ang pangunahing kinakailangan sa pagkarga ng impedance sa mga lead ng package ay sapat na mataas upang payagan ang Doherty combiner na direktang konektado nang walang dagdag na pagtutugma ng network.

Ang katunayan na ang mas mataas na harmonika ay tinapos sa loob ng pakete ay nangangahulugan na ang load network para sa Doherty PA ay maaaring maging simple, compact at hindi na ito kailangan ng mas mataas na maharmonya pagtutugma. Higit pa rito, ang pangunahing aparato ay pinapanigang sa Class-AB mode habang ang rurok na aparato ay pinapanigang sa Class-C mode para sa kanilang mga naliligaw na alon upang matiyak ang maginoo na pagpapatakbo ng Doherty, upang kapag nahihirapan nang husto, ang aparato ay magpapasok ng operasyon tulad ng Class-E.

Ang paglalapat ng mga diskarte ng QLI sa isang dual-input, mixed-mode na pagbabawas ng disenyo ng PA
Ang disenyo ng mixed-mode out-phasing ay ipinapakita sa Figure 4 (b). Ang kompensasyon ng Chireix ay isinama sa dalawang sangay sa pamamagitan ng pagsasaayos ng kanilang haba ng kuryente sa pamamagitan ng ± Δ, sa halip na pagdaragdag ng isang pagkawala ng pagkawala ng lugar sa paglipat ng lugar. Ang halaga ng Δ ay tumutukoy sa kinakailangang out-phasing na anggulo ng kabayaran.

Para sa operasyon ng haluang-halo-mode, ang isang kumbinasyon ng phase at input-power control ay ginagamit upang makamit ang maximum drain / PAE na kahusayan kumpara sa power back-off. Ang biyahe profile upang makamit ang pinakamahusay na tugon kahusayan ay naka-imbak sa isang lookup table. Ito ay nangangahulugan na ang out-phasing PA ay maaaring maiwasan ang isang matinding kahusayan / makakuha ng roll-off sa mas malaking out-phasing anggulo, at upang mapanatili ang kanyang mataas na line-up na kahusayan.

QLI PA architectures sa pagsasanay
Sinubukan namin ang dalawang mga arkitektura ng PA gamit ang isang dual-input setup ng pagsukat na maaaring walisin pareho ang input phase at amplitude ng signal. Ang mga aparato ay hindi itinutulak sa mataas na compression, upang maiwasan ang mga ito overheating kapag operating sa tuloy-tuloy na alon. Ito ay nangangahulugan na ang peak kapangyarihan na may modulated signal ay hindi bababa sa 1dB mas mataas kaysa sa static na sinusukat output kapangyarihan. Ang isang pangkalahatang diskarte sa paglipat ng vector ay ginagamit para sa linearization. Ang isang na-optimize na digital pre-distortion na diskarte ay dapat magbigay ng mas mahusay na linearization.

Konklusyon

Ipinakikita ng gawaing ito na posibleng bumuo ng high-efficiency, load-modulation based PA sa pagtatapos ng mas mataas na harmonika sa loob ng RF package. Ang pamamaraan na ito ay nangangahulugan din na ang mga network ng kapangyarihan-pagsasama ay maaaring maging simple at compact.

Prev:Pagbabalik ng Mga Upgrade sa Broadcast sa isang Next-general TV Advantage

Next:Paano I-broadcast ang Iyong Sariling FM Radio Station na may isang Raspberry Pi

Mag-iwan ng mensahe

Listahan ng Mensahe

Comments Loading ...

Products Kategorya

Produkto Tags

Fmuser Sites

Kung paano bumuo ng mas mahusay na RF power amplifiers sa pamamagitan ng pagtatapos ng mga harmonika sa pakete

Mag-iwan ng mensahe

Listahan ng Mensahe