سیستم های ارتباطی تلفن همراه با سرعت بالا نیاز به تقویت کننده های قدرت RF (PA) دارند که از کارایی بالا انرژی برخوردار هستند تا به کاهش هزینه های عملیاتی شبکه کمک کنند.

این یک چالش است، زیرا طرح های مدولاسیون پیچیده ای که در آخرین استانداردهای سلولی مورد استفاده قرار می گیرند، دارای نسبت پیک به قدرت متوسط بالا (PAR) هستند که به نوبه خود تقاضای کارایی بالا را از PAs فرستنده ها تقاضا می کند. بسیاری از معماری PA دارای "نقطه شیرین" هستند که در آن آنها کارآمدتر عمل می کنند و کارایی بسیار پایین تر را از این نقطه کار می کنند. بدست آوردن کارایی بالا به طور متوسط به این معنی ساخت معماری PA است که در طیف وسیعی از شرایط عملیاتی کارآمد است.

ما بعضی رویکردهای امیدوار کننده برای ساخت چنین PA ها، با استفاده از ترانزیستورهای GaN در Doherty و معماری های غیر phasing دیده ایم. ما فکر می کنیم امکان دستیابی به کارآیی حتی بیشتر در صورتی که نحوه برخورد هارمونی های بالاتر سیگنال منتقل شده را بدون افزایش حجم یا پیچیدگی هیئت PA بتوان با رفع موانع بیشتر کنترل کرد.

رویکرد ما با استفاده از ترانزیستورهای GaN مطابق با هماهنگی و یک معماری نیمه بار حساس (QLI) برای دستیابی به کارآیی تقویت کننده Class-E در یک بسته استاندارد RF استفاده می کند. این روش عملیات با کارایی بالا را ارائه می دهد. علیرغم راهکارهایی که Doherty و فرآیندهای غیرفعالسازی PA معماری بارهای خود را مدون می کنند.

به عنوان یک یادآوری، شکل 1 معماری ساده Doherty PA را نشان می دهد.

شکل 1: معماری PA Doherty ساده شده است

شکل 2 یک معماری PA با فرایند ساده سازی نشده است

ایجاد PA های کارآمد با استفاده از تکنیک های QLI
ما از یک تقویت کننده کلاس-E یک الگوریتم محدود برای دستیابی به کارایی بالا از یک ساختار مدار ساده استفاده می کنیم. حالت های عملیاتی متعددی به وجود می آید به عنوان رابطه بین عناصر شبکه بار و پارامترهای ورودی به عنوان یک تابع از فاکتور رزونانس q = 1 / ω√LC، از طریق L و C متفاوت است، همانطور که در شکل 3 نشان داده شده است.

شکل 3: کلاس E PA شبه غیر حساس به بار، با القاء القاء القاء القایی L و بخش LC lowpass (L1C1) و شکل موج مربوطه

در q = 1.3، PA به حالت کارکرد Class-E می رسد که بهترین عملکرد را در طیف گسترده ای از مقاومت های بار ارائه می دهد - همانطور که برای سیستم هایی که از مدولاسیون بار پویا استفاده می کنند، استفاده می شود.

در بسته های RF استاندارد، اندازه و هزینه محدودیت ها تنها اجازه می دهد توپولوژي هاي شبكه تطبيق ساده را انجام دهيم. یک سری خازن به طور خاص برای اجرای داخلی بسیار مشکل است. بنابراین، ما یک بخش LC تبدیل پایین LC (L1C1) را به صورت عملکردی یکسان نشان دادیم، همانطور که در نیمه پایین شکل 3 نشان داده شده است.

از آنجایی که هارمونیک های بالاتر در داخل بسته قرار می گیرند، یک سیستم بارگیری معمول متعارف برای رسیدن به امپدانس بهینه برای حداکثر کارایی، حداکثر توان خروجی و عقب ماندن (به عنوان مثال، 6dB) مناسب است. داده های اندازه گیری شده نشان می دهد که حداکثر قدرت خروجی و کارایی در محور واقعی تقویت کننده نمودار اسمیت هم تراز شده است. حداکثر کارایی زمانی حفظ می شود که قدرت خروجی برای یک بار واقعی افزایش بار کاهش یابد، که نشان می دهد که امپدانس دوم هارمونیک مورد نیاز برای دستیابی به حداکثر کارایی در مدولاسیون بار، تأثیری ندارد. این ویژگی بسیار مفید برای افزایش کارآیی متوسط Doherty و Phasing out PAs است.

اعمال تکنیکهای QLI به طراحی کلاس PA Doherty PA
اندازه گیری های بارگیری ما از قدرت و کارایی دستگاه بسته بندی نشان می دهد که دارای چرخش سیگنال داخلی λ / 4 است. این چرخش داخلی می تواند در طراحی شبکه بار از Doherty PA مورد توجه قرار گیرد، بنابراین اضافه کردن خطوط جبران در خروجی لازم نیست. امپدانس بار اساسی مورد نیاز در خطوط بسته نیز به اندازه کافی بالا است که اجازه می دهد ترکیب Doherty به طور مستقیم بدون یک شبکه تطبیق اضافی متصل شود.

این واقعیت که هارمونیک های بالاتر در داخل بسته است، بدان معنی است که شبکه بار برای Doherty PA می تواند ساده و جمع و جور باشد و نیازی به تطابق هارمونی بالاتر نیست. علاوه بر این، دستگاه اصلی در حالت Class-AB غلط است در حالی که دستگاه اوج در حالت Class-C برای جریانهای خاموش خود اطمینان دارد تا عملیات معمولی Doherty را اطمینان دهد، به طوری که هنگامی که به سختی رانده می شود، دستگاه وارد عمل Class-E خواهد شد.

استفاده از تکنیک های QLI به یک ورودی دو ورودی، طراحی مخلوط از دور PA
طرح فیزیکی مخلوط حالت در شکل 4 (b) نشان داده شده است. جبران کننده Chireix در دو شاخه با تنظیم طول الکتریکی آنها به ± Δ، به جای اضافه کردن شستشوی شنت مصرف کننده منطقه، گنجانیده شده است. مقدار Δ مقدار زاویه جبرانی فاز مورد نیاز را تعیین می کند.

برای عملیات غربالگری مخلوط حالت ترکیبی از فاز و کنترل ورودی-قدرت برای رسیدن به حداکثر راندمان / PAE بهره وری در مقابل بازگشت قدرت استفاده می شود. مشخصات درایو برای دستیابی به بهترین پاسخ کارآیی در یک جدول جستجو ذخیره می شود. این بدان معنی است که PA خارج از phasing می تواند راندمان کارآیی / رکود شدید را در زوایای بزرگتر از phasing جلوگیری کند و به همین ترتیب، کارآیی بالای آن را حفظ کند.

معماری QLI PA در عمل
ما این دو معماری PA را با استفاده از یک تنظیم اندازه گیری دو ورودی مورد آزمایش قرار دادیم که می تواند هر دو مرحله ورودی و دامنه سیگنال را جابجا کند. دستگاه ها به فشرده سازی بالا فشار نیافتند، برای جلوگیری از گرم شدن آنها هنگام کار با امواج پیوسته. این بدان معنی است که حداکثر توان سیگنال مدولاسیون حداقل 1dB بالاتر از قدرت خروجی اندازه گیری استاتیک است. یک روش چندجمله ای حافظه کلیدهای بردار بردار برای خطی سازی استفاده شد. یک استراتژی پیشگیرانه دیجیتال بهینه سازی شده باید خطی سازی بهتر را ارائه دهد.

نتیجه

این کار نشان می دهد که می توان از طریق پایان دادن به هارمونیک های بالاتر در داخل بسته های RF، ایجاد PA های با کارایی بالا، بار مدولاسیون ایجاد کرد. این رویکرد همچنین به این معنی است که شبکه های ترکیبی قدرت می توانند ساده و جمع و جور باشند.

قبلی:تبدیل ارتقاء های پخش به مزایای استفاده از تلویزیون بعدی

بعد:چگونه ایستگاه رادیویی FM خود را با یک تمشک پی پخش کنید

ترک یک پیام

فهرست پیام

نظرات در حال بارگذاری ...