A nagy adatátviteli sebességű mobil kommunikációs rendszereknek olyan nagy teljesítményű RF teljesítményerősítőkre van szükségük, amelyek segítik a hálózatok működési költségeinek csökkentését.

Ez kihívás, hiszen a legmodernebb celluláris szabványokban alkalmazott komplex modulációs rendszerek magas csúcs-átlagos teljesítmény arányokkal (PAR) rendelkeznek, amelyek viszont nagy átlagos hatékonyságot igényelnek a távadók PA-jáktól. Sok PA architektúrának van egy "édes foltja", amelyen a leghatékonyabban működnek, és jóval alacsonyabb hatékonysággal működnek távol ettől a helytől. A magas átlagos hatékonyság elérése tehát olyan PA-architektúrák kialakítását jelenti, amelyek a működési feltételek széles körében hatékonyak.

Láttunk néhány ígéretes megközelítést az ilyen PA-k építéséhez, a Doherty-ben lévő GaN tranzisztorok és az out-phasing architektúrák használatával. Úgy gondoljuk, hogy még nagyobb hatékonyságot érhetünk el, ha az átvitt jel felső harmonikájának megszüntetése hatékonyabban szabályozható anélkül, hogy megnövelnénk a PA kártya méretét vagy összetettségét.

A megközelítés harmonikusan illesztett GaN tranzisztorokat és egy kvázi terhelésérzékeny (QLI) architektúrát használ az E osztályú erősítő hatékonyságának eléréséhez egy szabványos RF csomagban. A megközelítés nagy hatékonyságú működést tesz lehetővé. Annak ellenére, hogy a Doherty és az out-phasing PA architektúrák modulálják a terheiket.

Emlékeztetőül az 1 ábra egy egyszerűsített Doherty PA architektúrát mutat be.

1 ábra: Egy egyszerűsített Doherty PA architektúra

2 ábra Egy egyszerűsített out-phasing PA architektúra

Hatékonyabb PA-k építése QLI technikák alkalmazásával
Egy E-osztályú erősítő véges induktivitásának megvalósítását használjuk a nagy hatékonyság elérése érdekében egy egyszerű áramkörszerkezetből. Számos működési mód keletkezik, mivel a terheléshálózati elemek és a bemeneti paraméterek közötti kapcsolat a X-NXX ábrán látható módon q = 1 / ω√LC rezonancia tényező függvényében változik.

3 ábra: A kvázi terhelésérzékeny E osztályú osztály, amelynek véges DC tápfeszültség-induktora L és az alacsony áteresztő LC szakasz (L1C1) és kapcsolódó hullámformái

A q = 1.3-nál a PA egy E osztályú működési módba lép, amely a terhelési ellenállások széles skálájánál a legjobb hatékonyságot nyújtja - a dinamikus terheléses modulációt alkalmazó rendszerekhez hasonlóan.

A szabványos RF csomagokban a méret- és költségkorlátok csak egyszerű illesztési hálózati topológiákat tesznek lehetővé. A sorozatkondenzátort különösen nehéz megvalósítani belsőleg. Ezért egy funkcionálisan azonos transzformált alacsony áteresztő LC szakasz (L1C1) származtatott, amint az az 3 ábra alsó felében látható.

Mivel a magasabb harmonikusok a csomagoláson belül vannak elhelyezve, egy hagyományos alapterhelés-húzórendszer elégséges ahhoz, hogy optimális impedanciát érjen el a maximális hatékonyság, a maximális kimeneti teljesítmény és a visszavezetés (pl. 6dB) számára. A mért adatok azt mutatják, hogy a maximális kimeneti teljesítmény és hatékonyság igazodik az erősítő Smith diagram valós tengelyéhez. A csúcshatás hatékonyságát megőrzi, míg a kimenő teljesítmény csökken a terhelés növekvő valós része számára, ami azt mutatja, hogy a terhelés moduláció során a csúcshatás hatékonyságának eléréséhez szükséges második harmonikus impedancia nincs hatással. Ez a tulajdonság nagyon hasznos a Doherty és az out-phasing PA-k átlagos hatékonyságának növelésére.

A QLI technikák alkalmazása egy E osztályú Doherty PA tervezéssel
A csomagolt eszköz teljesítményének és hatékonyságának terheléses mérése azt sugallja, hogy λ / 4 belső forgásszáma van. Ez a belső forgás figyelembe vehető a Doherty PA terhelési hálózatának kialakításánál, így nincs szükség kompenzációs sorokra a kimeneten. A csomagkábeleknél szükséges alapterhelés-impedancia elég magas ahhoz, hogy a Doherty kombinátor közvetlenül csatlakoztatható legyen anélkül, hogy kiegészítő hálózatot csatlakoztatnának.

Az a tény, hogy a magasabb harmonikusok a csomag belsejében fejeződnek be, azt jelenti, hogy a Doherty PA terhelési hálózata egyszerű lehet, kompakt és nem igényel magasabb harmonikus illesztést. Ezenkívül a fő eszköz az AB osztályú üzemmódban elfogult, míg a csúcseszköz a C-osztályú üzemmódban előfeszített nyugalmi áramukra a hagyományos Doherty működés biztosítására, így keményen kanyarodva az eszköz Class-E típusú műveletbe lép.

A QLI technikák alkalmazása egy kettős bemeneti, vegyes módú out-fázisú PA tervezésre
A vegyes módú out-phasing kialakítás az 4 (b) ábrán látható. A Chireix kompenzációt beépítettük a két ágba úgy, hogy az elektromos hosszukat ± A-val állítottuk be, ahelyett, hogy egy területfüggő shunt susceptánsot adtunk volna. A Δ értéke határozza meg a szükséges kimeneti fázisú kompenzációs szöget.

A vegyes üzemmódú kimeneti fázisú működéshez a fázis- és bemeneti teljesítményszabályozás kombinációját használják a maximális lecsapódás / PAE hatékonyság elérése érdekében, szemben a teljesítmény-visszaszorítással. A legjobb hatékonysági válasz elérése érdekében a meghajtó profilja egy keresési táblában tárolódik. Ez azt jelenti, hogy a fokozatosan elhelyezett PA megakadályozhatja az éles hatékonyságot / nyereséget a nagyobb kifúvási szögeknél, így fenntartja magas szintű felépítési hatékonyságát.

QLI PA architektúrák a gyakorlatban
Ezt a két PA architektúrát két bemenetes mérési beállítással teszteltük, amely mind a bemeneti fázist, mind a jel amplitúdóját söpörte. Az eszközöket nem nyomta nagy nyomásra, hogy elkerüljék a túlmelegedést, ha folyamatos hullámokkal működik. Ez azt jelenti, hogy a modulált jelekkel ellátott csúcsteljesítmény legalább 1dB magasabb, mint a statikus mért kimeneti teljesítmény. A linearizációhoz vektor-kapcsolt általános memória polinomiális megközelítést alkalmaztunk. Az optimalizált digitális pre-torzítási stratégia még jobb linearizációt eredményez.

Következtetés

Ez a munka azt mutatja, hogy nagy hatékonyságú, terhelésmodulációs alapú PA-okat lehet létrehozni az RF csomagon belüli magasabb harmonikusok megszüntetésével. Ez a megközelítés azt is jelenti, hogy a teljesítmény-egyesítő hálózatok egyszerűek és kompaktek lehetnek.

Előző:A Broadcast frissítések egy következő általános TV előnyévé váltak

Következő:Hogyan sugározza meg saját FM rádióállomását egy Raspberry Pi készülékkel?

Hagyjon üzenetet

Üzenetlista

Hozzászólások Loading ...

termékek kategória

termékek Címkék

Fmuser Sites

Hogyan építsünk hatékonyabb RF teljesítményerősítőket a harmonikusok lezárásával a csomagban?

Hagyjon üzenetet

Üzenetlista