tuotteet Luokka

Miten rakentaa tehokkaampia RF-tehovahvistimia lopettamalla pakettien harmoniset

Date:2018/10/24 15:58:43 Hits:

Suuret datanopeuksiset matkaviestinjärjestelmät tarvitsevat RF-tehovahvistimia, jotka tarjoavat suurta energiatehokkuutta verkon toimintakustannusten vähentämiseksi.

Tämä on haaste, koska viimeisimmissä solutasomäärityksissä käytettävien monimutkaisten modulaatiomenetelmien suuret huippu-keskimääräiset-tehosuhteet (PAR) edellyttävät puolestaan suuria keskimääräisiä tehokkuuksia lähettimien PA: illa. Monilla PA-arkkitehtuureilla on "makea paikka", jossa ne toimivat tehokkaimmin ja toimivat paljon alhaisemmilla tehokkuuksilla pois kyseisestä paikasta. Korkean keskimääräisen tehokkuuden saavuttaminen tarkoittaa siis PA-arkkitehtuurien rakentamista, jotka ovat tehokkaita monenlaisissa toimintaolosuhteissa.

Olemme nähneet joitain lupaavia lähestymistapoja tällaisten PA: n rakentamiseen käyttäen GaN-transistoreja Dohertyssä ja out-phasing-arkkitehtuureissa. Uskomme, että on mahdollista saavuttaa entistä suurempia tehokkuusetuja, mikäli tapa, jolla lähetetyn signaalin ylempiä yliaaltoja päätetään, voidaan hallita tehokkaammin lisäämättä PA-levyn kokoa tai monimutkaisuutta.

Lähestymistapamme käyttää harmonisesti sovitetuilla GaN-transistoreilla ja lähes kuormittamattomalla (QLI) -arkkitehtuurilla E-luokan vahvistimen tehokkuusedut tavanomaisessa RF-paketissa. Lähestymistapa tarjoaa tehokkaan toiminnan. Huolimatta siitä, miten Doherty ja PA-arkkitehtuurit muuttavat kuormitustaan.

Muistutuksena kuvassa 1 on yksinkertaistettu Doherty PA -arkkitehtuuri.

Kuva 1: Yksinkertaistettu Doherty PA -arkkitehtuuri

Kuva 2 Yksinkertaistettu ulkoinen vaihe-arkkitehtuuri

QLI-tekniikoiden avulla tehokkaamman PA: n rakentaminen
Käytämme E-luokan vahvistimen äärellisiä induktansseja, jotta saavutetaan tehokas hyötysuhde yksinkertaisesta piirirakenteesta. Lukuisia käyttötapoja syntyy, kun kuormitusverkkoelementtien ja tuloparametrien välinen suhde vaihtelee resonanssitekijän q = 1 / ω√LC funktiona L: n ja C: n funktiona, kuten kuviossa 3 on esitetty.

Kuva 3: Kaksin kuormittamattomuusluokka E PA, jossa on rajallinen DC-syötön induktori L ja matala LC-osa (L1C1) ja siihen liittyvät aaltomuodot

Q = 1.3: ssä PA siirtyy E-luokan toimintatilaan, joka tarjoaa parhaan hyötysuhteen moniin kuormitusresistansseihin - kuten järjestelmissä, joissa käytetään dynaamista kuormitusta.

Tavallisissa RF-paketeissa koko- ja kustannusrajoitukset mahdollistavat vain yksinkertaiset verkon topologiat. Sarjakondensaattori on erityisen vaikea toteuttaa sisäisesti. Tästä syystä saatiin funktionaalisesti identtinen transformoitu alipäästö-LC-osa (L1C1), kuten on esitetty kuvion 3 alaosassa.

Koska korkeammat yliaallot sopivat pakkauksen sisäpuolelle, perinteinen perustavanlaatuinen kuormitusjarrutusjärjestelmä on riittävän hyvä saavuttamaan optimaalinen impedanssi maksimaalisen tehokkuuden, maksimaalisen tehon ja takaisinkytkennän (esim. 6dB) avulla. Mitatut tiedot osoittavat, että maksimiteho ja teho ovat linjassa vahvistimen Smith-kaavion todellisen akselin kanssa. Huipputehokkuus säilyy, kun lähtöteho pienenee kuorman kasvavan reaalisen osan suhteen, mikä osoittaa, että toisen harmonisen impedanssin, joka tarvitaan huipputehokkuuden saavuttamiseksi kuormitusmodulaation aikana, ei vaikuta. Tämä ominaisuus on erittäin hyödyllinen Dohertyn keskimääräisen tehokkuuden lisäämiseksi ja vaiheittaisten PA: n keskimääräisen tehokkuuden lisäämiseksi.

QLI-tekniikan soveltaminen luokan E Doherty PA-suunnitteluun
Pakatun laitteen tehon ja tehokkuuden kuormanrajoitukset osoittavat, että sillä on λ / 4 sisäinen signaalinkierto. Tämä sisäinen kierto voidaan ottaa huomioon Doherty PA: n kuormitusverkon suunnittelussa, joten ei ole tarpeen lisätä korvauslinjoja lähtöön. Pakkausjohtojen pakollisen peruskuormituksen impedanssi on myös tarpeeksi korkea, jotta Doherty-yhdistin voidaan liittää suoraan ilman ylimääräistä verkkoa.

Se, että korkeammat yliaallot päättyvät paketin sisällä, merkitsee sitä, että Doherty PA: n kuormitusverkko voi olla yksinkertainen, kompakti ja että se ei tarvitse parempaa harmonista sovittamista. Lisäksi päälaite on esijännitetty Class-AB-tilassa, kun huippulaite on esijännitetty luokan C tilassa niiden lepovirtauksille varmistaakseen tavanomaisen Doherty-toiminnan, joten kun laite ajetaan kovaa, laite siirtyy E-luokan kaltaiseen toimintaan.

QLI-tekniikoiden soveltaminen kaksitaajuiseen, sekamuotoiseen PA-muotoon
Sekakäytön ulkoinen vaiheistus on esitetty kuvassa 4 (b). Chireix-kompensointi on sisällytetty kahteen haaraan säätämällä niiden sähköpituutta ± Δ: llä, sen sijaan, että lisättiin aluetta kuluttavaa shunt susceptanssia. A: n arvo määrittää vaaditun ulosvirtauskorjauskulman.

Sekakäytön poisto-operaatiota varten käytetään vaihe- ja syöttötehoohjauksen yhdistelmää maksimaalisen tyhjennys- / PAE-tehokkuuden saavuttamiseksi tehon vastineeksi. Taajuusprofiili, jolla saavutetaan paras hyötysuhde, tallennetaan hakutaulukkoon. Tämä tarkoittaa, että ulosajovaiheen PA voi välttää teräviä hyötysuhteita / vahvistusta suuremmilla ulostulokehyksillä ja siten ylläpitää korkeaa kokoonpanotehoa.

QLI PA arkkitehtuurit käytännössä
Testasimme nämä kaksi PA-arkkitehtuuria käyttämällä kaksituloista mittausasetusta, joka voisi pyyhkiä signaalin syöttövaiheen ja amplitudin. Laitteita ei työnnetty kovaan puristukseen, jotta ne eivät ylikuumene, kun ne toimivat jatkuvilla aalloilla. Tämä tarkoittaa, että huipputeho moduloitujen signaalien kanssa on vähintään 1dB suurempi kuin staattinen mitattu lähtöteho. Lineaarisointiin käytettiin vektorikytketyn yleisen muistipolynomin lähestymistapaa. Optimoidun digitaalisen esivääristymisstrategian pitäisi antaa entistä parempi linearisointi.

Yhteenveto

Tämä työ osoittaa, että on mahdollista rakentaa korkean hyötysuhteen kuormitusmodulaatioon perustuvia PA: iä lopettamalla korkeammat harmoniset RF-paketin sisällä. Tämä lähestymistapa tarkoittaa myös sitä, että teho-yhdistävät verkot voivat olla yksinkertaisia ja kompakteja.

Edellinen:Broadcast-päivitysten kääntäminen seuraavaksi yleiseksi TV-eduksi

Seuraava:Kuinka lähetät oman FM-radioaseman Raspberry Pi: lla

Jätä viesti

viestiluettelo

Kommentit Loading ...

tuotteet Luokka

Tags

Fmuser Sites

Miten rakentaa tehokkaampia RF-tehovahvistimia lopettamalla pakettien harmoniset

Jätä viesti

viestiluettelo