Visoka stopnja podatkovnih mobilnih komunikacijskih sistemov potrebuje RF ojačevalnike moči (PA), ki ponujajo visoko energetsko učinkovitost, da bi zmanjšali stroške delovanja omrežij.

To je izziv, saj kompleksne modulacijske sheme, ki se uporabljajo v najnovejših celičnih standardih, imajo visoke razmerje med vrhom in povprečno močjo (PAR), ki pa zahtevajo visoke povprečne učinkovitosti od PA oddajnikov. Mnoge PA arhitekture imajo "sladko točko", na kateri delujejo najbolj učinkovito, in delujejo z veliko nižjo učinkovitostjo od tega mesta. Doseganje visokih povprečnih učinkovitosti torej pomeni izgradnjo PA arhitektur, ki so učinkoviti pri različnih pogojih delovanja.

Videli smo nekaj obetavnih pristopov k izgradnji takšnih PA, z GaN tranzistorji v Doherty in out-phasing arhitekture. Menimo, da je mogoče doseči še večjo učinkovitost, če se lahko učinkoviteje nadzoruje način prekinitve višje harmonije oddanega signala, ne da bi povečali velikost ali zahtevnost plošče PA.

Naš pristop uporablja harmonično usklajene GaN tranzistorje in kvazi-neobčutljivostno (QLI) arhitekturo za doseganje učinkovitosti razreda-E ojačevalnika v standardnem RF paketu. Pristop nudi visoko učinkovitost delovanja. Kljub temu, da Doherty in izhodne PA arhitekture modulirajo svoje obremenitve.

Kot opomnik, Slika 1 prikazuje poenostavljeno arhitekturo Doherty PA.

Slika 1: poenostavljena arhitektura Doherty PA

Slika 2 Poenostavljena arhitektura PA iz arhitekture

Ustvarjanje učinkovitejših PA z uporabo tehnik QLI
Uporabljamo končno induktivno implementacijo razreda-E ojačevalnika, da dosežemo visoko učinkovitost iz preproste strukture vezja. Številni načini delovanja se pojavijo, ko se razmerje med elementi bremenskega omrežja in vhodnimi parametri spreminja kot funkcija resonančnega faktorja q = 1 / ω√LC, skozi L in C, kot je prikazano na sliki 3.

Slika 3: Neobčutljivost razreda E PA, ki je neobčutljiv na obremenitve, s končnim induktorjem LD in z nizkim pasom LC (L1C1) in z njimi povezanih valovnih oblik

Pri q = 1.3 PA prehaja v način delovanja razreda E, ki zagotavlja najboljšo učinkovitost pri širokem razponu odpornosti na obremenitve - kot je potrebno za sisteme, ki uporabljajo dinamično modulacijo obremenitve.

V standardnih paketih RF omejitve velikosti in stroškov omogočajo preprosto ujemanje topologij omrežja. Serijsko kondenzator je še posebej težko izvajati interno. Zato smo izpeljali funkcionalno identičen preoblikovani nizni LC-odsek (L1C1), kot je prikazano v spodnji polovici slike 3.

Ker se višji harmoniki ujemajo znotraj paketa, je običajen osnovni sistem za vlečenje tovora dovolj dober, da doseže optimalno impedanco za največjo učinkovitost, največjo izhodno moč in povratno izklop (npr. 6dB). Izmerjeni podatki kažejo, da sta najvišja izhodna moč in učinkovitost poravnana na realni osi grafikona ojačevalnika Smith. Najvišja učinkovitost je ohranjena, medtem ko se izhodna moč zmanjša za naraščajoči realni del bremena, kar kaže, da druga harmonska impedanca, potrebna za doseganje največje učinkovitosti med modulacijo obremenitve, ne vpliva. Ta lastnost je zelo koristna za povečanje povprečne učinkovitosti Doherty in out-phasing PA.

Uporaba tehnik QLI za oblikovanje razreda E Doherty PA
Meritve moči in učinkovitosti pakirane naprave kažejo, da ima notranji signal vrtenja λ / 4. Ta notranja rotacija se lahko upošteva pri zasnovi tovornega omrežja Doherty PA, zato na izhodu ni treba dodati kompenzacijskih linij. Osnovna impedanca obremenitve, ki je potrebna na ohišju pakiranja, je prav tako dovolj visoka, da dovoli priključitev kombinatorja Doherty neposredno brez dodatnega omrežja.

Dejstvo, da se višji harmoniki prekinjajo znotraj paketa, pomeni, da je tovorno omrežje za Doherty PA lahko preprosto, kompaktno in da ne potrebuje višjega harmoničnega ujemanja. Poleg tega je glavna naprava pristranska v načinu razreda AB, medtem ko je najvišja naprava pristranska naprava v načinu razreda C za njihove mirovne tokove, da se zagotovi konvencionalno delovanje Doherty, tako da bo ob trdi vožnji naprava vstopila v razred-E kot obratovanje.

Uporaba tehnik QLI za dvo-vhodni, mešani način prekinitve PA design
Izhodna fazna izvedba mešanega načina je prikazana na sliki 4 (b). Kompenzacija Chireixa je bila vgrajena v dve veji, tako da je električna dolžina nastavljena za ± Δ, namesto da bi dodali površinsko obremenitev, ki jo porabi šantak. Vrednost Δ določa želeni kompenzacijski kot izravnave.

Pri postopkih izklopa v mešanem načinu se za doseganje največje učinkovitosti odtočnega / PAE-ja glede na porabo energije uporablja kombinacija fazne in vhodne moči. Profil pogona za doseganje najboljšega odziva na učinkovitost je shranjen v pregledni tabeli. To pomeni, da se lahko PA-izvožena faza izogne močnemu povečanju učinkovitosti / dobičku pri večjih kotih izstopanja in tako ohranja visoko učinkovitost delovanja.

QLI PA arhitekture v praksi
Te dve PA arhitekturi smo testirali z uporabo nastavitve meritev z dvojnim vhodom, ki bi lahko pometal tako vhodno fazo kot amplitudo signala. Naprave niso potisnili v visoko stiskanje, da bi se izognili pregrevanju pri delovanju z neprekinjenimi valovi. To pomeni, da je največja moč z moduliranimi signali vsaj 1dB višja od statične izmerjene izhodne moči. Za linearizacijo smo uporabili vektorski vklopljeni splošni polinomski pomnilnik. Optimizirana digitalna strategija pred izkrivljanjem bi morala še izboljšati linearizacijo.

zaključek

To delo kaže, da je mogoče graditi visoko učinkovite modulacije, ki temeljijo na obremenitvi, tako da končajo višje harmonike v RF-paketu. Ta pristop tudi pomeni, da so omrežja, ki združujejo moč, lahko preprosta in kompaktna.

Nazaj:Vključitev nadgradenj Broadcast v naslednjo splošno TV prednost

Naprej:Kako Broadcast svojo lastno FM radio postajo z Raspberry Pi

Pustite sporočilo

Seznam sporočilo

Komentarji Nalaganje ...