Mobilné komunikačné systémy s vysokou prenosovou rýchlosťou potrebujú výkonové zosilňovače (PA) s vysokou energetickou účinnosťou, ktoré pomáhajú znížiť prevádzkové náklady sietí.

Je to výzva, pretože komplexné modulačné schémy používané v najnovších bunkových štandardoch majú vysoké pomery špičkových až stredných výkonov (PAR), ktoré naopak vyžadujú vysokú priemernú účinnosť z PA vysielačov. Mnohé PA architektúry majú "sladké miesto", na ktorom pracujú najefektívnejšie a pracujú s oveľa nižšou účinnosťou mimo tohto miesta. Dosiahnutie vysokej priemernej účinnosti znamená preto budovanie PA architektúr, ktoré sú účinné v širokom rozsahu prevádzkových podmienok.

Videli sme niekoľko sľubných prístupov k budovaniu takýchto PA, s využitím tranzistorov GaN v Doherty a out-fasing architektúrami. Myslíme si, že je možné dosiahnuť ešte väčšiu efektivitu, ak je spôsob, akým sú ukončené vyššie harmonické vysielaného signálu, efektívnejšie riadené bez zvýšenia veľkosti alebo zložitosti dosky PA.

Náš prístup využíva harmonicky zosúladené tranzistory GaN a architektúru QLI (quasi load-insensitive) na dosiahnutie efektívnosti zosilňovača Class-E v štandardnom RF balíku. Prístup ponúka vysoko efektívnu prevádzku. Napriek tomu, že Doherty a PA-out architektúry modulujú svoje záťaže.

Ako pripomenutie, Obrázok 1 zobrazuje zjednodušenú architektúru Doherty PA.

Obrázok 1: zjednodušená architektúra Doherty PA

Obrázok 2 Zjednodušená externá architektúra PA

Vytváranie efektívnejších PA pomocou technik QLI
Na dosiahnutie vysokej efektívnosti z jednoduchej obvodovej štruktúry používame konečnú indukčnú implementáciu zosilňovača Class-E. Početné prevádzkové režimy vznikajú vzhľadom na to, že vzťah medzi prvkami zaťaženia a vstupnými parametrami sa mení v závislosti od rezonančného faktora q = 1 / ω√LC, cez L a C, ako je znázornené na obrázku 3.

Obrázok 3: Kvázia zat'ažiteľná trieda E PA s konečnou indukciou DC napájania L a nízkou polohou LC (L1C1) a súvisiacimi priebehami

Pri q = 1.3 prechádza do režimu prevádzky triedy E, ktorý ponúka najvyššiu účinnosť v širokom rozsahu zaťažovacích odporov - ako je to potrebné pre systémy, ktoré používajú dynamickú moduláciu zaťaženia.

V štandardných RF balíkoch obmedzenia veľkosti a nákladov umožňujú jednoduché prispôsobenie sieťových topológií. Sériový kondenzátor je obzvlášť ťažko realizovateľný vnútorne. Preto sme odvodili funkčne identickú transformovanú nízkopriechodnú LC úsek (L1C1), ako je znázornené v dolnej polovici obrázku 3.

Vzhľadom na to, že vyššie harmonické sa nachádzajú vo vnútri obalu, konvenčný základný zaťažovací systém je dostatočný na to, aby dosiahol optimálnu impedanciu pre maximálnu účinnosť, maximálny výstupný výkon a spätné vypínanie (napr. 6dB). Namerané údaje ukazujú, že maximálny výstupný výkon a účinnosť sú zarovnané so skutočnou osou Smithovej grafu zosilňovača. Maximálna účinnosť sa zachová, zatiaľ čo výstupný výkon klesá pre rastúcu skutočnú časť zaťaženia, čo ukazuje, že druhá harmonická impedancia potrebná na dosiahnutie maximálnej účinnosti počas modulácie zaťaženia nie je ovplyvnená. Táto vlastnosť je veľmi užitočná na zvýšenie priemernej efektivity systému Doherty a externých PA.

Aplikovať techniky QLI na dizajn triedy E Doherty PA
Naše merania zaťaženia zaťaženia a účinnosti baleného zariadenia naznačujú, že má vnútornú rotáciu signálu λ / 4. Táto vnútorná rotácia môže byť zohľadnená pri návrhu záťažovej siete Doherty PA, takže na výstupe nie je potrebné pridávať kompenzačné linky. Základná impedancia zaťaženia požadovaná v obalových vodičoch je taktiež dostatočne vysoká na to, aby umožnila spojenie Doherty priamo bez ďalšej zodpovedajúcej siete.

Skutočnosť, že vyššie harmonické sú ukončené vo vnútri balíka, znamená, že záťažová sieť pre Doherty PA môže byť jednoduchá, kompaktná a že nepotrebuje vyššiu harmonickú zhodu. Okrem toho je hlavné zariadenie zaujaté v režime Class-AB, zatiaľ čo špičkové zariadenie je v režime triedy C predpísané pre svoje kľudové prúdy, aby zabezpečilo konvenčnú operáciu Doherty tak, aby pri ťažkej jazde zariadenie vstúpilo do prevádzky podobnej triedy E.

Aplikovať metódy QLI na dvojproduktový dizajn PA s rôznym režimom
Štruktúrovaný dizajn so zmiešaným režimom je znázornený na obrázku 4 (b). Kompenzácia Chireix bola začlenená do dvoch vetví úpravou ich elektrickej dĺžky o ± Δ, namiesto toho, aby sa pridal priestorovo náročný skratový posun. Hodnota Δ určuje požadovaný vyrovnávací uhol fázového posunu.

Pre kombinovanú prevádzku mimo prevádzky sa používa kombinácia fázy a regulácie vstupného výkonu, aby sa dosiahla maximálna účinnosť vypúšťania / PAE v porovnaní so spätným odberom výkonu. Profil vyhľadávacieho mechanizmu na dosiahnutie najlepšej efektívnej odpovede je uložený vo vyhľadávacej tabuľke. Znamená to, že externý PA môže zabrániť ostrému úniku efektívnosti / zisku pri väčších fázach vyššej fázy a udržiavať tak svoju vysokú efektívnosť.

Architektúry QLI PA v praxi
Testovali sme tieto dve PA architektúry pomocou dvojitého vstupného meracieho zariadenia, ktoré by mohlo zamiesť ako vstupnú fázu, tak aj amplitúdu signálu. Prístroje neboli zatlačené do vysokej kompresie, aby sa predišlo prehriatiu pri prevádzke s kontinuálnymi vlnami. To znamená, že špičkový výkon s modulovanými signálmi je najmenej 1dB vyšší ako statický meraný výstupný výkon. Na linearizáciu sa použil vektorový prepínací všeobecný pamäťový polynómový prístup. Optimalizovaná stratégia digitálneho predbežného skreslenia by mala dať ešte lepšiu linearizáciu.

záver

Táto práca ukazuje, že je možné vybudovať vysokoúčinné PA založené na modulácii zaťaženia tým, že sa vo vnútri balíka RF ukončí vyššia harmonická. Tento prístup tiež znamená, že siete kombinujúce energiu môžu byť jednoduché a kompaktné.

Predchádzajúce:Otočenie vysielania do inej generálnej televíznej výhody

Ďalšie:Ako vysielať svoje vlastné FM rádio stanice s malinami Pi

Zanechajte správu

zoznam správ

Komentáre Loading ...

výrobky Kategórie

produkty Značky

Fmuser Sites

Ako vytvoriť efektívnejšie RF výkonové zosilňovače ukončením harmonických v obale

Zanechajte správu

zoznam správ