Для мобільних систем високої швидкості передачі даних потрібні підсилювачі потужності РФ (ПС), які забезпечують високу енергоефективність, щоб зменшити операційні витрати в мережах.

Це складний випадок, оскільки складні схеми модуляції, що використовуються в останніх стільникових стандартах, мають високі коефіцієнти співвідношення "пік та середня потужність" (PAR), що, у свою чергу, вимагає високої середньої ефективності від ПТ передавачів. Багато архітектури ПА мають "солодке місце", за яким вони працюють найбільш ефективно, і працюють на значно меншій ефективності віддалено від цього місця. Таким чином, досягнення високої середньої ефективності означає створення архітектури ПА, які ефективні в широкому діапазоні умов експлуатації.

Ми побачили деякі перспективні підходи до побудови таких ОЗ, використовуючи GaN-транзистори в Доерті та архітектури поза етапами. Ми вважаємо можливим досягти ще більшої ефективності, якщо більш ефективно управляти тим, як закінчуються вищі гармоніки переданого сигналу, не збільшуючи розмір або складність плати ПТ.

Наш підхід використовує гармонійно підібрані транзистори GaN та квазінеактивну (QLI) архітектуру для досягнення ефективності підсилювача Class-E у стандартному пакеті RF. Підхід забезпечує високу ефективність роботи. Незважаючи на те, що Догерті та позафракційні архітектури ПА модулюють свої навантаження.

Нагадую, малюнок 1 показує спрощену архітектуру Doherty PA.

Малюнок 1: спрощена архітектура Doherty PA

Малюнок 2 - спрощена архітектура поза межами фази

Створення більш ефективних ПТ з використанням технологій QLI
Ми використовуємо кінцеву індуктивність реалізації підсилювача Class-E для досягнення високої ефективності з простої структури схеми. Виникають численні режими роботи, оскільки співвідношення між елементами елементів навантаження та вхідними параметрами коливається залежно від коефіцієнта резонансу q = 1 / ω√LC, через L і C, як показано на малюнку 3.

Малюнок 3: Квазінечутливий елемент класу E PA з його кінцевою індукцією живлення постійного струму L та розділом LC нижньої пари (L1C1) та пов'язаними з ними формами сигналу

При q = 1.3 ПА переходить у режим роботи Class-E, що забезпечує найкращу ефективність у широкому діапазоні опору навантаження - як це вимагається для систем, що використовують динамічну модуляцію навантаження.

У стандартних пакетах RF розміри та обмеження вартості дозволяють використовувати лише топологічні мережні топології. Серійний конденсатор особливо складно реалізувати всередині. Тому ми одержали функціонально ідентичну перетворену LC-розділу низьких частот (L1C1), як показано в нижній частині малюнка 3.

Оскільки вищі гармоніки поєднуються всередині упаковки, звичайна фундаментальна система навантаження - достатня для досягнення оптимального опору для максимальної ефективності, максимальної вихідної потужності та відключення (наприклад, 6dB). Виміряні дані показують, що максимальна вихідна потужність та ефективність вирівнюються по дійсній осі діаграми Сміта підсилювача. Пікова ефективність зберігається, тоді як вихідна потужність зменшується для збільшення реальної частини навантаження, що показує, що імпеданс другої гармоніки, необхідний для досягнення максимальної ефективності під час модуляції навантаження, не впливає. Ця властивість дуже корисна для підвищення середньої ефективності Doherty і out-phasing ПА.

Застосування технологій QLI до дизайну класу E Doherty PA
Наші навантажувальні вимірювання потужності та ефективності упакованого пристрою дозволяють припустити, що він має λ / 4 внутрішній сигнал обертання. Це внутрішнє обертання може бути прийняте до уваги при розробці мережі навантаження Doherty PA, тому не потрібно додавати лінії компенсації на виході. Фундаментальний імпеданс навантаження, який необхідний для провідників пакунків, також досить високий, щоб дозволити комбінатору Doherty підключатись безпосередньо без додаткової відповідної мережі.

Той факт, що вищі гармоніки закінчуються всередині пакета, означає, що мережа навантаження для Доерті ПА може бути простим, компактним і що вона не потребує вищого гармонічного відповідності. Крім того, основний пристрій зміщений у режимі Class-AB, тоді як пік пристрою зміщений у режимі класу C для їх току, що затухає, для забезпечення звичайної роботи Doherty, так що при керуванні важко, пристрій буде вводити подібну операцію класу E.

Застосування методів QLI до двома входами, змішаним режимом, що відвертає дизайн PA
Конструкція фазування змішаного режиму показана на малюнку 4 (b). Компенсація Chireix була вбудована в дві гілки шляхом регулювання їх електричної довжини на ± Δ, замість того, щоб додавати скупчення шунтів для спалювання. Значення Δ визначає необхідний кут компенсації фазування.

Для режиму фазованої фази змішаного режиму використовується комбінація фаз та керування живленням для досягнення максимальної ефективності стоку / пари, а також відключення живлення. Профіль приводу для досягнення найкращої відповіді ефективності зберігається в таблиці пошуку. Це означає, що поетапний ПА може уникнути різкого падіння ефективності / збільшення при більших кутах з-закидання, і таким чином підтримувати високу ефективність його складання.

QLI PA архітектури на практиці
Ми протестували ці дві архітектури ПА, використовуючи пристрій вимірювання з подвійним входом, який міг би зафіксувати як вхідну фазу, так і амплітуду сигналу. Пристрої не штовхнули у високу стиску, щоб уникнути їх перегріву при роботі з безперервними хвилями. Це означає, що максимальна потужність з модульованими сигналами, щонайменше, 1dB вище, ніж статична виміряна вихідна потужність. Для лінеаризації використовувався векторний комутаційний поліномиальний підхід. Оптимізована цифрова стратегія попереднього викривлення повинна дати ще кращу лінеаризацію.

Висновок

Ця робота показує, що можна побудувати високопродуктивні модулі ПЗ з модуляцією навантаження, закриваючи вищі гармоніки всередині пакета РФ. Такий підхід також означає, що мережі з об'єднанням енергії можуть бути простими та компактними.

Попередня:Перетворення трансляції в наступний загальний перевагу телебачення

далі:Як транслювати власну FM-радіостанцію з малиною Пі

Залишити повідомлення

список повідомлень

Коментарі Завантаження ...