Кажучы пра ўзмацняльнік магутнасці COFDM PA
COFDM PA ўзмацняльнік магутнасці
Як прафесійны пастаўшчык бесправадных відэа і перадачы дадзеных, Многія кліенты будуць пытацца пра ўзмацняльнікі магутнасці, каб павялічыць асвятленне бесправадных перадатчыкаў і павысіць трываласць бесправаднога сігналу. Можна сказаць, што ўзмацняльнік магутнасці з'яўляецца перашкодай, якога многія інжынеры РФ не могуць пазбегнуць. функцыя, класіфікацыя, Індэкс прадукцыйнасці, Складны кампазіцыя, Тэхналогія павышэння эфектыўнасці, Тэндэнцыя развіцця ... Ці ведаеце вы ўсё, што вам трэба ведаць пра ўзмацняльнікі магутнасці РФ? Прыходзьце ўрокі складання!
Дзве ключавыя характарыстыкі для РФ -PAS: магутнасць і лінейнасць
У ўзмацняльніках магутнасці РФ, Эфектыўнасць электраэнергіі (Пае) вызначаецца як суадносіны розніцы паміж магутнасцю выходнага сігналу і магутнасцю ўваходнага сігналу да спажывання электраэнергіі харчавання пастаяннага харчавання, а менавіта:
Pae = (Prfout - Прфін)/PDC = (Prfout - Прфін)/(Vdc*idc)
Функцыі ўзмацняльніка магутнасці РФ РФ ПА
Радыёчастотны ўзмацняльнік магутнасці RF PA з'яўляецца галоўнай часткай сістэмы перадачы, і яго значэнне зразумелае. У перадступевай схеме перадатчыка, Магутнасць сігналу РФ, якая ўтвараецца ў схеме мадуляцыі асцылятара, вельмі малая, і гэта трэба прайсці шэраг этапу ўзмацнення, стадыя прамежкавага ўзмацнення, і канчатковая стадыя ўзмацнення магутнасці для атрымання дастатковай магутнасці РФ, перш чым карміць выпраменьванне ў антэну. Для таго, каб атрымаць досыць вялікую радыёчастотную магутнасць, Неабходна выкарыстоўваць радыёчастотны ўзмацняльнік магутнасці. Узмацняльнікі магутнасці часта з'яўляюцца самымі дарагімі, Самае галоднае харчаванне, і найменш эфектыўныя кампаненты стацыянарнай ўстаноўкі або тэрмінала.
Пасля мадулятара стварае радыёчастотны сігнал, радыёчастотны мадуляваны сігнал узмацняецца да дастатковай магутнасці RFPA, прайшоў праз адпаведную сетку, а потым выпраменьваецца антэнай.
Функцыя ўзмацняльніка заключаецца ў тым, каб узмацніць змест уводу і выводзіць яго. Увод і выхад, які мы называем "сігналы," часта выражаюцца ў выглядзе напружанняў альбо магутнасці. Дзеля "сістэма" напрыклад, узмацняльнік, яго "спрыянне" заключаецца ў павышэнні пэўнага ўзроўню таго, што ён "усмоктвае" і "выхад" да знешняга свету. гэта "Уклад удасканалення" ёсць "сэнс" існавання ўзмацняльніка. Калі ўзмацняльнік можа мець добрую прадукцыйнасць, тады гэта можа ўнесці больш, які адлюстроўвае ўласную "значэнне". Калі ў першапачатковым ёсць пэўныя праблемы "Дызаййн механізму" узмацняльніка, Тады пасля таго, як пачаў працаваць альбо працаваць на працягу пэўнага часу, гэта не толькі не зможа забяспечыць ніводнага "спрыянне", Але нейкі нечаканы "шокі" можа паўстаць. "Узрушэнне" катастрафічна для знешняга свету альбо да самога ўзмацняльніка.
Класіфікацыя ўзмацняльніка магутнасці РФ РФ ПА
У адпаведнасці з рознымі ўмовамі працы, узмацняльнікі магутнасці класіфікуюцца наступным чынам:
Працоўная частата ўзмацняльнікаў магутнасці РФ вельмі высокая, Але дыяпазон частоты адносна вузкі. Узмацняльнікі магутнасці РФ звычайна выкарыстоўваюць сеткі выбару частоты ў якасці схем нагрузкі. Узмацняльнікі магутнасці РФ можна падзяліць на тры тыпы працоўных станаў: А (А), У (У), і С (З) У адпаведнасці з бягучым кутам праводнасці. Кут праводнасці току ўзмацняльніка класа A складае 360 °, які падыходзіць для малых сігнальных ампліфікацыі нізкай магутнасці. Кут праводнасці току ўзмацняльніка класа B роўны 180 °, і кут праводнасці току ўзмацняльніка класа C перавышае 180 °. Both Class B and Class C are suitable for high-power working conditions, and the output power and efficiency of Class C working conditions are the highest among the three working conditions. Most RF power amplifiers work in Class C, but the current waveform of Class C amplifiers is too distorted, so they can only be used to amplify power by using a tuned circuit as a load resonance. Due to the filtering ability of the tuning loop, the loop current and voltage are still close to sinusoidal waveforms with little distortion.
In addition to the above working states classified according to the current conduction angle, there are also Class D (D) amplifiers and Class E (Е) amplifiers that make electronic devices work in the switching state. Эфектыўнасць узмацняльнікаў класа D вышэй, чым у узмацняльнікаў класа С..
Індэкс прадукцыйнасці радыёчастотнага ўзмацняльніка RF PA
Асноўнымі тэхнічнымі паказчыкамі радыёчастотнага ўзмацняльніка RF PA з'яўляюцца выходная магутнасць і эфектыўнасць. Як палепшыць магутнасць і эфектыўнасць вываду - гэта ядро мэты дызайну радыёчастотнага ўзмацняльніка магутнасці. Звычайна ў ўзмацняльніку магутнасці РФ, Фундаментальная частата альбо пэўная гарманічная можа быць выбрана рэзананснай схемай LC для рэалізацыі не скарочанага ўзмацнення. наогул кажучы, Верагодна, ёсць наступныя паказчыкі ў ацэнцы ўзмацняльнікаў:
- прыбытак. Гэта стаўленне паміж уваходам і вывадам і ўяўляе сабой ўклад узмацняльніка. Добры ўзмацняльнік - гэта ўносіць столькі "выхад" максімальна ў межах яго "дыяпазон уласных магчымасцей".
-працоўная частата. Гэта ўяўляе сабой грузападымальнасць узмацняльніка для розных сігналаў частоты.
- Рабочая паласа частот. Гэта вызначае, які дыяпазон можа ўзмацняльнік "спрыяць". Для вузкапалоснага ўзмацняльніка, Нават калі яго ўласная канструкцыя не праблема, Яго ўклад можа быць абмежаваны.
-стабільнасць. Кожны транзістар мае патэнцыял "рэгіёны нестабільнасці." The "дызайн" узмацняльніка неабходна ліквідаваць гэтыя патэнцыйныя нестабільнасці. Ёсць два тыпы стабільнасці ўзмацняльніка, патэнцыйна нестабільны і абсалютна стабільны. Першы можа выглядаць нестабільным пры пэўных умовах і ўмовах, у той час як апошні можа гарантаваць стабільнасць пры любых абставінах. Пытанне пра стабільнасць важна, таму што нестабільнасць азначае "ваганне", Калі ўзмацняльнік не толькі ўплывае на сябе, але таксама выводзіць нестабільныя фактары.
- Максімальная выходная магутнасць. Гэты паказчык вызначае "ёмістасць" узмацняльніка. Для "Вялікія сістэмы", Можна спадзявацца, што яны могуць вывесці больш магутнасці за кошт пэўнага ўзмацнення.
-эфектыўнасць. Узмацняльнікі павінны спажываць пэўную колькасць "энэргія" а таксама дасягнуць пэўнай колькасці "спрыянне". Суадносіны яго ўкладу да спажывання - гэта эфектыўнасць узмацняльніка. Добры ўзмацняльнік - гэта той, які больш спрыяе і менш спажывае.
- лінейны. Лінейнасць характарызуе правільную рэакцыю ўзмацняльніка на вялікую колькасць уваходаў. Пагаршэнне лінейнасці азначае, што ўзмацняльнік "скажаць" або "скажаць" увод у наяўнасць залішняга ўводу. Добры ўзмацняльнік не павінен праяўляць гэтага "дзіўны" натура.
Склад склад узмацняльніка РФ РФ ПА
Існуюць розныя тыпы ўзмацняльнікаў. спрошчаны, Схема ўзмацняльніка можа складацца з наступных частак: транзістары, схемы прадузятасці і стабілізацыі, і ўвод і адпаведныя схемы, якія адпавядаюць вываду.
1. Транзістар
Ёсць шмат відаў транзістараў, у тым ліку транзістары з рознымі структурамі, якія былі вынайдзены. Істотна, транзістар працуе як кантраляваны крыніца току або напружання, пераўтвараючы энергію пустога прамога току ў a "карысны" выхад. Энергія пастаяннага току атрымліваецца з знешняга свету, і транзістар спажывае яго і пераўтварае яго ў карысныя кампаненты. Транзістар, Мы можам разглядаць гэта як "адзінка". Розны "магчымасці" розных транзістараў, напрыклад, іх здольнасць супрацьстаяць магутнасці розныя, што таксама звязана з іх здольнасцю атрымліваць энергію пастаяннага току; напрыклад, Іх хуткасць рэагавання іншая, які вызначае, наколькі шырока і высока ён можа працаваць у дыяпазоне частот; напрыклад, Імпедансы, якія стаяць перад партамі ўводу і вываду, розныя, і знешнія магчымасці рэагавання розныя, which determines the difficulty of matching it.
2. Bias and stabilization circuit
Biasing and stabilization circuits are two different circuits, but because they are often difficult to distinguish and the design goals converge, they can be discussed together.
The operation of the transistor needs to be under certain bias conditions, which we call the static operating point. This is the foundation of the transistor and its own "пазіцыянаванне". Each transistor has a certain positioning for itself, and different positioning will determine its own working mode, and there are also different performances in different positioning. Some positioning points have small fluctuations, which are suitable for small signal work; some positioning points have large fluctuations, which are suitable for high-power output; Некаторыя пункты пазіцыянавання маюць меншы попыт, Чысты выпуск, і падыходзяць для працы з нізкім узроўнем шуму; Некаторыя пункты пазіцыянавання, Транзістары заўсёды лунаюць паміж насычаным і адсячэннем, у стане пераключэння. Адпаведны пункт прадузятасці з'яўляецца асновай для нармальнай працы.
Схема стабілізацыі павінна быць перад адпаведнай схемай, таму што транзістару патрэбна стабілізацыя схемы як частка сябе, а потым звяртаецца да знешняга свету. У вачах знешняга свету, транзістар са стабілізацыйнай схемай з'яўляецца "зусім новы" транзістар. Гэта робіць упэўненасць "ахвяры" Каб атрымаць стабільнасць. Механізмы, якія стабілізуюць ланцуг, падтрымліваюць транзістары бесперашкодна і няўхільна.
3. Схема ўводу і адпаведнага вываду
Мэта адпаведнай схемы - выбраць прыняты рэжым. Для тых транзістараў, якія хочуць даць большы прыбытак, Падыход заключаецца ў прыняцці і выхадзе па ўсім. Гэта азначае, што праз інтэрфейс адпаведнай схемы, зносіны паміж рознымі транзістарамі больш гладкая. Для розных тыпаў узмацняльнікаў, адпаведная схема - не адзіны метад дызайну, які ёсць "прынята ў поўным аб'ёме". Некаторыя невялікія трубы з невялікім пастаянным токам і неглыбокім падмуркам больш гатовыя зрабіць пэўную колькасць блакавання пры атрыманні лепшай прадукцыйнасці шуму. аднак, Блакіраванне не можа перамясціцца, у адваротным выпадку гэта паўплывае на яго ўклад. Для некаторых гіганцкіх сілавых труб, Вы павінны быць асцярожнымі пры выхадзе, Таму што яны больш нестабільныя, і ў той жа час, пэўная колькасць агаворкі дапамагае ім больш "нерызаваны" энэргія.
Рэалізацыя стабільнасці ўзмацняльніка магутнасці РФ РФ ПА
Кожны транзістар патэнцыйна нестабільны. Добрыя стабілізацыйныя схемы могуць быць зліты з транзістарамі, каб утварыць a "бесперапынная праца" рэжым. Рэалізацыя схем стабілізацыі можна падзяліць на два тыпы: вузка-дыяпазон і шырокапалоснасць.
Схема стабілізацыі вузкапалоснай паласы спажывае пэўную колькасць прыбытку. Гэтая стабільная схема рэалізуецца шляхам дадання пэўных схем спажывання і селектыўных схем. Гэтая схема дазваляе транзістару ўносіць толькі невялікі дыяпазон частот. Яшчэ адна стабілізацыя шырокапалоснага доступу - гэта ўвядзенне адмоўнай зваротнай сувязі. Гэтая схема можа працаваць у шырокім дыяпазоне.
Крыніцай нестабільнасці з'яўляецца станоўчая зваротная сувязь, І ідэя вузкапалоснай стабільнасці заключаецца ў спыненні некаторых станоўчых водгукаў. Канешне, Гэта таксама душыць уклад. Адмоўныя водгукі, зроблена добра, мае шмат дадатковых прыемных пераваг. Напрыклад, Адмоўная зваротная сувязь можа прадухіліць супастаўленне транзістараў, не трэба адпавядаць добрай інтэрфейсу з знешнім светам. У дадатак, Увядзенне адмоўнай зваротнай сувязі палепшыць лінейныя характарыстыкі транзістара.
Тэхналогія павышэння эфектыўнасці ўзмацняльніка ўзмацняльніка РФ РФ ПА
Эфектыўнасць транзістара мае тэарэтычную мяжу. Гэты ліміт залежыць ад выбару кропкі зрушэння (статычны пункт працы). У дадатак, Калі перыферычны ланцуг не добра распрацаваны, яго эфектыўнасць будзе значна зніжана. Зараз, Не так шмат спосабаў, каб інжынеры павысілі эфектыўнасць. Тут ёсць толькі два віды: Тэхналогія адсочвання канвертаў і тэхналогіі Doherty.
Сутнасць тэхналогіі адсочвання канвертаў заключаецца ў тым, каб аддзяліць уклад на два тыпы: фаза і канверт, а затым узмацняйце іх асобна рознымі схемамі ўзмацняльніка. Такім чынам, the two amplifiers can focus on their respective parts, and the cooperation of the two amplifiers can achieve the goal of higher efficiency utilization.
The essence of Doherty technology is: using two transistors of the same type, only one works when the input is small, and works in a high-efficiency state. If the input increases, both transistors work simultaneously. The basis for the realization of this method is that the two transistors should cooperate with each other tacitly. The working state of one transistor will directly determine the working efficiency of the other.
Testing Challenges for RF PAs
Power amplifiers are very important components in wireless communication systems, but they are inherently non-linear, causing spectral growth phenomena that interfere with adjacent channels, and may violate statutory-mandated out-of-band emission standards. This characteristic can even cause in-band distortion, which increases the bit error rate (BER) and reduces the data transmission rate of the communication system.
Under the peak-to-average power ratio (ПАПР), the new OFDM transmission format will have more sporadic peak power, making the PA difficult to be segmented. This degrades spectral mask compliance and increases EVM and BER across the waveform. To solve this problem, design engineers usually deliberately reduce the operating power of the PA. Unfortunately, this is a very inefficient approach, since the PA reduces 10% of its operating power and loses 90% of its DC power.
Most of today's RF PAs support multiple modes, дыяпазоны частот, and modulation modes, making more test items available. Thousands of test items are not uncommon. The use of new technologies such as crest factor reduction (CFR), digital predistortion (DPD) and envelope tracking (ET) can help optimize PA performance and power efficiency, but these technologies will only make the test more complicated and greatly prolong the test time. Design and test time. Increasing the bandwidth of the RF PA will result in a five-fold increase in the bandwidth required for DPD measurements (possibly exceeding 1 Ггц), further increasing test complexity.
According to the trend, in order to increase efficiency, RF PA components and front-end modules (FEM) will be more closely integrated, and a single FEM will support a wider range of frequency bands and modulation modes. Integrating an ET power supply or modulator into the FEM can effectively reduce the overall space requirements inside the mobile device. Павелічэнне колькасці слотаў фільтра/дуплексера для падтрымкі большага дыяпазону працоўнай частоты павялічыць складанасць мабільных прылад і колькасць тэставых элементаў.
Мабільны тэлефон RF модуль узмацняльнік магутнасці (ПА) Рынак
Поле ўзмацняльнікаў магутнасці мабільнага тэлефона ў цяперашні час з'яўляецца кампанентам, які не можа быць інтэграваны ў мабільныя тэлефоны. Прадукцыйнасць мабільнага тэлефона, след, Якасць званка, Сіла мабільнага тэлефона, і тэрмін службы батарэі вызначаецца ўзмацняльнікам магутнасці.
Як інтэграваць гэтыя ўзмацняльнікі магутнасці розных дыяпазонаў частот і стандартаў, з'яўляецца важнай тэмай, якую вывучае галіна. у цяперашні час, Ёсць два рашэнні: Адзін - гэта архітэктура зліцця, які інтэгруе ўзмацняльнікі магутнасці РФ ПА розных частот; Іншая архітэктура - гэта інтэграцыя ўздоўж сігнальнай ланцужкі, гэта, the PA and the duplexer are integrated. Both schemes have advantages and disadvantages, and are suitable for different mobile phones. Converged architecture, high integration of PA, has obvious size advantage for more than 3 дыяпазоны частот, and obvious cost advantage for 5-7 дыяпазоны частот. The disadvantage is that although the PA is integrated, the duplexer is still quite complicated, and there is switching loss when the PA is integrated, and the performance will be affected. For the latter architecture, the performance is better. The integration of the power amplifier and the duplexer can improve the current characteristics, which can save tens of milliamperes of current, which is equivalent to extending the talk time by 15%. таму, industry insiders suggest that when there are more than 6 дыяпазоны частот (excluding 2G, referring to 3G and 4G), a converged architecture is adopted, and when less than 4 frequency bands are used, PAD, a solution integrating PA and duplexer, is used.