Говорейки за усилвател на мощност на COFDM PA
COFDM PA усилвател за мощност
Като професионален доставчик на безжични видео и транссивъри на данни, Много клиенти ще поискат за усилватели на захранване, за да увеличат покритието на безжичните предаватели и да подобрят силата на безжичния сигнал. Може да се каже, че усилвателят на мощността е препятствие, което много инженери на RF не могат да избегнат. функция, Класификация, Индекс на ефективността, Състав на веригата, Технология за подобряване на ефективността, Тенденция за развитие ... Знаете ли всичко, което трябва да знаете за усилвателите на RF Power? Ела да направи уроци!
Две ключови спецификации за RF PAS: мощност и линейност
В RF усилватели на мощност, Ефективност на мощността (Пае) се определя като съотношението на разликата между мощността на изходния сигнал и мощността на входния сигнал към консумацията на енергия на DC захранването, а именно:
Pae = (Prfout - Prfin)/PDC = (Prfout - Prfin)/(VDC*IDC)
Функции на RF усилвател за мощност RF PA
Радиочестотен усилвател RF PA е основната част от системата за предаване, и значението му е очевидно. В предходната верига на предавателя, Мощността на RF сигнала, генерирана от модулиращата верига на осцилатора, е много малка, И трябва да премине през поредица от етап на усилване-буфер, Междинен етап на усилване, и крайният етап на усилване на мощността, за да се получи достатъчно RF мощност преди подаване да се излъчва към антената. За да се получи достатъчно голяма радиочестотна мощност на изхода, Трябва да се използва радиочестотен усилвател. Захранващите мощност често са най -скъпите, най-гладният за власт, и най -малко ефективни компоненти на стационарна инсталация или терминал.
След като модулаторът генерира радиочестотния сигнал, Радиочестотният модулиран сигнал се усилва до достатъчна мощност от RFPA, премина през съвпадащата мрежа, и след това се излъчва от антената.
Функцията на усилвателя е да усили входното съдържание и да го изведе. Входът и изхода, които наричаме "сигнали," често се изразяват като напрежения или мощност. За a "система" като усилвател, това "принос" е да се повиши определено ниво от това, което "абсорбира" и "продукция" до външния свят. Това "Принос за подобряване" е "Значение" на съществуването на усилвателя. Ако усилвателят може да има добра производителност, Тогава може да допринесе повече, което отразява своето собствено "стойност". Ако има определени проблеми в първоначалния "Дизайн на механизма" на усилвателя, след това, след като започнете да работите или работите за определен период от време, Не само няма да може да осигури такива "принос", Но някои неочаквани "Шоки" може да възникне. "Шок" е катастрофално за външния свят или за самия усилвател.
Класификация на RF мощност усилвател RF PA
Според различни условия на труд, Усилвателите на мощността са класифицирани, както следва:
Работната честота на усилвателите на RF мощност е много висока, но честотната лента е сравнително тясна. RF усилвателите на мощността обикновено използват мрежи за избор на честота като натоварващи вериги. RF усилвателите на мощност могат да бъдат разделени на три вида работни състояния: A (A), B (B), и c (° С) Според текущия ъгъл на проводимост. Ъгълът на проводимост на тока на усилвателя от клас А е 360 °, което е подходящо за малък сигнал ниска мощност усилване. Ъгълът на проводимост на тока на усилвателя от клас В е равен на 180 °, и ъгълът на проводимост на тока на усилвателя от клас С е по -малък от 180 °. И както клас Б, така и клас С са подходящи за условия на труд с висока мощност, и изходната мощност и ефективността на условията на труд от клас C са най -високи сред трите условия на труд. Повечето усилватели на RF Power работят в клас C, но текущата форма на вълната на усилватели от клас С е твърде изкривена, така че те могат да се използват само за усилване на мощността, като се използва настройка на веригата като резонанс на товара. Поради способността за филтриране на настройка, Токът и напрежението на контура все още са близки до синусоидалните форми на вълната с малко изкривяване.
В допълнение към горните работни състояния, класифицирани според текущия ъгъл на проводимост, Има и клас D (д) усилватели и клас Е (E) усилватели, които правят електронните устройства да работят в състояние на превключване. Ефективността на усилвателите от клас D е по -висока от тази на усилвателите от клас С.
Индекс на ефективност на радиочестотния усилвател на мощност RF PA
Основните технически показатели за усилвател на радиочестотна мощност RF PA са изходната мощност и ефективност. Как да подобрим изходната мощност и ефективността е ядрото на целта на дизайна на усилвателя на радиочестотната мощност. Обикновено в усилвателя на RF мощност, Основната честота или определена хармоника могат да бъдат избрани от LC резонансното схема за реализиране на непрекъснато усилване. Общо казано, Вероятно има следните показатели при оценката на усилвателите:
- печалба. Това е съотношението между вход и изход и представлява приноса на усилвателя. Добър усилвател е да допринесете толкова много "продукция" възможно най -добре в рамките на него "обхват на собствените си възможности".
-работна честота. Това представлява носещата способност на усилвателя за различни честотни сигнали.
- Работна широчина на честотната лента. Това определя колко диапазон може усилвателят "допринасяйте". За усилвател с теснолен диапазон, Дори ако собственият му дизайн не е проблем, Приносът му може да е ограничен.
-стабилност. Всеки транзистор има потенциал "региони на нестабилност." Най- "дизайн" на усилвателя трябва да премахне тези потенциални нестабилности. Има два типа стабилност на усилвателя, потенциално нестабилен и абсолютно стабилен. Първият може да изглежда нестабилен при определени условия и среди, Докато последният може да гарантира стабилност при всякакви обстоятелства. Въпросът за стабилността е важен, защото нестабилността означава "трептене", Когато усилвателят не само се засяга, но също така извежда нестабилни фактори.
- Максимална изходна мощност. Този индикатор определя "капацитет" на усилвателя. За "Големи системи", Надяваме се, че те могат да изведат повече мощност за сметка на определена печалба.
-ефективност. Усилвателите трябва да консумират определено количество от "енергия" и също така да постигнете определено количество от "принос". Съотношението на неговия принос към потреблението е ефективността на усилвателя. Добрият усилвател е този, който допринася повече и консумира по -малко.
- линеен. Линейността характеризира правилния отговор на усилвателя на голям брой входове. Влошаването в линейността означава, че усилвателят "изкривява се" или "изкривява се" входът в присъствието на излишен вход. Добрият усилвател не трябва да проявява това "страховито" природа.
Състав на веригата на RF усилвател за мощност RF PA
Има различни видове усилватели. опростен, веригата на усилвателя може да бъде съставена от следните части: транзистори, пристрастия и стабилизиращи вериги, и вериги за съвпадение на вход и изход.
1. Транзистор
Има много видове транзистори, включително транзистори с различни структури, които са измислени. По същество, Транзисторът работи като контролиран ток или източник на напрежение, като преобразува енергията на празен директен ток в a "полезно" продукция. DC Energy се получава от външния свят, и транзисторът го консумира и го превръща в полезни компоненти. Транзистор, Можем да го считаме за "единица". Различни "възможности" на различни транзистори, като способността им да издържат на мощността са различни, което също се дължи на способността им да получат DC енергия; например, Скоростта им на реакция е различна, Което определя колко широк и висок може да работи в честотната лента; например, Импедансите, изправени пред входните и изходните портове, са различни, и възможностите за външна реакция са различни, което определя трудността да го съпоставите.
2. Схема за пристрастия и стабилизиране
Схемата и стабилизиращи вериги са две различни вериги, Но тъй като те често са трудни за разграничаване и дизайнерските цели се сближават, Те могат да бъдат обсъждани заедно.
Работата на транзистора трябва да бъде при определени условия на пристрастие, която наричаме статичната операционна точка. Това е основата на транзистора и неговия собствен "позициониране". Всеки транзистор има определено позициониране за себе си, и различното позициониране ще определи собствения си режим на работа, и има и различни изпълнения в различно позициониране. Някои точки за позициониране имат малки колебания, които са подходящи за работа с малки сигнали; Някои точки за позициониране имат големи колебания, които са подходящи за производство на висока мощност; Някои точки за позициониране имат по -малко търсене, Чисто освобождаване, и са подходящи за работа с ниско ниво; някои точки за позициониране, Транзисторите винаги се движат между насищане и прекъсване, В състояние на превключване. Подходящата точка на отклонение е основата за нормална работа.
Веригата за стабилизиране трябва да бъде преди съвпадащата верига, Тъй като транзисторът се нуждае от веригата за стабилизиране като част от себе си, и след това се свързва с външния свят. В очите на външния свят, Транзисторът със стабилизиращата верига е a "чисто нов" транзистор. Това се уверява "жертви" За да придобиете стабилност. Механизмите, които стабилизират веригата, поддържат транзисторите да работят гладко и стабилно.
3. Входна и изходна съвпадаща верига
Целта на съвпадащата схема е да избере приет режим. За тези транзистори, които искат да осигурят повече печалба, подходът е да се приема и извежда в целия борд. Това означава, че чрез интерфейса на съвпадащата верига, Комуникацията между различни транзистори е по -гладка. За различни видове усилватели, съвпадащата верига не е единственият метод на проектиране, който е "Приет в своята цялост". Някои малки тръби с малка постоянен ток и плитка основа са по -склонни да направят определено количество блокиране при получаване, за да се получат по -добри характеристики на шума. въпреки това, Блокирането не може да се прекалява, В противен случай това ще повлияе на приноса му. За някои гигантски захранващи тръби, трябва да сте предпазливи при извеждане, Защото те са по -нестабилни, и в същото време, определено количество резервация им помага да упражняват повече "неразпределен" енергия.
Реализиране на стабилността на RF усилвател RF RF PA
Всеки транзистор е потенциално нестабилен. Добрите стабилизиращи вериги могат да бъдат слети с транзистори, за да се образуват a "непрекъсната работа" режим. Изпълнението на веригите за стабилизиране може да бъде разделено на два типа: теснолентова и широка лента.
Веригата за стабилизиране на теснолентовите ленти консумира определено количество печалба. Тази стабилна верига се реализира чрез добавяне на определени вериги за консумация и селективни вериги. Тази схема позволява на транзистора да допринесе само с малък честотен диапазон. Друга широколентова стабилизация е въвеждането на отрицателна обратна връзка. Тази схема може да работи в широк диапазон.
Източникът на нестабилност е положителна обратна връзка, И идеята за стабилността на тесните ленти е да се ограничи някои от положителните отзиви. Разбира се, Това също потиска приноса. Отрицателна обратна връзка, свърши добре, има много допълнителни благоприятни предимства. Например, Отрицателната обратна връзка може да попречи на транзисторите да се съчетават, Нито един от тях трябва да бъде съпоставен, за да взаимодейства добре с външния свят. В допълнение, Въвеждането на отрицателна обратна връзка ще подобри линейното изпълнение на транзистора.
Технология за подобряване на ефективността на RF усилвател RF RF PA
Ефективността на транзистора има теоретична граница. Тази граница варира в зависимост от избора на точката на отклонение (Статична операционна точка). В допълнение, Ако периферната верига не е добре проектирана, Ефективността му ще бъде значително намалена. В момента, Няма много начини инженерите да подобрят ефективността. Тук има само два вида: Технологията за проследяване на пликове и технологията на дохърти.
Същността на технологията за проследяване на пликове е да се отдели входът на два типа: фаза и плик, и след това ги амплифицирайте отделно от различни схеми на усилвателя. По този начин, Двата усилвателя могат да се съсредоточат върху съответните си части, и сътрудничеството на двата усилвателя може да постигне целта за използване на по -висока ефективност.
Същността на технологията Doherty е: Използване на два транзистора от един и същи тип, Само един работи, когато входът е малък, и работи в състояние с висока ефективност. Ако входът се увеличи, И двата транзистора работят едновременно. Основата за реализирането на този метод е, че двамата транзистора трябва да си сътрудничат безмилостно. Работното състояние на единия транзистор директно ще определи работната ефективност на другия.
Тестване на предизвикателства за RF PAS
Усилвателите на мощността са много важни компоненти в системите за безжична комуникация, но те са по своята същност нелинейни, причинявайки спектрални явления на растеж, които пречат на съседни канали, и може да наруши законоустановените стандарти за емисии извън лентата. Тази характеристика може дори да причини изкривяване в лентата, което увеличава скоростта на бита грешки (BER) и намалява скоростта на предаване на данни на комуникационната система.
Под съотношението на мощността от върха към средната мощност (Papr), Новият формат на предаване OFDM ще има повече спорадична пикова мощност, затруднявайки ПА да бъде сегментиран. Това разгражда спазването на спектралната маска и увеличава EVM и BER през формата на вълната. За решаване на този проблем, Инженерите по дизайн обикновено умишлено намаляват работната мощност на ПА. За съжаление, Това е много неефективен подход, Тъй като ПА намалява 10% на неговата оперативна мощност и губи 90% на неговата DC мощност.
Повечето от днешните RF PAS поддържат множество режими, честотни диапазони, и режими на модулация, Предоставяне на повече тестови елементи. Хиляди тестови елементи не са рядкост. Използването на нови технологии като намаляване на факторите на гребена (CFR), Цифрови предвиждане (Dpd) и проследяване на пликове (ET) Може да помогне за оптимизиране на производителността на БКП и ефективността на мощността, Но тези технологии само ще направят теста по -сложен и значително удължават времето за тестване. Време за проектиране и тестване. Увеличаването на честотната лента на RF PA ще доведе до петкратно увеличение на честотната лента, необходима за измерванията на DPD (евентуално надвишаващ 1 GHz), По -нататъшно увеличаване на сложността на теста.
Според тенденцията, За да се повиши ефективността, RF PA компоненти и предни модули (Fem) ще бъде по -тясно интегриран, и един FEM ще поддържа по -широк спектър от честотни ленти и режими на модулация. Интегрирането на ET захранване или модулатор в FEM може ефективно да намали общите изисквания за пространство вътре в мобилното устройство. Увеличаването на броя на слотовете за филтриране/дуплелери за поддържане на по -голям работен честотен диапазон ще увеличи сложността на мобилните устройства и броят на тестовите елементи.
Усилвател за мощност на мобилен телефон RF модул (PA) Пазарна ситуация
Полето на усилвателите на мобилния телефон в момента е компонент, който не може да бъде интегриран в мобилни телефони. Изпълнение на мобилни телефони, отпечатък, Качество на повикване, Сила на мобилния телефон, и животът на батерията се определя от усилвателя на мощността.
Как да интегрирате тези усилватели на мощността с различни честотни ленти и стандарти е важен предмет, който индустрията изучава. Понастоящем, Има две решения: Единият е архитектурата на синтета, който интегрира RF усилватели на мощност PA с различни честоти; Другата архитектура е интеграцията по сигналната верига, това е, PA и дуплелерът са интегрирани. И двете схеми имат предимства и недостатъци, и са подходящи за различни мобилни телефони. Сближина архитектура, Висока интеграция на PA, има очевидно предимство на размера за повече от 3 честотни ленти, и очевидно предимство на разходите за 5-7 честотни ленти. Недостатъкът е, че въпреки че ПА е интегриран, Дуплексерът все още е доста сложен, и има загуба на превключване, когато PA е интегриран, и представянето ще бъде засегнато. За последната архитектура, Изпълнението е по -добро. Интеграцията на усилвателя на мощността и дуплеклера може да подобри текущите характеристики, които могат да спестят десетки милиамперчета от ток, което е еквивалентно на удължаване на времето за разговори чрез 15%. Следователно, Вътрешните индустрии предполагат, че когато има повече от 6 честотни ленти (с изключение на 2G, Позовавайки се на 3G и 4G), Приема се сближена архитектура, И когато по -малко от 4 Използват се честотни ленти, Подложка, Решение, интегриращо PA и дуплексър, се използва.