تقویت کننده توان خطی در مقابل. TDD دو جهته PA

تقویت کننده های توان خطی در مقابل. تقویت کننده های قدرت دو جهته TDD: تفاوت واقعی چیست?

در سیستم های ارتباطی مدرن بی سیم, تقویت کننده های قدرت (نه) نقش مهمی در تعیین کیفیت سیگنال و عملکرد کلی سیستم دارند. اصطلاحاتی مانند تقویت کننده توان خطی و تقویت کننده قدرت دو جهته TDD اغلب به جای یکدیگر استفاده می شوند, اما در واقعیت, آنها توصیف می کنند مفاهیم مختلف در سطوح مختلف طراحی سیستم.

این مقاله تفاوت ها را توضیح می دهد, روابط, و موارد استفاده عملی از PAهای خطی و PAهای دو جهته TDD, از دیدگاه مهندسی RF.

---

درک تفاوت اصلی

در سطح بالا:

• تقویت کننده توان خطی به الف اشاره دارد ویژگی عملکرد - یک سیگنال چقدر صادقانه تقویت می شود.
• تقویت کننده قدرت دو جهته TDD به الف اشاره دارد معماری سیستم - چگونه انتقال و دریافت سخت افزار RF را در طول زمان به اشتراک می گذارند.

این دو مفهوم هستند متقابلا منحصر به فرد نیست. در حقیقت, آنها اغلب در طراحی های دنیای واقعی ترکیب می شوند.

---

تقویت کننده توان خطی چیست؟?

آ تقویت کننده توان خطی برای تقویت سیگنال های RF و در عین حال حفظ دامنه و رابطه فاز شکل موج اصلی طراحی شده است.. خطی بودن بالا برای طرح‌های مدولاسیون دیجیتال مدرن ضروری است.

خصوصیات اصلی

• کم بزرگی بردار خطا (EVM)
• کم نسبت نشت کانال مجاور (ACLR)
• پشتیبانی برای باند پهن و مدولاسیون با مرتبه بالا (OFDM, QAM)

مزایای

• وفاداری سیگنال عالی
• مناسب برای سیستم های ارتباطی کارآمد طیفی
• با محدودیت‌های انتشار نظارتی راحت‌تر مطابقت دارد

معامله آف

• راندمان پایین تر در مقایسه با تقویت کننده های اشباع یا سوئیچینگ
• مصرف برق بیشتر و اتلاف گرما
• معمولاً در حالت های کلاس A یا کلاس AB عمل می کند

برنامه های معمولی

• LTE / 5G NR
• ISDB-T / DVB-T
• رادیو تعریف شده با نرم افزار (SDR)
• ایستگاه های پایه و تجهیزات تست

---

تقویت کننده توان دو جهته TDD چیست؟?

آ TDD (بخش زمانی دوپلکس) تقویت کننده قدرت دو جهته بخشی از سیستمی است که در آن انتقال دهد (TX) و دریافت (RX) توابع مسیر RF و آنتن یکسانی دارند, اما در زمان های مختلف عمل می کنند.

به جای باندهای فرکانسی uplink و downlink جداگانه, سیستم های TDD بین TX و RX در حوزه زمان متناوب هستند.

معماری معمولی

TX → PA → RF Switch → Antenna
RX ← LNA ← RF Switch ← Antenna

ملاحظات کلیدی طراحی

• سرعت سوئیچینگ TX/RX سریع
• ایزوله بالا بین مسیرهای ارسال و دریافت
• حفاظت از اجزای حساس RX در طول عملیات TX

مزایای

• کاهش تعداد اجزا
• اندازه ماژول کوچکتر و هزینه سیستم کمتر
• استفاده کارآمد از طیف و سخت افزار

چالش

• طراحی پیچیده تر سوئیچینگ RF
• در صورت ناکافی بودن جداسازی، خطر آسیب RX وجود دارد
• PA باید عملیات روشن/خاموش سریع را تحمل کند

برنامه های معمولی

• شبکه های خصوصی TDD LTE و 5G
• پهنای باند بی سیم و پیوندهای نقطه به نقطه
• سیستم های رادار و تله متری
• FPV و راه حل های بی سیم صنعتی

---

خطی PA در مقابل. TDD دو جهته PA: مقایسه مستقیم

جنبه	تقویت کننده توان خطی	TDD دو جهته PA
تمرکز اولیه	خطی بودن سیگنال	معماری سیستم
تعریف می کند	کیفیت سیگنال	روش اشتراک گذاری TX/RX
نگران با	EVM, ACLR, تحریف	تعویض, انزوا
متقابل انحصاری?	خیر	خیر
قابل ترکیب است?	بله	بله

---

چگونه آنها در عمل با هم کار می کنند

در اکثر سیستم های ارتباطی مدرن TDD, این راه حل ایده آل یک PA دو جهته TDD خطی است.

مثلا:

• آ 2ماژول تقویت کننده توان خطی T2R TDD
• هر کانال توان خروجی 5 وات را ارائه می دهد
• از مدولاسیون مبتنی بر OFDM پشتیبانی می کند
• از سوئیچ های RF برای دور زدن یا محافظت از PA در طول دوره های RX استفاده می کند

این ترکیب تضمین می کند:

• یکپارچگی سیگنال بالا در حین انتقال
• استفاده مجدد کارآمد از سخت افزار
• طراحی سیستم فشرده و مقرون به صرفه

---

انتخاب راه حل مناسب

• اگر اولویت شماست کیفیت سیگنال و دقت مدولاسیون, تمرکز بر خطی بودن.
• اگر سیستم شما در حالت TDD با آنتن مشترک, آ معماری دو جهته ضروری است.
• برای سیستم های بی سیم مدرن, هر دو معمولا مورد نیاز است.
• بیشتر تقویت کننده قدرت PA را در اینجا.