מציג את כל 2 תוצאות


מדברים על COFDM PA Power Amplifier

מגבר כוח COFDM PA

כספק מקצועי של משדרי וידאו ונתונים אלחוטיים, לקוחות רבים ישאלו לגבי מגברי כוח כדי להגדיל את הכיסוי של משדרים אלחוטיים ולשפר את חוזק האות האלחוטי. ניתן לומר שמגבר ההספק הוא מכשול שמהנדסי RF רבים אינם יכולים להימנע ממנו. פוּנקצִיָה, מִיוּן, מדד ביצועים, הרכב המעגל, טכנולוגיית שיפור יעילות, מגמת התפתחות... האם אתה יודע כל מה שאתה צריך לדעת על מגברי כוח RF? בואו שיעורי איפור!

שני מפרטי מפתח עבור RF PAs: כוח וליניאריות

במגברי כוח RF, יעילות כוח (פאי) מוגדר כיחס בין ההפרש בין הספק אות המוצא והספק אות הקלט לצריכת החשמל של ספק הכוח DC, כְּלוֹמַר:
PAE = (PRFOUT - PRFIN)/PDC = (PRFOUT - PRFIN)/(VDC*IDC)

Functions of RF Power Amplifier RF PA

Radio Frequency Power Amplifier RF PA is the main part of the transmission system, and its importance is self-evident. In the pre-stage circuit of the transmitter, the RF signal power generated by the modulating oscillator circuit is very small, and it needs to go through a series of amplification-buffer stage, intermediate amplification stage, and final power amplification stage to obtain sufficient RF power before feeding radiate to the antenna. In order to obtain a sufficiently large radio frequency output power, a radio frequency power amplifier must be used. Power amplifiers are often the most expensive, most power-hungry, and least efficient components of a stationary installation or terminal.
After the modulator generates the radio frequency signal, האות המאופנן בתדר רדיו מוגבר לעוצמה מספקת על ידי ה-RFPA, עבר דרך הרשת התואמת, ולאחר מכן נפלט על ידי האנטנה.
תפקידו של המגבר הוא להגביר את תוכן הקלט ולהוציא אותו. הקלט והפלט, שאנו קוראים לו "אותות," מתבטאים לעתים קרובות כמתחים או כוח. עבור א "מערכת" כמו מגבר, שֶׁלָה "תְרוּמָה" זה להעלות רמה מסוימת של מה זה "סופג" ו "תְפוּקָה" לעולם החיצון. זֶה "תרומת שיפור" האם ה "מַשְׁמָעוּת" על קיומו של המגבר. אם המגבר יכול לקבל ביצועים טובים, אז זה יכול לתרום יותר, שמשקף את שלו "ערך". אם יש בעיות מסוימות בהתחלה "עיצוב מנגנון" של המגבר, לאחר מכן לאחר תחילת העבודה או עבודה במשך תקופה מסוימת, לא רק שהוא לא יוכל לספק "תְרוּמָה", אבל חלק בלתי צפוי "זעזועים" עלול להתרחש. "הֶלֶם" הוא אסון לעולם החיצון או למגבר עצמו.

סיווג של מגבר כוח RF RF PA

לפי תנאי עבודה שונים, מגברי כוח מסווגים כדלקמן:
תדר הפעולה של מגברי כוח RF גבוה מאוד, אבל פס התדרים צר יחסית. מגברי כוח RF משתמשים בדרך כלל ברשתות בחירת תדרים כמעגלי עומס. ניתן לחלק מגברי כוח RF לשלושה סוגים של מצבי עבודה: א (א), B (B), ו-C (ג) לפי זווית ההולכה הנוכחית. זווית ההולכה של זרם מגבר Class A היא 360°, שמתאים להגברת אות קטנה בהספק נמוך. זווית ההולכה של זרם מגבר Class B שווה ל-180°, וזווית ההולכה של זרם מגבר Class C היא פחות מ-180°. גם Class B וגם Class C מתאימות לתנאי עבודה בעלי הספק גבוה, והספק המוצא והיעילות של תנאי עבודה מסוג C הם הגבוהים ביותר מבין שלושת תנאי העבודה. רוב מגברי כוח ה-RF עובדים ב-Class C, אבל צורת הגל הנוכחית של מגברי Class C מעוותת מדי, כך שניתן להשתמש בהם רק להגברת הספק על ידי שימוש במעגל מכוון כתהודת עומס. בשל יכולת הסינון של לולאת הכוונון, זרם הלולאה והמתח עדיין קרובים לצורות גל סינוסאידיאליות עם מעט עיוות.
בנוסף למצבי העבודה לעיל מסווגים לפי זווית ההולכה הנוכחית, יש גם Class D (D) מגברים ו- Class E (E) מגברים שגורמים למכשירים אלקטרוניים לעבוד במצב מיתוג. היעילות של מגברים Class D גבוהה מזו של מגברים Class C.

מדד הביצועים של מגבר הספק בתדר רדיו RF PA

האינדיקטורים הטכניים העיקריים של מגבר הספק RF PA בתדר רדיו הם הספק פלט ויעילות. כיצד לשפר את הספק המוצא והיעילות הוא הליבה של מטרת התכנון של מגבר הספק בתדר רדיו. בדרך כלל במגבר כוח RF, ניתן לבחור את התדר הבסיסי או הרמוניה מסוימת על ידי מעגל התהודה LC כדי לממש הגברה לא מעוותת. באופן כללי, יש כנראה את האינדיקטורים הבאים בהערכה של מגברים:
- לְהַשִׂיג. זהו היחס בין קלט לפלט ומייצג את תרומת המגבר. מגבר טוב הוא לתרום כמה שיותר "תְפוּקָה" ככל האפשר במסגרתו "מגוון היכולות שלו".
-עובד בתדר. זה מייצג את יכולת הנשיאה של המגבר עבור אותות בתדרים שונים.
- רוחב פס עבודה. זה קובע כמה טווח יכול המגבר "לִתְרוֹם". למגבר צר פס, גם אם העיצוב שלו אינו בעיה, תרומתו עשויה להיות מוגבלת.
-יַצִיבוּת. לכל טרנזיסטור יש פוטנציאל "אזורים של חוסר יציבות." ה "לְעַצֵב" של המגבר צריך לחסל את אי היציבות הפוטנציאלית הללו. ישנם שני סוגים של יציבות מגבר, פוטנציאל לא יציב ויציב לחלוטין. הראשון עשוי להיראות לא יציב בתנאים ובסביבות מסוימות, בעוד שהאחרון יכול להבטיח יציבות בכל נסיבות. שאלת היציבות חשובה כי חוסר יציבות פירושו "תְנוּדָה", כשהמגבר לא משפיע רק על עצמו, אלא גם מוציא גורמים לא יציבים.
- הספק מוצא מקסימלי. מחוון זה קובע את "יְכוֹלֶת" של המגבר. ל "מערכות גדולות", it is hoped that they can output more power at the expense of certain gain.
-יְעִילוּת. Amplifiers must consume a certain amount of "energy" and also achieve a certain amount of "תְרוּמָה". The ratio of its contribution to consumption is the efficiency of the amplifier. A good amplifier is one that contributes more and consumes less.
- ליניארי. Linearity characterizes the correct response of the amplifier to a large number of inputs. A deterioration in linearity means that the amplifier "distorts" אוֹ "distorts" the input in the presence of excess input. A good amplifier should not exhibit this "freaky" nature.

Circuit Composition of RF Power Amplifier RF PA

There are different types of amplifiers. מפושט, the circuit of the amplifier can be composed of the following parts: transistors, bias and stabilization circuits, and input and output matching circuits.

1. Transistor

There are many kinds of transistors, including transistors with various structures that have been invented. בעיקרון, a transistor works as a controlled current or voltage source by converting the energy of an empty direct current into a "useful" תְפוּקָה. DC energy is obtained from the outside world, and the transistor consumes it and converts it into useful components. A transistor, we can regard it as "a unit". Different "capabilities" of different transistors, such as their ability to withstand power are different, which is also due to their ability to obtain DC energy; לדוגמה, their response speed is different, which determines how wide and high it can work In the frequency band; לדוגמה, the impedances facing the input and output ports are different, and the external response capabilities are different, 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 "מיקום". 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; some positioning points have less demand, pure release, and are suitable for low-noise work; some positioning points, Transistors are always hovering between saturation and cutoff, in a switching state. An appropriate bias point is the basis for normal operation.
The stabilization circuit must be before the matching circuit, because the transistor needs the stabilization circuit as part of itself, and then contacts the outside world. In the eyes of the outside world, the transistor with the stabilization circuit is a "חדש לגמרי" transistor. It makes certain "sacrifices" to gain stability. Mechanisms that stabilize the circuit keep the transistors running smoothly and steadily.

3. Input and output matching circuit

The purpose of the matching circuit is to select an accepted mode. For those transistors that want to provide more gain, the approach is to accept and output across the board. המשמעות היא שדרך הממשק של מעגל ההתאמה, התקשורת בין טרנזיסטורים שונים חלקה יותר. לסוגים שונים של מגברים, מעגל ההתאמה אינו שיטת התכנון היחידה כלומר "התקבל במלואו". כמה צינורות קטנים עם DC קטן ובסיס רדוד מוכנים יותר לבצע כמות מסוימת של חסימה בעת קליטה כדי להשיג ביצועי רעש טובים יותר. למרות זאת, אי אפשר להפריז בחסימה, אחרת זה ישפיע על תרומתו. לכמה צינורות חשמל ענקיים, אתה צריך להיות זהיר בעת הפלט, כי הם יותר לא יציבים, ובאותו הזמן, כמות מסוימת של הזמנה עוזרת להם להתאמץ יותר "לא מעוות" energy.

מימוש יציבות של מגבר כוח RF RF PA

כל טרנזיסטור עלול להיות לא יציב. ניתן להתמזג מעגלי ייצוב טובים עם טרנזיסטורים ליצירת א "עבודה רציפה" מצב. ניתן לחלק את היישום של מעגלי ייצוב לשני סוגים: צר פס ופס רחב.
מעגל הייצוב הצר צורך כמות מסוימת של רווח. מעגל יציב זה מתממש על ידי הוספת מעגלי צריכה מסוימים ומעגלים סלקטיביים. מעגל זה מאפשר לטרנזיסטור לתרום רק טווח תדרים קטן. ייצוב פס רחב נוסף הוא הכנסת משוב שלילי. מעגל זה יכול לעבוד על טווח רחב.
מקור חוסר היציבות הוא משוב חיובי, והרעיון של יציבות בפס צר הוא לרסן חלק מהמשוב החיובי. כמובן, זה גם מדכא את התרומה. משוב שלילי, נעשה היטב, יש יתרונות רבים נוספים ומשמחים. לדוגמה, משוב שלילי עשוי למנוע התאמה של טרנזיסטורים, אין צורך להתאים אותם כדי להתממשק טוב עם העולם החיצון. בנוסף, הכנסת משוב שלילי תשפר את הביצועים הליניאריים של הטרנזיסטור.

טכנולוגיית שיפור היעילות של מגבר כוח RF RF PA

ליעילות הטרנזיסטור יש גבול תיאורטי. מגבלה זו משתנה עם בחירת נקודת ההטיה (נקודת הפעלה סטטית). בנוסף, אם המעגל ההיקפי אינו מתוכנן היטב, היעילות שלו תפחת מאוד. בהווה, אין הרבה דרכים למהנדסים לשפר את היעילות. יש כאן רק שני סוגים: טכנולוגיית מעקב המעטפות וטכנולוגיית דוהרטי.
המהות של טכנולוגיית מעקב המעטפות היא להפריד את הקלט לשני סוגים: שלב ומעטפה, ולאחר מכן להגביר אותם בנפרד על ידי מעגלי מגבר שונים. בדרך זו, 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 (PAPR), 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, טווחי תדרים, and modulation modes, making more test items available. Thousands of test items are not uncommon. השימוש בטכנולוגיות חדשות כגון הפחתת גורם קודקוד (CFR), עיוות קדם דיגיטלי (DPD) ומעקב אחר מעטפות (ET) יכול לסייע באופטימיזציה של ביצועי PA ויעילות חשמל, אבל טכנולוגיות אלו רק יהפכו את הבדיקה למסובכת יותר ויאריכו מאוד את זמן הבדיקה. זמן עיצוב ובדיקה. הגדלת רוחב הפס של ה-RF PA תגרום להגדלה של פי חמישה ברוחב הפס הנדרש למדידות DPD (אולי עולה על 1 GHz), הגדלת מורכבות הבדיקה עוד יותר.
לפי המגמה, על מנת להגביר את היעילות, רכיבי RF PA ומודולים חזיתיים (FEM) ישולבו באופן הדוק יותר, ו-FEM יחיד יתמוך במגוון רחב יותר של פסי תדרים ואופני אפנון. שילוב של ספק כוח או אפנן ET ב-FEM יכול להפחית ביעילות את דרישות השטח הכוללות בתוך המכשיר הנייד. הגדלת מספר חריצי המסנן/דופלקס כדי לתמוך בטווח תדרי פעולה גדול יותר תגדיל את המורכבות של המכשירים הניידים ואת מספר פריטי הבדיקה.

מגבר כוח מודול RF טלפון נייד (הרשות הפלסטינית) מצב השוק

תחום מגברי הכוח לטלפונים ניידים הוא כיום רכיב שלא ניתן לשלבו בטלפונים ניידים. ביצועי הטלפון הנייד, עָקֵב, איכות שיחה, חוזק הטלפון הנייד, וחיי הסוללה נקבעים כולם על ידי מגבר הכוח.
כיצד לשלב מגברי הספק אלה של פסי תדרים ותקנים שונים הוא נושא חשוב שהתעשייה למדה. כַּיוֹם, יש שני פתרונות: האחת היא ארכיטקטורת ההיתוך, המשלב מגברי כוח RF PA בתדרים שונים; הארכיטקטורה האחרת היא האינטגרציה לאורך שרשרת האותות, זה, ה-PA וה-duplexer משולבים. לשתי התוכניות יש יתרונות וחסרונות, ומתאימים לטלפונים ניידים שונים. ארכיטקטורה מתכנסת, אינטגרציה גבוהה של הרשות, יש יתרון ברור בגודל עבור יותר מ 3 להקות תדרים, ויתרון עלות ברור עבור 5-7 להקות תדרים. החיסרון הוא שלמרות שהרשות משולבת, הדופלקס עדיין די מסובך, ויש אובדן מיתוג כאשר ה-PA משולבת, והביצועים יושפעו. לארכיטקטורה האחרונה, הביצועים טובים יותר. השילוב של מגבר ההספק והדופלקס יכול לשפר את מאפייני הזרם, מה שיכול לחסוך עשרות מיליאמפר של זרם, מה שמקביל להארכת זמן הדיבור ב 15%. לָכֵן, מקורבים בענף מציעים שכאשר יש יותר מ 6 להקות תדרים (לא כולל 2G, הכוונה ל-3G ו-4G), מאמצת ארכיטקטורה מתכנסת, ומתי פחות מ 4 נעשה שימוש בפסי תדרים, כָּרִית, פתרון המשלב PA ו-duplexer, נעשה שימוש.