Говоря об усилителе мощности COFDM PA
Усилитель мощности COFDM PA
Как профессиональный поставщик беспроводных приемопередатчиков видео и данных., Многие клиенты будут спрашивать об усилителях мощности для увеличения зоны покрытия беспроводных передатчиков и повышения мощности беспроводного сигнала.. Можно сказать, что усилитель мощности является препятствием, которого не могут избежать многие радиочастотные инженеры.. функция, классификация, индекс производительности, состав схемы, технология повышения эффективности, тенденция развития... Знаете ли вы все, что вам нужно знать об усилителях мощности RF?? Приходите на уроки макияжа!
Две ключевые характеристики RF PA: мощность и линейность
В ВЧ усилителях мощности, энергоэффективность (ПАЭ) определяется как отношение разницы между мощностью выходного сигнала и мощностью входного сигнала к потребляемой мощности источника питания постоянного тока., а именно:
ПАЭ = (PRFOUT - ПРФИН)/ПДК = (PRFOUT - ПРФИН)/(В постоянного тока*IDC)
Функции усилителя мощности RF RF PA
Радиочастотный усилитель мощности RF PA является основной частью системы передачи., и его важность очевидна. В предкаскадной схеме передатчика, мощность радиочастотного сигнала, генерируемая схемой модулирующего генератора, очень мала, и ему необходимо пройти серию амплификационно-буферных стадий, промежуточный каскад усиления, и конечный этап усиления мощности для получения достаточной радиочастотной мощности перед подачей излучения на антенну.. Для получения достаточно большой выходной радиочастотной мощности, необходимо использовать радиочастотный усилитель мощности. Усилители мощности часто являются самыми дорогими., самый властолюбивый, и наименее эффективные компоненты стационарной установки или терминала.
После того, как модулятор генерирует радиочастотный сигнал, радиочастотно-модулированный сигнал усиливается RFPA до достаточной мощности., прошло через соответствующую сеть, и затем излучается антенной.
Функция усилителя заключается в усилении входного контента и его выводе.. Вход и выход, который мы называем "сигналы," часто выражаются как напряжения или мощности. Для "система" например, усилитель, его "вклад" заключается в том, чтобы поднять определенный уровень того, что "поглощает" а также "вывод" во внешний мир. Эта "вклад в улучшение" это "значение" о существовании усилителя. Если усилитель может иметь хорошую производительность, тогда это может внести больший вклад, который отражает свою собственную "ценить". Если на начальном этапе возникли определенные проблемы "конструкция механизма" усилителя, затем после начала работы или работы в течение определенного периода времени, он не только не сможет предоставить никаких "вклад", но что-то неожиданное "потрясения" может возникнуть. "Шок" губительно для внешнего мира или для самого усилителя.
Классификация усилителей мощности RF RF PA
В зависимости от различных условий труда, Усилители мощности классифицируются следующим образом:
Рабочая частота усилителей мощности ВЧ очень высока., но полоса частот относительно узкая. В радиочастотных усилителях мощности обычно используются сети выбора частоты в качестве цепей нагрузки.. Усилители мощности ВЧ можно разделить на три типа рабочих состояний.: А (А), В (В), и С (С) в соответствии с текущим углом проводимости. Угол проводимости тока усилителя класса А составляет 360°., который подходит для усиления малого сигнала малой мощности. Угол проводимости тока усилителя класса B равен 180°., и угол проводимости тока усилителя класса C составляет менее 180 °.. И класс B, и класс C подходят для условий работы с высокой мощностью., а выходная мощность и эффективность условий работы класса C являются самыми высокими среди трех условий работы.. Большинство усилителей мощности RF работают в классе C., но форма тока усилителей класса C слишком искажена, поэтому их можно использовать только для усиления мощности за счет использования настроенной схемы в качестве резонанса нагрузки.. Благодаря фильтрующей способности контура настройки, ток и напряжение контура по-прежнему близки к синусоидальной форме с небольшими искажениями.
В дополнение к вышеуказанным рабочим состояниям, классифицированным в соответствии с углом проводимости тока, есть еще класс D (D) усилители и класс E (Е) усилители, заставляющие электронные устройства работать в переключающем состоянии. КПД усилителей класса D выше, чем у усилителей класса C..
Индекс производительности радиочастотного усилителя мощности RF PA
Основными техническими показателями радиочастотного усилителя мощности RF PA являются выходная мощность и КПД.. Как улучшить выходную мощность и эффективность — это основная цель разработки радиочастотного усилителя мощности.. Обычно в усилителе мощности ВЧ, основная частота или определенная гармоника могут быть выбраны резонансным контуром LC для реализации неискаженного усиления.. Вообще говоря, в оценке усилителей, вероятно, присутствуют следующие показатели:
- прирост. Это соотношение между входом и выходом и представляет вклад усилителя.. Хороший усилитель должен вносить столько же вклада. "вывод" насколько это возможно в пределах его "диапазон собственных возможностей".
-рабочая частота. Это представляет собой пропускную способность усилителя для сигналов различной частоты..
- Рабочая полоса частот. Это определяет, какой диапазон может обеспечить усилитель. "способствовать". Для узкополосного усилителя, даже если собственный дизайн не проблема, его вклад может быть ограничен.
-стабильность. Каждый транзистор имеет потенциал "регионы нестабильности." В "дизайн" усилителя необходимо устранить эти потенциальные нестабильности.. Существует два типа стабильности усилителя., потенциально нестабильный и абсолютно стабильный. Первый может оказаться нестабильным при определенных условиях и средах., при этом последний может гарантировать стабильность при любых обстоятельствах. Вопрос стабильности важен, потому что нестабильность означает "колебание", когда усилитель влияет не только на себя, но также выводит нестабильные факторы.
- Максимальная выходная мощность. Этот показатель определяет "емкость" усилителя. Для "большие системы", есть надежда, что они смогут выдавать больше мощности за счет определенного выигрыша..
-эффективность. Усилители должны потреблять определенное количество "энергия" а также достичь определенного количества "вклад". Отношение его вклада к потреблению и есть КПД усилителя.. Хороший усилитель — это тот, который дает больше и меньше потребляет..
- линейный. Линейность характеризует правильную реакцию усилителя на большое количество входов.. Ухудшение линейности означает, что усилитель "искажает" или "искажает" ввод при наличии избыточного ввода. В хорошем усилителе такого быть не должно. "причудливый" природа.
Состав схемы ВЧ усилителя мощности RF PA
Существуют разные типы усилителей.. упрощенный, Схема усилителя может состоять из следующих частей: транзисторы, схемы смещения и стабилизации, и схемы согласования входа и выхода.
1. Транзистор
Существует много видов транзисторов, включая транзисторы с различной структурой, которые были изобретены. По сути, Транзистор работает как управляемый источник тока или напряжения, преобразуя энергию пустого постоянного тока в "полезный" вывод. Энергия постоянного тока получается из внешнего мира, а транзистор его потребляет и преобразует в полезные компоненты. Транзистор, мы можем рассматривать это как "единица". Другой "возможности" из разных транзисторов, например, их способность противостоять силе различна, что также связано с их способностью получать энергию постоянного тока.; например, у них скорость реакции разная, который определяет, насколько широко и высоко он может работать в полосе частот; например, импедансы, обращенные к входным и выходным портам, различны, и возможности внешнего реагирования разные, что определяет сложность его сопоставления.
2. Схема смещения и стабилизации
Цепи смещения и стабилизации — это две разные схемы., а потому, что их часто трудно различить и цели проектирования сходятся, их можно обсудить вместе.
Работа транзистора должна осуществляться при определенных условиях смещения., которую мы называем статической рабочей точкой. Это основа транзистора и его собственная "позиционирование". Каждый транзистор имеет определенное для себя позиционирование, и различное позиционирование будет определять свой собственный режим работы, а еще есть разные исполнения в разном позиционировании. Некоторые точки позиционирования имеют небольшие колебания., которые подходят для работы с небольшим сигналом; некоторые точки позиционирования имеют большие колебания, которые подходят для высокой мощности; некоторые точки позиционирования пользуются меньшим спросом, чистый релиз, и подходят для малошумной работы; некоторые точки позиционирования, Транзисторы всегда колеблются между насыщением и отсечкой., в переключающемся состоянии. Соответствующая точка смещения является основой для нормальной работы..
Схема стабилизации должна находиться перед согласующей схемой, потому что транзистору нужна схема стабилизации как часть самого себя, а затем контактирует с внешним миром. В глазах внешнего мира, транзистор со схемой стабилизации представляет собой "совершенно новый" транзистор. Это гарантирует "жертвы" чтобы обрести стабильность. Механизмы, стабилизирующие схему, обеспечивают плавную и устойчивую работу транзисторов..
3. Схема согласования входа и выхода
Целью схемы согласования является выбор принятого режима.. Для тех транзисторов, которые хотят обеспечить больший коэффициент усиления, подход заключается в том, чтобы принять и вывести по всем направлениям. Это означает, что через интерфейс схемы согласования, связь между различными транзисторами более плавная. Для разных типов усилителей, согласующая схема — не единственный метод проектирования, который "принят в полном объеме". Некоторые небольшие трубки с небольшим постоянным током и неглубоким фундаментом более склонны к определенной блокировке при приеме, чтобы получить лучшие шумовые характеристики.. Однако, с блокировкой нельзя переусердствовать, в противном случае это повлияет на его вклад. Для некоторых гигантских энергетических ламп, нужно быть осторожным при выводе, потому что они более нестабильны, и в то же время, определенная сдержанность помогает им приложить больше усилий "неискаженный" энергия.
Реализация стабильности усилителя мощности RF PA
Любой транзистор потенциально нестабилен.. Хорошие стабилизирующие схемы можно соединить с транзисторами, чтобы сформировать "непрерывная работа" Режим. Реализации схем стабилизации можно разделить на два типа.: узкополосный и широкополосный.
Схема узкополосной стабилизации потребляет определенное количество усиления.. Эта стабильная схема реализуется путем добавления определенных цепей потребления и селективных цепей.. Эта схема позволяет транзистору вносить вклад только в небольшой диапазон частот.. Еще одной широкополосной стабилизацией является введение отрицательной обратной связи.. Эта схема может работать в широком диапазоне.
Источник нестабильности – положительные отзывы., и идея узкополосной стабильности состоит в том, чтобы ограничить часть положительной обратной связи.. Конечно, это также подавляет вклад. Негативный отзыв, Хорошо сделано, имеет множество дополнительных приятных преимуществ. Например, отрицательная обратная связь может помешать согласованию транзисторов, ни один из них не нуждается в согласовании для хорошего взаимодействия с внешним миром. К тому же, введение отрицательной обратной связи улучшит линейные характеристики транзистора.
Технология повышения эффективности радиочастотного усилителя мощности RF PA
КПД транзистора имеет теоретический предел. Этот предел варьируется в зависимости от выбора точки смещения. (статическая рабочая точка). К тому же, если периферийная схема плохо спроектирована, его эффективность будет значительно снижена. В настоящий момент, у инженеров не так много способов повысить эффективность. Здесь всего два вида: технология отслеживания конвертов и технология Доэрти.
Суть технологии отслеживания конвертов заключается в разделении входных данных на два типа.: фаза и конверт, а затем усилить их по отдельности с помощью разных схем усилителя. Таким образом, два усилителя могут сосредоточиться на своих частях, и сотрудничество двух усилителей может достичь цели более эффективного использования..
Суть технологии Доэрти заключается в: использование двух транзисторов одного типа, только один работает, когда ввод мал, и работает в высокоэффективном состоянии. Если ввод увеличивается, оба транзистора работают одновременно. Основой реализации этого метода является то, что два транзистора должны молчаливо взаимодействовать друг с другом.. Рабочее состояние одного транзистора напрямую определяет эффективность работы другого..
Проблемы тестирования RF PA
Усилители мощности являются очень важными компонентами систем беспроводной связи., но они по своей сути нелинейны, вызывая явления спектрального роста, которые мешают соседним каналам, и может нарушать установленные законом стандарты внеполосного излучения.. Эта характеристика может даже вызвать внутриполосные искажения., что увеличивает частоту ошибок по битам (BER) и снижает скорость передачи данных системы связи.
При соотношении пиковой и средней мощности (ПАПР), новый формат передачи OFDM будет иметь более спорадическую пиковую мощность, затрудняет сегментацию PA. Это ухудшает соответствие спектральной маске и увеличивает EVM и BER по всей форме сигнала.. Для решения этой проблемы, инженеры-проектировщики обычно намеренно снижают рабочую мощность УМ. К сожалению, это очень неэффективный подход, поскольку ПА снижает 10% своей рабочей мощности и теряет 90% его мощности постоянного тока.
Большинство современных радиочастотных PA поддерживают несколько режимов, частотные диапазоны, и режимы модуляции, сделать больше тестовых заданий доступными. Тысячи тестовых заданий – не редкость. Использование новых технологий, таких как снижение пик-фактора. (CFR), цифровое предыскажение (ДПД) и отслеживание конвертов (восточноевропейское время) может помочь оптимизировать производительность PA и энергоэффективность, но эти технологии только усложнят тест и сильно продлят время теста. Время проектирования и испытаний. Увеличение полосы пропускания РЧ УМ приведет к пятикратному увеличению полосы пропускания, необходимой для измерений ДПД. (возможно, превышающий 1 ГГц), дальнейшее увеличение сложности испытаний.
Согласно тенденции, с целью повышения эффективности, Компоненты RF PA и интерфейсные модули (ФЭМ) будут более тесно интегрированы, и один FEM будет поддерживать более широкий диапазон частотных диапазонов и режимов модуляции.. Интеграция источника питания или модулятора ET в FEM может эффективно снизить общие требования к пространству внутри мобильного устройства.. Увеличение количества слотов фильтра/дуплексера для поддержки большего диапазона рабочих частот приведет к увеличению сложности мобильных устройств и количества тестируемых элементов..
Усилитель мощности радиочастотного модуля мобильного телефона (PA) Ситуация на рынке
Усилители мощности мобильных телефонов в настоящее время представляют собой компонент, который не может быть интегрирован в мобильные телефоны.. Производительность мобильного телефона, след, качество связи, сила мобильного телефона, и срок службы батареи определяются усилителем мощности.
Как интегрировать эти усилители мощности разных частотных диапазонов и стандартов — важный вопрос, который изучает отрасль.. В данный момент, есть два решения: одна из них — архитектура слияния, который объединяет усилители мощности RF разных частот.; другая архитектура — это интеграция по сигнальной цепи, то есть, PA и дуплексер интегрированы. Обе схемы имеют преимущества и недостатки, и подходят для различных мобильных телефонов. Конвергентная архитектура, высокая интеграция PA, имеет очевидное преимущество в размере более чем 3 полосы частот, и очевидное ценовое преимущество для 5-7 полосы частот. Недостатком является то, что, хотя PA интегрирован, дуплексер все еще довольно сложен, и есть потери на переключение, когда PA интегрирован, и производительность пострадает. Для последней архитектуры, производительность лучше. Интеграция усилителя мощности и дуплексера может улучшить текущие характеристики., который может сэкономить десятки миллиампер тока, что эквивалентно увеличению времени разговора на 15%. Следовательно, Инсайдеры отрасли предполагают, что, когда их будет более 6 полосы частот (исключая 2G, речь идет о 3G и 4G), принята конвергентная архитектура, и когда меньше 4 используются полосы частот, ПАД, решение, объединяющее PA и дуплексер, используется.