เพาเวอร์แอมป์เชิงเส้นเทียบกับ. TDD PA สองทิศทาง

เพาเวอร์แอมป์เชิงเส้นเทียบกับ. เพาเวอร์แอมป์สองทิศทาง TDD: ความแตกต่างที่แท้จริงคืออะไร?

ในระบบสื่อสารไร้สายสมัยใหม่, เพาเวอร์แอมป์ (ไม่) มีบทบาทสำคัญในการกำหนดทั้งคุณภาพสัญญาณและประสิทธิภาพโดยรวมของระบบ. เงื่อนไขเช่น เครื่องขยายเสียงเชิงเส้น และ TDD เพาเวอร์แอมป์สองทิศทาง มักจะใช้สลับกัน, แต่ในความเป็นจริง, พวกเขาอธิบาย แนวคิดที่แตกต่างกันในระดับการออกแบบระบบที่แตกต่างกัน.

บทความนี้จะอธิบายความแตกต่าง, ความสัมพันธ์, และกรณีการใช้งานจริงของ PA เชิงเส้นและ TDD สองทิศทาง, จากมุมมองของวิศวกรรม RF.

---

ทำความเข้าใจความแตกต่างหลัก

อยู่ในระดับสูง:

• เครื่องขยายเสียงเชิงเส้น หมายถึง ลักษณะการทำงาน — การขยายสัญญาณมีความเที่ยงตรงเพียงใด.
• TDD เพาเวอร์แอมป์สองทิศทาง หมายถึง สถาปัตยกรรมระบบ — การส่งและการรับสัญญาณแบ่งปันฮาร์ดแวร์ RF อย่างไรเมื่อเวลาผ่านไป.

ทั้งสองแนวคิดนี้ก็คือ ไม่แยกจากกัน. ในความเป็นจริง, มักนำมารวมกันในการออกแบบในโลกแห่งความเป็นจริง.

---

เพาเวอร์แอมป์เชิงเส้นคืออะไร?

ก เครื่องขยายเสียงเชิงเส้น ได้รับการออกแบบมาเพื่อขยายสัญญาณ RF ในขณะที่ยังคงรักษาความสัมพันธ์ของแอมพลิจูดและเฟสของรูปคลื่นดั้งเดิม. ความเป็นเส้นตรงสูงเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับแผนการมอดูเลตดิจิทัลสมัยใหม่.

ลักษณะสำคัญ

• ต่ำ ข้อผิดพลาดขนาดเวกเตอร์ (อีวีเอ็ม)
• ต่ำ อัตราส่วนการรั่วไหลของช่องสัญญาณที่อยู่ติดกัน (ACLR)
• สนับสนุนสำหรับ การมอดูเลตแบบไวด์แบนด์และลำดับสูง (OFDM, QAM)

ข้อดี

• ความเที่ยงตรงของสัญญาณที่ดีเยี่ยม
• เหมาะสำหรับระบบสื่อสารที่มีประสิทธิภาพสเปกตรัม
• ปฏิบัติตามข้อจำกัดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกตามกฎระเบียบได้ง่ายขึ้น

การแลกเปลี่ยน

• ประสิทธิภาพต่ำกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับแอมพลิฟายเออร์แบบอิ่มตัวหรือแบบสวิตช์
• การใช้พลังงานที่สูงขึ้นและการกระจายความร้อน
• โดยทั่วไปทำงานในโหมด Class A หรือ Class AB

แอปพลิเคชันทั่วไป

• LTE / 5จี เอ็นอาร์
• ISDB-T / DVB-T
• วิทยุที่กำหนดโดยซอฟต์แวร์ (ส.ร)
• สถานีฐานและอุปกรณ์ทดสอบ

---

เพาเวอร์แอมป์สองทิศทาง TDD คืออะไร?

ก TDD (ดูเพล็กซ์การแบ่งเวลา) เพาเวอร์แอมป์แบบสองทิศทาง เป็นส่วนหนึ่งของระบบที่ ส่ง (เท็กซัส) และรับ (RX) ฟังก์ชั่นใช้เส้นทาง RF และเสาอากาศเดียวกัน, แต่ใช้งานในเวลาต่างกัน.

แทนที่จะแยกคลื่นความถี่อัปลิงค์และดาวน์ลิงค์, ระบบ TDD สลับกันระหว่าง TX และ RX ในโดเมนเวลา.

สถาปัตยกรรมทั่วไป

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

ข้อควรพิจารณาในการออกแบบที่สำคัญ

• ความเร็วในการสลับ TX/RX ที่รวดเร็ว
• มีการแยกสูงระหว่างเส้นทางส่งและรับ
• การป้องกันส่วนประกอบ RX ที่ละเอียดอ่อนระหว่างการทำงานของ TX

ข้อดี

• จำนวนส่วนประกอบลดลง
• ขนาดโมดูลเล็กลงและต้นทุนระบบลดลง
• การใช้สเปกตรัมและฮาร์ดแวร์อย่างมีประสิทธิภาพ

ความท้าทาย

• การออกแบบสวิตช์ RF ที่ซับซ้อนมากขึ้น
• เสี่ยงต่อความเสียหายของ RX หากการแยกสัญญาณไม่เพียงพอ
• PA ต้องทนต่อการเปิด/ปิดอย่างรวดเร็ว

แอปพลิเคชันทั่วไป

• เครือข่ายส่วนตัว TDD LTE และ 5G
• บรอดแบนด์ไร้สายและลิงก์แบบจุดต่อจุด
• ระบบเรดาร์และระบบโทรมาตร
• FPV และโซลูชั่นไร้สายทางอุตสาหกรรม

---

PA เชิงเส้นเทียบกับ. TDD PA สองทิศทาง: การเปรียบเทียบโดยตรง

ด้าน	เครื่องขยายเสียงเชิงเส้น	TDD PA สองทิศทาง
โฟกัสหลัก	ความเป็นเส้นตรงของสัญญาณ	สถาปัตยกรรมระบบ
กำหนด	คุณภาพของสัญญาณ	วิธีการแชร์ TX/RX
เป็นห่วง	อีวีเอ็ม, ACLR, การบิดเบือน	การสลับ, การแยกตัว
พิเศษซึ่งกันและกัน?	ไม่	ไม่
สามารถรวมกันได้?	ใช่	ใช่

---

พวกเขาทำงานร่วมกันอย่างไรในทางปฏิบัติ

ในระบบสื่อสาร TDD ที่ทันสมัยที่สุด, NS ทางออกที่ดีคือ PA แบบสองทิศทาง TDD เชิงเส้น.

ตัวอย่างเช่น:

• ก 2T2R TDD โมดูลเครื่องขยายสัญญาณเสียงเชิงเส้น
• แต่ละช่องให้กำลังเอาต์พุต 5W
• รองรับการมอดูเลตแบบ OFDM
• ใช้สวิตช์ RF เพื่อหลีกเลี่ยงหรือป้องกัน PA ในช่วงระยะเวลา RX

การรวมกันนี้ช่วยให้มั่นใจได้:

• ความสมบูรณ์ของสัญญาณสูงระหว่างการส่งสัญญาณ
• การใช้ฮาร์ดแวร์อย่างมีประสิทธิภาพซ้ำ
• การออกแบบระบบที่กะทัดรัดและคุ้มค่า

---

การเลือกโซลูชั่นที่เหมาะสม

• หากลำดับความสำคัญของคุณคือ คุณภาพสัญญาณและความแม่นยำในการมอดูเลต, มุ่งเน้นไปที่ ความเป็นเชิงเส้น.
• หากระบบของคุณทำงานอยู่ใน โหมด TDD พร้อมเสาอากาศที่ใช้ร่วมกัน, ก สถาปัตยกรรมแบบสองทิศทาง เป็นสิ่งจำเป็น.
• สำหรับระบบไร้สายที่ทันสมัย, โดยปกติแล้วจะต้องใช้ทั้งสองอย่าง.
• ตรวจสอบเพาเวอร์แอมป์ PA เพิ่มเติมได้ที่ ที่นี่.