COFDM PA 功率放大器

射頻功率放大器 COFDM 2-5-10-20-30-40-50 瓦頻率 170-860-3000mhz

PA功放

用於 DVB-T COFDM TX 發射機傳輸的 PA 射頻功率放大器 1-2-5-10-20-30-40-50 瓦

$156.00

PA功放

TDD PA功率放大器模塊用於雙向收發器變速器1W 2W 5W 5W 10W 15W 20W

淺談COFDM PA功率放大器

COFDM PA 功率放大器

作為無線視訊和數據收發器的專業供應商, 很多客戶會詢問功率放大器，以增加無線發射器的覆蓋範圍，並增強無線訊號強度. 功放可以說是很多射頻工程師無法迴避的一道坎. 功能, 分類, 性能指標, 電路組成, 效率提昇技術, 發展趨勢... 關於射頻功率放大器你需要知道的一切你都知道嗎? 來補課吧!

RF PA 的兩個關鍵規格: 功率和線性度

在射頻功率放大器中, 功率效率 (佩) 定義為輸出訊號功率與輸入訊號功率差與直流電源功耗的比值, 即:

PAE= (脈衝輸出 - 普芬)/PDC= (脈衝輸出 - 普芬)/(VDC*IDC)

射頻功率放大器RF PA的功能

射頻功率放大器RF PA是傳輸系統的主要部分, 其重要性不言而喻. 在發射機的前級電路中, 調製振盪電路產生的射頻訊號功率很小, 需要經過一連串的放大緩衝階段, 中間放大階段, 最後的功率放大級，在將輻射饋送到天線之前獲得足夠的射頻功率. 為了獲得足夠大的射頻輸出功率, 必須使用射頻功率放大器. 功率放大器通常是最昂貴的, 最耗電的, 以及固定裝置或終端效率最低的組件.

調製器產生射頻訊號後, 射頻調變訊號被 RFPA 放大到足夠的功率, 透過配對網絡, 然後由天線發射.

放大器的作用是將輸入內容放大並輸出. 輸入和輸出, 我們稱之為 "訊號," 通常表示為電壓或功率. 對於一個 "系統" 例如放大器, 它是 "貢獻" 是為了提高某個水平 "吸收" 和 "產量" 對外界. 這個 "改進貢獻" 是個 "意義" 放大器的存在. 如果擴大機能有好的性能, 那麼它可以貢獻更多, 反映了它自己的 "價值". 如果初期出現一些問題 "機構設計" 放大器的, 然後開始工作或工作一段時間後, 不僅無法提供任何 "貢獻", 但有些出乎意料 "衝擊" 可能會發生. "震驚" 對外界或擴大機本身來說都是災難性的.

射頻功率放大器RF PA的分類

根據不同的工況條件, 功率放大器分類如下:

射頻功率放大器的工作頻率非常高, 但頻段比較窄. 射頻功率放大器一般採用選頻網路作為負載電路. 射頻功率放大器可分為三種工作狀態: 一個 (一個), 乙 (乙), 和C (C) 根據電流導通角. A類放大器電流的導通角為360°, 適用於小訊號低功率放大. B類放大器電流的導通角等於180°, C類放大器電流的導通角小於180°. B級和C級均適用於高功率工作條件, C類工況的輸出功率和效率是三種工況中最高的. 大多數射頻功率放大器工作在 C 類, 但C類放大器的電流波形失真太大, 因此它們只能透過使用調諧電路作為負載諧振來放大功率. 由於調諧環路的濾波能力, 環路電流和電壓仍然接近正弦波形，失真很小.

除上述以電流導通角分類的工作狀態外, 還有D類 (d) 擴大機和 E 類 (Ë) 使電子設備運作在開關狀態的放大器. D類放大器的效率高於C類放大器.

射頻功率放大器RF PA性能指標

射頻功率放大器RF PA的主要技術指標是輸出功率和效率. 如何提高輸出功率和效率是射頻擴大機設計目標的核心. 通常在射頻功率放大器中, LC諧振電路可以選擇基頻或某個諧波，實現不失真放大. 一般來說, 評價擴大機大概有以下幾個指標:

- 獲得. 這是輸入和輸出之間的比率，代表擴大機的貢獻. 好的擴大機就是貢獻盡可能多的 "產量" 盡可能在其範圍內 "自身能力範圍".

-工作頻率. 這代表了放大器對於不同頻率訊號的承載能力.

- 工作帶寬. 這決定了擴大機的範圍 "貢獻". 對於窄帶放大器, 即使自己的設計沒有問題, 它的貢獻可能是有限的.

-穩定. 每個電晶體都有潛力 "不穩定地區。" 該 "設計" 放大器需要消除這些潛在的不穩定性. 放大器穩定性有兩種類型, 潛在不穩定和絕對穩定. 前者在某些條件和環境下可能會顯得不穩定, 而後者在任何情況下都能保證穩定性. 穩定性問題很重要，因為不穩定意味著 "振盪", 當擴大機不僅影響其自身時, 但也輸出不穩定因素.

- 最大輸出功率. 該指標決定了 "容量" 放大器的. 對於 "大系統", 希望以犧牲一定的增益為代價，輸出更大的功率.

-效率. 放大器必須消耗一定量的 "活力" 並且還達到了一定的數量 "貢獻". 其對功耗的貢獻之比就是擴大機的效率. 好的擴大機是貢獻多、消耗少的擴大機.

- 線性. 線性度表徵放大器對大量輸入的正確響應. 線性度惡化意味著放大器 "扭曲" 要么 "扭曲" 存在過量輸入時的輸入. 好的放大器不應該表現出這種情況 "怪異的" 自然.

射頻功率放大器RF PA的電路組成

有不同類型的放大器. 簡, 放大器電路可由以下部分組成: 電晶體, 偏壓和穩定電路, 以及輸入輸出匹配電路.

1. 電晶體

電晶體有很多種, 包括已發明的各種結構的電晶體. 本質上, 電晶體透過將空直流電的能量轉換為受控電流或電壓源來工作 "有用" 產量. 從外界獲取直流能量, 晶體管消耗它並將其轉換成有用的組件. 電晶體, 我們可以把它看作 "一個單位". 不同的 "能力" 不同電晶體的, 比如他們承受力量的能力不同, 這也是由於它們能夠獲得直流能量; 例如, 他們的反應速度不同, 這決定了它可以工作的頻段有多寬和多高; 例如, 輸入端和輸出端面對的阻抗不同, 以及對外的反應能力不同, 這決定了匹配的難度.

2. 偏壓和穩定電路

偏壓和穩定電路是兩個不同的電路, 但因為它們往往難以區分且設計目標趨同, 他們可以一起討論.

電晶體的工作需要在一定的偏壓條件下, 我們稱之為靜態工作點. 這是晶體管及其自身的基礎 "定位". 每個電晶體都有一定的自身定位, 而不同的定位會決定自己的工作模式, 並且在不同的定位上也有不同的表現. 部分定位點波動較小, 適合小訊號工作; 部分定位點波動較大, 適合高功率輸出; 部分定位點需求較少, 純粹的釋放, 適合低噪音工作; 一些定位點, 電晶體總是在飽和和截止之間徘徊, 處於切換狀態. 合適的偏置點是正常工作的基礎.

穩定電路必須位於匹配電路之前, 因為電晶體需要穩定電路作為本身的一部分, 然後聯絡外界. 在外界眼中, 具有穩定電路的電晶體是 "全新" 電晶體. 它使得確定 "犧牲" 獲得穩定. 穩定電路的機制使電晶體保持平穩運行.

3. 輸入輸出匹配電路

匹配電路的目的是選擇可接受的模式. 對於那些想要提供更多增益的電晶體, 方法是全面接受並輸出. 這意味著透過匹配電路的接口, 不同電晶體之間的通訊更加順暢. 適用於不同類型的擴大機, 匹配電路並不是唯一的設計方法 "完全接受". 一些直流小、基礎淺的小管在接收時更願意做一定量的遮擋，以獲得更好的噪音性能. 然而, 封鎖不能過度, 否則會影響其貢獻. 對於一些巨型功率管, 輸出時需要謹慎, 因為它們更不穩定, 同時, 一定量的保留可以幫助他們發揮更多的作用 "不失真的" 活力.

射頻功率放大器RF PA穩定性的實現

每個電晶體都可能不穩定. 好的穩定電路可以與電晶體熔合，形成一個 "連續工作" 模式. 穩定電路的實現可分為兩種類型: 窄帶和寬頻.

窄頻穩定電路消耗一定的增益. 此穩定電路是透過增加一定的消耗電路和選擇電路來實現的. 此電路允許晶體管僅貢獻很小的頻率範圍. 另一種寬頻穩定性是引入負回饋. 此電路可以在很寬的範圍內工作.

不穩定的根源是正向回饋, 窄帶穩定性的想法是抑制一些正回饋. 當然, 這也抑制了貢獻. 負面回饋, 做得好, 還有許多額外的令人欣喜的優點. 例如, 負回饋可能會阻止晶體管匹配, 無需匹配即可與外界良好交互. 此外, 負回授的引入將改善電晶體的線性性能.

射頻功率放大器RF PA效率提陞技術

電晶體效率有理論極限. 此限制隨偏置點的選擇而變化 (靜態工作點). 此外, 如果外圍電路設計不好, 它的效率將會大大降低. 現在, 工程師提高效率的方法不多. 這裡只有兩種: 包絡追蹤技術與Doherty技術.

包絡追蹤技術的本質是將輸入分為兩類: 相位和包絡線, 然後再透過不同的放大電路分別放大. 這樣, 兩個放大器可以專注於各自的部分, 兩個放大器的配合可以達到更高效率利用的目的.

Doherty技術的本質是: 使用兩個相同類型的電晶體, 當輸入很小時只有一個有效, 並處於高效率狀態. 如果輸入增加, 兩個電晶體同時工作. 這種方法實現的基礎是兩個電晶體要默契地配合. 一個電晶體的工作狀態將直接決定另一個電晶體的工作效率.

RF PA 的測試挑戰

功率放大器是無線通訊系統中非常重要的元件, 但它們本質上是非線性的, 造成乾擾相鄰通道的光譜成長現象, 並可能違反法定帶外發射標準. 此特性甚至會導致帶內失真, 這會增加誤碼率 (BER) 並降低了通訊系統的資料傳輸速率.

峰均功率比下 (辣椒), 新的 OFDM 傳輸格式將具有更多零星峰值功率, 使得 PA 難以分段. 這會降低頻譜模板合規性並增加整個波形的 EVM 和 BER. 為了解決這個問題, 設計工程師通常會刻意降低PA的工作功率. 很遺憾, 這是一種非常低效率的方法, 由於 PA 減少 10% 其經營能力並失去 90% 其直流電源.

現今大多數 RF PA 支援多種模式, 頻率範圍, 和調製模式, 提供更多測試項目. 上千個測試項目並不少見. 使用波峰因數降低等新技術 (CFR), 數位預失真 (DPD) 和包絡追蹤 (ET) 有助於優化 PA 性能和電源效率, 但這些技術只會讓測試變得更加複雜並大大延長測試時間. 設計及測試時間. 增加 RF PA 的頻寬將導致 DPD 測量所需的頻寬增加五倍 (可能超過 1 千兆赫), 進一步增加測試複雜性.

依照趨勢, 為了提高效率, RF PA 組件和前端模組 (有限元素法) 將更加緊密地結合在一起, 單一 FEM 將支援更廣泛的頻段和調製模式. 將 ET 電源或調製器整合到 FEM 中可以有效減少行動裝置內部的整體空間需求. 增加濾波器/雙工器插槽數量以支援更大的工作頻率範圍將增加行動裝置的複雜性和測試項目的數量.

手機射頻模組功放 (公共廣播) 市場狀況

手機擴大機領域目前是手機中無法整合的元件. 手機效能, 腳印, 通話品質, 手機實力, 和電池壽命都是由擴大機決定的.

如何將這些不同頻段、不同標準的功放整合起來，是業界一直在研究的重要課題. 目前, 有兩種解決方案: 一是融合架構, 整合了不同頻率的射頻功率放大器PA; 另一種架構是沿訊號鏈的集成, 那是, PA和雙工器整合在一起. 兩種方案各有優缺點, 並且適用於不同的手機. 融合架構, PA高度集成, 規模優勢明顯 3 頻帶, 以及明顯的成本優勢 5-7 頻帶. 缺點是雖然PA是整合的, 雙工器還是相當複雜的, PA整合時存在開關損耗, 且性能會受到影響. 對於後一種架構, 性能更好. 功率放大器和雙工器的整合可以改善電流特性, 可節省數十毫安培電流, 這相當於延長通話時間 15%. 因此, 業內人士建議，當超過 6 頻帶 (不包括2G, 指的是3G和4G), 採用融合架構, 且當小於 4 使用頻段, 軟墊, PA和雙工器整合的解決方案, 被使用.