Mobilní komunikační systémy s vysokou přenosovou rychlostí potřebují výkonové zesilovače (PA), které nabízejí vysokou energetickou účinnost a pomáhají snižovat provozní náklady sítí.

To je výzvou, jelikož komplexní modulační schémata používané v nejnovějších celulárních normách mají vysoké poměry špičkových až středních výkonů (PAR), které zase vyžadují vysokou průměrnou účinnost z PA vysílačů. Mnoho architektur PA má "sladké místo", ve kterém pracují nejúčinněji a pracují s mnohem nižšími efektivnostmi od tohoto místa. Dosažení vysoké průměrné účinnosti znamená tedy budování PA architektur, které jsou účinné v širokém spektru provozních podmínek.

Viděli jsme několik slibných přístupů k budování takových PA, pomocí tranzistorů GaN v Doherty a out-fasing architekturách. Myslíme si, že je možné dosáhnout ještě větší účinnosti, pokud je způsob, jakým jsou ukončeny vyšší harmonické vysílaného signálu, efektivněji řízen bez zvýšení velikosti nebo složitosti desky PA.

Náš přístup využívá harmonicky shodné GaN tranzistory a architekturu QLI (quasi load-insensitive), která dosahuje efektivity zesilovače Class-E ve standardním RF balíčku. Přístup nabízí vysoce efektivní provoz. Navzdory tomu, že Doherty a PA-out architektury postupně modulují jejich zatížení.

Připomínáme, že na obrázku 1 je zjednodušená architektura Doherty PA.

Obrázek 1: Zjednodušená architektura Doherty PA

Obrázek 2 Zjednodušená architektura PA s vyšším stupněm fázování

Vytváření efektivnějších PA pomocí technik QLI
Pro dosažení vysoké efektivity z jednoduché struktury obvodu používáme konečnou indukčnost implementace zesilovače Class-E. Četné provozní režimy vznikají, protože vztah mezi prvky zatěžovací sítě a vstupními parametry se mění jako funkce rezonančního faktoru q = 1 / ω√LC, přes L a C, jak je znázorněno na obrázku 3.

Obrázek 3: Kvasi-zatížením necitlivá třída E PA s konečnou indukcí DC přívodu L a lowpass LC (L1C1) a souvisejícími průběhy

V případě q = 1.3 vstupuje PA do provozního režimu třídy E, který nabízí nejvyšší účinnost v širokém rozsahu zatěžovacích odporů - jak je vyžadováno u systémů, které používají dynamickou modulaci zatížení.

Ve standardních RF balíčcích umožňují omezení velikosti a nákladů pouze jednoduché přizpůsobení síťových topologií. Sériový kondenzátor je obtížně implementovatelný interně. Proto jsme odvodili funkčně identickou transformovanou nízkoprůchodovou LC část (L1C1), jak je uvedeno v dolní polovině obrázku 3.

Vzhledem k tomu, že vyšší harmonické jsou uzavřeny uvnitř obalu, je konvenční základní zatěžovací systém dostatečně dobrý, aby dosáhl optimální impedance pro maximální účinnost, maximální výstupní výkon a zpětný odraz (např. 6dB). Naměřená data ukazují, že maximální výstupní výkon a účinnost jsou vyrovnány na skutečné ose grafu Smithova zesilovače. Maximální účinnost je zachována, zatímco výstupní výkon klesá pro rostoucí skutečnou část zátěže, což ukazuje, že druhá harmonická impedance potřebná k dosažení špičkové účinnosti během modulace zatížení není ovlivněna. Tato vlastnost je velmi užitečná pro zvýšení průměrné efektivity systému Doherty a PA-out.

Použití technik QLI pro návrh třídy Class E Doherty PA
Naše zatěžovací měření síly a účinnosti zabaleného zařízení naznačují, že má vnitřní rotaci signálu λ / 4. Tato interní rotace může být vzata v úvahu při návrhu zatěžovací sítě Doherty PA, takže na výstupu není nutné přidávat vyrovnávací linky. Základní impedance zatížení požadovaná u vedoucích obalů je také dostatečně vysoká, aby umožňovala spojení jednotky Doherty přímo bez dalšího přizpůsobovacího systému.

Skutečnost, že v obalu jsou zakončeny vyšší harmonické, znamená, že zátěžová síť pro Doherty PA může být jednoduchá, kompaktní a že nepotřebuje vyšší harmonické přizpůsobení. Navíc je hlavní zařízení zaujatý v režimu Class-AB, zatímco špičkové zařízení je předurčeno v režimu třídy C pro své klidové proudy, aby zajistilo konvenční operaci Doherty, takže při tvrdém pohonu bude přístroj vstupovat do třídy Class E.

Aplikuje techniky QLI na dvojitý vstupní, smíšený režim s vyloučením PA
Projekt smíšeného režimu je zobrazen na obrázku 4 (b). Kompenzace Chireix byla začleněna do dvou větví úpravou jejich elektrické délky o ± Δ namísto přidání plošně náročné zkreslení. Hodnota Δ určuje požadovaný vyrovnávací úhel mimo fáze.

Pro kombinovanou fázi řízení a řízení vstupů a výstupů se používá kombinace fázového řízení a regulace vstupního výkonu pro dosažení maximální účinnosti vypouštění / PAE v porovnání s výkonem. Profily měniče pro dosažení optimální odezvy na efektivitu jsou uloženy ve vyhledávací tabulce. To znamená, že vyloučený PA se může vyvarovat ostrého efektu / zisku při vyšších fázích, čímž udržuje vysokou účinnost.

QLI PA architektury v praxi
Testovali jsme tyto dvě PA architektury pomocí dvojitého vstupního měřicího nastavení, které by mohlo zamést jak vstupní fázi, tak amplitudu signálu. Přístroje nebyly tlačeny do vysokého tlaku, aby nedošlo k přehřátí při provozu s kontinuálními vlnami. To znamená, že špičkový výkon s modulovanými signály je nejméně 1dB vyšší než statický měřený výstupní výkon. Pro linearizaci byl použit vektorový polynomický přístup s obecnou pamětí. Optimalizovaná strategie předběžného zkreslení by měla dát ještě lepší linearizaci.

Proč investovat do čističky vzduchu?

Tato práce ukazuje, že je možné vytvořit vysoce efektivní PA založené na modulaci zátěže tím, že ukončí vyšší harmonické uvnitř RF balíčku. Tento přístup také znamená, že sítě kombinující síly mohou být jednoduché a kompaktní.

Předchozí:Převedení upgradu vysílání do další generální výhody televizního vysílání

Další:Jak vysílat vlastní FM rozhlasovou stanici s malinou Pi

Zanechat vzkaz

Seznam zpráv

Komentáře Loading ...

výrobky Kategorie

Produkty Značky

Fmuser Sites

Jak vybudovat efektivnější výkonové zesilovače RF tím, že ukončí harmonické v obalu

Zanechat vzkaz

Seznam zpráv