V RF signálním řetězci je výkonový zesilovač (PA) aktivním prvkem umístěným mezi obvody signálního řetězce vysílače a anténou, obrázek 1. Je to často jediná diskrétní komponenta, která má požadavky a parametry, které se liší od těch a u většiny přenosového řetězce i obvodů přijímače. Tento FAQ se zaměří na roli PA a jak je charakterizován.

Otázka: Co PA dělá?

Odpověď: Základní funkce PA je v pojetí velmi jednoduchá. Bere nízkoenergetický RF signál, již s kódováním a modulací dat a na požadované frekvenci, a zvyšuje jeho sílu signálu na úroveň nezbytnou pro návrh. Tato úroveň výkonu může být kdekoli od miliwattů po desítky, stovky nebo tisíce wattů. PA nemění tvar signálu, formát ani režim, ale „pouze“ jej zesiluje.

Otázka: Je PA vždy nezávislá, diskrétní součást?

Odpověď: Ne. Pro RF výstup s nižším výkonem řádově 100 mW nebo méně může být PA součástí IC vysílacího IC nebo dokonce většího IC vysílače a přijímače. Zatímco implementace PA tímto způsobem může ušetřit náklady na kusovník, vyžaduje, aby konstruktér byl velmi opatrný ohledně fyzického umístění RF IC a antény, protože směrování RF signálu je výzvou. Také konstrukce a provedení PA na čipu může vynutit obtížné kompromisy ohledně jeho výkonu nebo výkonu přidružených RF obvodů.

Na druhém konci vyšších úrovní výkonu na objednávce 500-1000 W nemusí být jediný diskrétní PA schopen zvládnout úroveň výkonu. V těchto případech lze použít více zařízení PA paralelně. I když to může vyřešit problém s energií, paralelní konstrukce přináší nový problém energetické bilance, sdílení proudu, přizpůsobení teplotám, řešení a prevenci jednotlivých poruch nebo přehřátí a další.

Otázka: Co je MMIC?

Odpověď: RF IC s PA nebo bez PA je soenti9es označovaný jako MMIC - milimetr IC - i když striktně řečeno, milimetrové vlny se rozpínají od 30 GHz do 300 GHz, zatímco rozsah od 1 GHz do 30 GHz je považován za mikrovlny. Ale běžné použití často používá termín MMIC pro vyšší mikrovlnné frekvence.

Otázka: Jaké polovodičové procesy se používají pro RF PA?

Odpověď: Kromě standardních MOSFETů byl zhruba před deseti lety dominantním procesem arsenid galia (GaAs), který se dodnes používá, většinou v řadě <5 W chytrých telefonů a kabelové televize. Při vyšších úrovních výkonu dosáhl nitrid gália (GaN) v posledním desetiletí významného pokroku, a to jak z důvodu potřeb trhu, tak ze strany prodejců značných investic do procesu. GaN je nyní nejoblíbenější proces PA pro nové designy.

Otázka: Jak vstupuje provozní frekvence do situace?

Odpověď: Kdykoli existuje návrh RF, klíčovými problémy jsou výkon a frekvence a dopad jednoho faktoru na druhý. FET pracuje až do několika set MHz, ale může dosáhnout až do pásma GHz, zatímco GaA je užitečné pro několik desítek GHz, i když nejlépe pod 10 GHz. Na kmitočtech do několika desítek GHz, kde je velká část vznikající RF aktivity zaměřena (myslím 5G), je GaN nejatraktivnějším procesem. (Samozřejmě, že každý z těchto obecných prohlášení má výjimky, plus celá oblast se rychle pohybuje, takže tato obecná prohlášení jsou v pohybu.)

Všimněte si, že procesní technologie je pouze součástí příběhu. Druhou částí je, jak je tento proces používán, co se týče topologie výroby, Mezi možnosti patří bipolární tranzistorové spoje (BJT), MOSFET s vylepšeným režimem, heterojunkční bipolární tranzistory (HBT), kovově polovodičové FET (MESFET), vysoká mobilita elektronů tranzistory (HEMT) a laterálně rozptýlené polovodiče z oxidů kovů (LDMOS). Jemnosti každého z nich nejsou obecně pro uživatele PA přímo relevantní, ale ovlivňují to, co může PA udělat a jaká jsou jeho omezení.

Otázka: Za předpokladu, že PA má správné specifikace, jaké jsou primární problémy s návrhem ovlivňující jeho použití?

A: Existují tři: rozvržení, integrita signálu a parazitika; tepelné řízení (PA účinnost může být kdekoli od 30% do 70%, typicky), chladič, proudění vzduchu a vodivé / konvenční chlazení; a vývoj sítě pro přizpůsobení impedance anténě, obrázek 2.

Otázka: Rozvržení a řízení teploty se zdají být dostatečně jasné, aby se daly předvídat a modelovat, ale co shoda?

Odpověď: Shoda je složitá, protože přijatelná shoda - ta, která má ve většině případů VSWR <2 - vyžaduje pečlivé modelování, použití Smithova grafu (obrázek 3) nebo podobného nástroje a často VNA (vektorový síťový analyzátor). Skutečnou výzvou však je, že parametry zátěže - zde anténa - nemusí být konstantní.

Je-li konečným produktem například chytrý telefon, ovlivňuje umístění rukou a těla uživatele, jakož i dalších blízkých předmětů, impedanci zátěže a tím i kvalitu impedanční shody. Se změnou okolností během používání se „detuny“ antény a VSWR zvýší, což povede k neúčinnosti vyzařované energie, možnému přehřátí a tepelnému vypnutí. Zde jsou k dispozici techniky, které působí proti těmto posunům, jako je dynamické přizpůsobení impedance, ale tyto zvyšují náklady a složitost.

Máte-li zájem o výkonový zesilovač a vysílač FM / TV, neváhejte nás kontaktovat:[chráněno e-mailem] .

Předchozí:Jak žít na YouTube s Encoderem

Další:Spojuje systém STL-DSTL spolehlivě?

Zanechat vzkaz

Seznam zpráv

Komentáře Loading ...

výrobky Kategorie

Produkty Značky

Fmuser Sites

Jakou roli hraje výkonový zesilovač (PA) v RF?

Zanechat vzkaz

Seznam zpráv