Didelėms duomenų perdavimo greitį naudojančioms judriojo ryšio sistemoms reikia RF galios stiprintuvų (PA), kurie teikia didelį energijos vartojimo efektyvumą, siekiant sumažinti tinklo eksploatacines išlaidas.

Tai yra iššūkis, nes sudėtingose moduliavimo schemose, naudojamose naujausiuose korinio ryšio standartuose, yra aukšti maksimalaus ir vidutinio galios santykiai (PAR), o tai savo ruožtu reikalauja didelių vidutinių siųstuvo PA našumo. Daugelis PA architektūrų turi "saldžią vietą", kurioje jie efektyviausiai veikia, ir veikia daug mažesniu našumu toli nuo tos vietos. Todėl pasiekus aukštą vidutinį našumą, reikia sukurti architektūrą, kuri būtų efektyvi įvairiausiomis darbo sąlygomis.

Mes matėme keletą perspektyvių būdų kurti tokias PA, naudodami "Doherty" GaN tranzistorius ir išstūmimo architektūras. Mes manome, kad galima pasiekti dar didesnį efektyvumą, jei būdas, kuriuo perduodamo signalo aukštoji harmonika yra nutraukta, būtų galima veiksmingiau valdyti, nepadidinant PA plokštės dydžio ar sudėtingumo.

Mūsų požiūris naudoja harmoningai suderintus GaN tranzistorius ir beveik neįkraunamąsias (QLI) architektūras, kad pasiektų klasės E klasės stiprintuvo efektyvumą standartinėje RF pakuotėje. Šis metodas siūlo didelio efektyvumo veikimą. Nepaisant to, kad Doherty ir out-phasing PA architektūros moduliuoja savo apkrovas.

Primename, kad 1 paveikslėlyje yra supaprastinta Doherty PA architektūra.

Pav. 1: supaprastinta Doherty PA architektūra

Pav. 2 supaprastinta perifuzinė PA architektūra

Sukurti efektyvesnes PA naudojant QLI metodus
Mes naudojame "Class-E" stiprintuvo galutinį induktyvumą, kad būtų pasiektas didelis efektyvumas iš paprastos grandinės struktūros. Atsiranda daug darbo režimų, kai ryšys tarp apkrovos tinklo elementų ir įėjimo parametrų skiriasi priklausomai nuo rezonanso faktoriaus q = 1 / ω√LC, per L ir C, kaip parodyta paveiksle 3.

Pav. 3: silpnai apkrovos nejautri klasė E PA, su savo galutine nuolatinės srovės induktoriaus L ir mažakračio LC sekcija (L1C1) ir susijusiomis bangos formomis

Kai q = 1.3, PA pereina į "E" klasės darbo režimą, kuris užtikrina geriausią našumą per daugelį apkrovos varžų - tai reikalinga sistemoms, kurios naudoja dinaminę apkrovos moduliaciją.

Standartiniuose RF paketuose, dydžio ir sąnaudų apribojimai leidžia atlikti tik paprastas atitikimo tinklo topologijas. Serijinį kondensatorių ypač sunku įgyvendinti viduje. Todėl mes išvedėme funkciniu požiūriu identišką transformuotą žemųjų dažnių LC sekciją (L1C1), kaip parodyta paveikslo 3 apatinėje pusėje.

Kadangi aukštesnės harmonijos yra suderintos pakuotės viduje, tradicinė bazinė apkrovos traukos sistema yra pakankamai gera, kad būtų pasiektas optimalus varža maksimaliam efektyvumui, maksimaliai galiai ir atgal (pvz., 6dB). Išmatuojami duomenys rodo, kad maksimali išėjimo galia ir našumas yra suderinti su stiprintuvo Smitho diagramos realia ašimi. Didžiausias efektyvumas yra išsaugotas, o išėjimo galia mažėja dėl didėjančios realios apkrovos dalies, o tai rodo, kad antrojo harmoninio impedansas, kurio reikia norint pasiekti maksimalų efektyvumą per apkrovos moduliavimą, neturi įtakos. Ši savybė yra labai naudinga, norint padidinti Doherty ir neveikiančių PA efektyvumą.

QLI metodų taikymas E klasės "Doherty PA" dizainui
Siūlomo įrenginio galios ir efektyvumo matavimai, susiję su apkrova, rodo, kad jis turi λ / 4 vidinį signalo sukimąsi. Dėl šio vidinio sukimosi galima atsižvelgti į "Doherty PA" apkrovos tinklo konstrukciją, todėl nereikia papildomų kompensavimo linijų pridėti prie išvesties. Pagrindinė apkrovos varža, reikalinga pakuotės viduje, taip pat yra pakankamai didelė, kad būtų galima prijungti Doherty kombinaciją tiesiai be papildomo tinkamumo.

Tai, kad paketų viduje yra aukštesnės harmonikos, reiškia, kad "Doherty PA" apkrovos tinklas gali būti paprastas, kompaktiškas ir nereikalingas aukštesnės harmonijos atitikimas. Be to, pagrindinis įtaisas yra nukreiptas į "Class-AB" režimą, o piko prietaisas yra nukrypęs C klasės režimu, kad išlaikytų jų besiskiriančias sroves, kad užtikrintų įprastą "Doherty" veikimą, tad, kai varomas įtampa, įrenginys pateks į "Class-E" operaciją.

QLI metodų taikymas dvejopo įvedimo, mišrios formos, išvystytos PA dizainui
Mišraus režimo išstūmimo schema parodyta paveiksle 4 (b). Chireix kompensacija buvo įtraukta į dvi šakas, reguliuojant jų elektrinį ilgį ± Δ, vietoj to, kad būtų pridėta sritį sunaudojanti šunto suscept. Δ vertė nustato reikalingą išėjimo fazių kompensavimo kampą.

Jei naudojama mišraus režimo išjungimo fazė, naudojamas fazės ir įvesties ir galios valdymo derinys, kad būtų pasiektas didžiausias išleidimo / PAE efektyvumas, palyginti su maitinimo atgaline. Pavaros profilis, norint pasiekti geriausią efektyvumo atsakymą, saugomas paieškos lentelėje. Tai reiškia, kad "out-phasing" PA gali išvengti aštrių našumo ir (arba) pralaidumo padidėjimo didesniame fazės pakopoje, todėl išlaikyti aukštą jo efektyvumą.

QLI PA architektūros praktikoje
Mes išbandėme šias dvi PA architektūras, naudodamiesi dvigubos įvesties matavimo įtaisu, galinčiu nušviesti signalo įėjimo fazę ir amplitudę. Įrenginiai nebuvo įstumiami į didelį suspaudimą, siekiant išvengti perkaitimo veikiant nuolatinėmis bangomis. Tai reiškia, kad maksimali galia su moduliuotais signalais yra bent 1dB didesnė nei statinė matuojama išėjimo galia. Linearizacijai buvo naudojamas vektoriniu komutuojamas bendros atminties polinomas metodas. Optimizuota skaitmeninė išankstinio iškraipymo strategija turėtų suteikti dar geresnę linearizaciją.

Išvada

Šis darbas rodo, kad galima pagaminti didelio efektyvumo, apkrovos moduliavimo pagrįstas MA, nutraukiant aukštesnę harmoniką RF pakuotės viduje. Šis požiūris taip pat reiškia, kad maitinimo tinklai gali būti paprasti ir kompaktiški.

Ankstesnis:"Turning Broadcast" naujovinimas į "Next-general" TV pranašumą

Kitas:Kaip transliuoti savo FM radijo stotį su aviečių Pi

Palik žinutę

Žinučių sąrašas

Komentarai Kraunasi ...