Noticias de PCB - Diseño del amplificador de potencia de banda ancha en modo F continuo con reactancia de resistencia extendida

En eSte trabajo se presenta un método para mejorar el ancho de banda del amplificador de potencia (PA), que está diseñado en Form A de una serie de módulos de resistencia continua de clase F (scfm). Al introducir la tercera carga armónica en la resistencia scfm pa, se resuelve el problema de superposición de la impedancia fundamental y armónica y se mejora el ancho de banda. Utilizando este método, se diseña un amplificador de potencia de alta eficiencia con una frecuencia de funcionamiento de 0,5 ~ 2,3 GHz. Los resultados experimentales muestran que la Potencia de salida del amplificador de potencia es de 1..0 W y la eficiencia de fuga en el rango de 0,5 ~ 2,3 GHz es de 59% ~ 79%.

Con el rápido desarrollo de la tecnología de comunicaciones inalámbricas, Siguiente...Sistema inalámbrico de generación de energía Se necesita un ancho de banda más amplio para lograr una mayor tasa de transferencia de datos. Como equipo de transmisión clave, Pa requiere una mayor eficiencia en un ancho de banda más amplio y puede cumplir varios estándares.

En los últimos años, Muchos estudios han explorado formas de mejorar el ancho de banda y la eficiencia de la pa. 2009, S. C. Modo continuo pa propuesto por cripps1, La limitación del ancho de banda del modo de conmutación tradicional pa se resuelve mediante la introducción adecuada de reactancia, como el segundo armónico y el tercer armónico.. Posteriormente, Continuo B/Tipo j, Continua F - type y inversa F - type pa se proponen sucesivamente 2 - 6.. En teoría, Debido a la impedancia armónica del borde del gráfico Smith, Ancho de banda máximo de B continuo/J, F continua, Modo anti - F pa limitado a una octava. Por consiguiente,, Debido a la limitación de la carga armónica, es difícil realizar el rendimiento de octava del amplificador de potencia.. 2013, Lu y Chen 7 propusieron el método de la serie de modo continuo de reactancia de Resistencia, La impedancia armónica similar a la resistencia se introduce en el modo continuo para aliviar la restricción estricta de la carga armónica 8. - 9. Utilice este método, Al introducir resistencia, el ancho de banda puede exceder una octava, La segunda carga armónica también tiene un espacio de impedancia fundamental más amplio, Esto ha mejorado aún más Pa de banda ancha. La serie de reactancia de resistencia de modo continuo inverso pa fue propuesta por Li et al.. 9 y revela el diseño Pa de banda ancha.

En este trabajo, la fórmula matemática extendida se utiliza para analizar la resistencia scfm. La introducción de la impedancia armónica terciaria amplía aún más el espacio de diseño y proporciona un mayor grado de libertad en el diseño de pa de alta eficiencia y múltiples rangos de frecuencia.

Extended resistance-reactance SCFM
The traditional resistance-reactance SCFM has a half-wave rectified sinusoidal current waveform in Este inherent current generator plane of the device, Eso es, ids(θ) in the following form:

The voltage waveform vds(θ) is no longer strictly limited to a square wave, and includes a set of variables that depend on the parameters α and γ:
By multiplying the current waveform of the resistance-reactance SCFM by the parameter (1+βcosθ), La tercera impedancia armónica de la resistencia se introduce manteniendo la forma de onda de tensión constante.. New current wave
In this way, Se puede obtener una solución de impedancia alternativa con impedancia armónica secundaria y terciaria.. Tensión dividida por corriente, Se puede calcular la Impedancia de carga en cada armónico. Aquí está., Zn se especifica como la impedancia armónica n.
Valor de Z1, Unidad z2, Z3 depende de las condiciones 0 - 1 y - 8/Realizable 3 1. La figura 1 muestra la variación de la impedancia fundamental y la impedancia armónica con respecto a la isla ± y \ 206 » ². La segunda región armónica se mueve hacia la región fundamental con el cambio de la isla ± y la isla; ², Cuando la isla se reduce, la Tercera Región armónica tiende a la región fundamental.. Esta característica nos permite resolver el problema de superposición entre la impedancia fundamental y la Impedancia de onda en el diseño de múltiples octavas..
La eficiencia del drenaje es una función de "y". La figura 2 muestra los cambios en la eficiencia del drenaje y la Potencia de salida con respecto a las Islas ± y las islas; ². Los cambios en « "» y «" se limitarán al área efectiva, Por lo tanto, incluso si la Potencia de salida disminuye ligeramente, se puede lograr una eficiencia aceptable del drenaje.. En el diseño de este artículo, Rango de condición 0 - 0.4 y - 0.Elija 4 - ² - 0 para lograr una eficiencia de drenaje superior al 65%.
Simulation and measurement
In order to verify the effectiveness of this method, Utilizando el Transistor wolfspeed cgh4001f Gan, se diseña una resistencia scfm PA con una frecuencia de funcionamiento de 0..5 a 2.3 GHz. Funciona con un sesgo de drenaje estático de 28v y 68ma. El sustrato es Rogers. 4350B (εr=3.66), Espesor 30 mils, Espesor de la capa metálica 35 μm.

A través del proceso iterativo Alta frecuencia A baja frecuencia, Puede realizar la simulación de tracción de carga armónica, Luego se puede obtener la Impedancia de carga óptima. Entre ellas figuran:, Impedancia obtenida Alta frecuencia Para la terminación de armónicos de baja frecuencia. Repita este proceso hasta obtener la Impedancia de carga óptima. Diseño de la red de emparejamiento de salida utilizando la técnica de cálculo directo de frecuencia real 10. La figura 3 muestra la red de emparejamiento de salida de banda ancha diseñada. Debido a que la impedancia armónica de entrada tiene poca influencia en el rendimiento de pa 11, Diseño de la red de emparejamiento de entrada, Debe prestarse atención a la correspondencia fundamental.

Tasker y benedikt12 derivaron un modelo preciso de la red parasitaria de transistores cgh4001f ampliamente utilizada. Sobre la base de este modelo de red parasitaria, las trayectorias de impedancia en el diagrama Smith se muestran en la figura 4 en el plano de encapsulación de la red I - Gen y la red de emparejamiento de salida. La impedancia fundamental calculada del plano actual se mantiene dentro o cerca del rango teórico.

El diseño final de la resistencia scfm pa se muestra en la figura 5. En el caso de una potencia de entrada continua de 29 dBm, los resultados de la simulación y el experimento se muestran en la figura 6. En el rango de frecuencia de 0,5 a 2,3 GHz, la eficiencia de fuga es de 59 a 79%, y la Potencia de salida saturada es de 39,4 a 41,6 dBm. Los resultados experimentales están de acuerdo con los resultados de la simulación.

Caracterización de la linealidad de pa, Utilizamos una señal LTE de 20 MHz con una relación de potencia máxima a media de aproximadamente 7.5db para conducir pa 0.8, 1, 1.6, Y 2 GHz. Como se muestra en la figura 7, the Pa de banda ancha Cuando la Potencia del margen de saturación es de aproximadamente 5 DB, se muestra una buena linealidad., where the adjacent channel leakage power ratio (ACLR) is lower than -30dBc, La eficiencia media es de 34.1 a 49.1%. La Tabla 1 compara el rendimiento de este pa con otros pa de alto nivel similares Pa de banda anchas.
in conclusion
The Diseño de PCB Mediante la introducción de la impedancia armónica de tercer orden, se amplía el espacio de la impedancia scfm.. Utilice este método, El problema de superposición entre la impedancia fundamental y la Impedancia de onda se resuelve eficazmente.. Este artículo utiliza este método para diseñar, Construcción y ensayo de pa de alta eficiencia de banda ancha. La consistencia entre los resultados experimentales y los resultados de la simulación verifica la validez del método propuesto en el diseño de múltiples octavas., Pa de alta eficiencia. Accionado por una señal LTE de 20 MHz, Cuando la Potencia de salida es de aproximadamente 35 dBm, el ACLR de la pa propuesta es inferior a 30 DBC., Eficiencia media del drenaje superior al 34%.