IC Alttrate - Uzun belirli Doherty gücü amplifikatörünü iyileştirin

Yaklaşık 100 yıl önce icat edilen Doherty Power Amplifier (PA) birçok radyo yayıncılarında enerji etkinliğini geliştirmek için kullanılır ve böyle bir güç arttırması için birçok yol var. Bu makale ilk olarak linearize ve etkileşimliliğin arttırılmasını belirtir ve arkaplan tabanlı birkaç çözüm ve birkaç çözümü belirtir. Sonunda, bir dava araştırması alternatif bir tasarım sürecini göstermek için kullanılır, tasarımın derinliklerinde tartışması ve performans ve maliyetin arasındaki en iyi kompromisyonu nasıl elde etmek için kullanılır.

Linearization teknoloji Transfert (Tx) radyo frekans ön tarafı (RFFE) dört ana teknik performans parametrleri etkileşimlidir, çıkış gücü, linearit ve bandwidth. Son üç parametre genelde iletişim standartları gibi sistem ihtiyaçlarına bağlı. İlk parametr (yani enerji etkisizliği) ayrıtıcı faktördür. Eğer diğer performans parametreleri aynı ise, daha yüksek ön tarafından etkisiz daha iyi.

RFFE'de kullanılan aygıtlar lineer olmayan özelliklerdir ve doğrudan ideal modüller olarak kullanılamaz. Çizgiselik teknolojisi ile Tx RFFE'nin linearitesi geliştirilebilir. Bu genelde Tx RFFE'nin orijinal maliyetini arttırır ve elde ettiğiniz şey etkileşimliliğin, linearitlik ve çıkış gücünün geliştirilmesidir. En azından 1'ye ve 2 patene geri dönüştü. Sıkıştırma ve genişleme teknolojisinin icat edilmesi tarihinin lineer olmayan predistortların uygulaması tarihinin benzediğini düşünebilir.3 Bu programlar nasıl çalıştıklarına göre klasifik edilebilir (1. ve 1. tablo) 4. Linerinizasyon teknolojisinin ayrılma kriterilerinden birisi: taslağı kullanılmaz sinyalleri tahmin edip çıkarıp, çıkıştan önce veya önünde düzeltmeyi yapılması ya da çıkarması gerektiğini tahmin edip çıkarması. Klasifikasyon genel özellikleri anlamak ve en iyi uygulama yöntemini belirlemek için faydalı.

Ölçüm sonrası düzeltme tasarımın örneğindir, geri dönüşü ölçüm önünde düzeltme tasarımıdır ve önünde geçmişi önünde düzeltme tasarımıdır. Önümüzdeki çözümler, daha geniş frekans bandları ve daha düşük güç sahip sistemlerde dijital predistortyon (DPD) için çok sorun olabilir, istenmeyen sinyallerin nesillerine bağlı. Diğer taraftan, tahmin eden çözümler bozulma gerekmez ve bozulma tamamen yok olabilir.

Bu örneklerden kayıp olan şey, tahmin edici sonrası düzeltmeyi kullanan linearize tekniklerinin tüm kategorisi. Son 100 yılda insanlar bu teknoloji serisinde derin araştırmalar ve kayıtlar yaptılar. Choi 8, Andersson 9 ve Chung 10 tarafından tanıtılan 5, Envelope 6 ve Doherty 7 yayımlayıcı ve hibrid yayımlayıcılar bu teknolojilerin örneklerindir, fakat bu teknolojiler linearizasyon teknolojileri yerine etkileşimliliğini geliştirmek için kullanılır. Pazar Geliştirme. Görüntüsünün en temiz şekli ve faz dışındaki şemaların etkileşimli üretilmiş çizgi komponentlerden sinyallerini inşa etmek için artırma ve yol toplama kullanır. Doherty amplifikatörü "an a yol" veya "taşıyıcı" adında bir referans yolu ve "en yüksek yol" veya "ikinci yol" adında etkileşimli bir yol içerir. Doherty tasarımının daha büyük matematiksel analizi bu maddelerin genişliğinden uzaktadır ve birçok belgelerde bulunmuştur. Ayrıntılı bilgi için okuyucular özellikle Cripps makalesi 11'e referans edebilir.

DOHERTY uygulaması Doherty'nin en sık ve genellikle en hızlı başlangıç noktası "zerot içeriği" (2. Şekil olarak görülür):

* Fixed RF input to the final power splitter.

* Ana amplifikatör ve yardımcı amplifikatör farklı yönlendirildir (mesela AB ve C sınıf kullanarak).

* Doherty sintezleyici dört dalga uzunluğu bir yayım satırıyla oluşturulmuş.

* Çoğu uygulamalarda bu mimar yeterince güç kazanmayacak (en azından tek bir son a şamadan değil), ve fazla kazanç aşamaları güç bölücünün önünde kaskadır. Bu en yaygın uygulama sıkıntıları:

* Tasarım dondurulduktan sonra, hiçbir alanda kazanç ve fazı karşılaştırma yolu yok.

* Yanlış sahnesi yüzünden etkileşimliliği ve çıkış gücü arasında bir ticaret var. Aslında bu görevi gerçekleştirmek için C-seviye bias (açık bir analog devre).

* Effektiflik geliştirmesi tek seviye sınırlı. Çoklu fazla kaskadın durumu performans geliştirmesini sınırlayacak, özellikle kazanç daha yüksek frekanslarda azaltılacak. Başka bir perspektifden Doherty motoru, transistor'un ön tarafından çıkan birkaç önemli fonksiyonel mekanizma ile açık döngü çözümüdür. Diğer değişkenler (faz offset, bölümcü tasarım, etc.) tanımlanırken, sadece bir ya da iki operasyon noktası üzerinde bir çeşit anahtar ayarlama bağlılığı verilecek.

challenge

Doherty'nin etkileşimliliğini geliştirme yollarından biri yüklük modulasyondur. Bu modülasyon arkasındaki sürücü motoru, iki veya daha fazla amplifikatörden sintezleyiciye çıkış akışının farkındadır. Motor sadece Doherty operasyonunu yaklaştırabilir, tasarımcıların sorunları motoru bu operasyona en iyi mümkün şekilde yaklaştırmak, ama hala uygun fiyat/performans oranı vardır. Doherty performansı için potansiyel engeller: 1) Birleştirme düğümüne giren sinyalin amplitudi ve fazı eşleştirmesi, özellikle aşırı frekans (3.a Şekil). Ideal değerinden ayrılma etkileşimliliği ve çıkış gücünü azaltır. Sonuncusu daha destekli olabilir, çünkü aygıtlar niyetli olarak ayrılmamış ve etkileşimliliğin artması sintezleyici aracılığıyla başarılı etkileşimlere bağlı. 2) Doherty motorunun yardımcı yolu bir poliçin veya hokey yaprak özelliğini gösteriyor (3.b figürü görünüyor). Ideal değerine ulaşmak sık sık bilinen etkileşimlik oda noktasına ulaşmanın en önemli sebebi. Bu özelliğin ideal değerinden lineer bir cevapla değiştirmesi gerektiğinden dolayı Doherty amplifikatörünün davranışı, dördüncü dengelenmiş amplifikatörün (yalnız bir sintezleyici ile olsa da), özellikle etkileşimlilik performansına benzeyecek. 3) AB ve C sınıfındaki ana amplifikatör ve yardımcı amplifikatörün genelde kullanılan "farklı bias" iki amplifikatörün çıkış gücünü ve etkinliğini azaltmak için zorlayacaktır (3.c Şekil). Cripps 11 tarafından açıklandığı gibi, A sınıfından C sınıfından kısa lineer amplifikatörler sürdürülmesi (teorik olarak bu iki aşamalar kaynakları boyunca sinusoidal voltajla çalışacak) olağanüstü maksimum çıkış gücü ve etkinlik özelliklerini değiştirecek. Aynı zamanda, eğer bias bir farklı motor oluşturmak için kullanılırsa (geleneksel Doherty uygulaması gibi), çıkış gücü ve etkileşimliliği arasında bir ticaret var. Aynı zamanda, farklı durum Doherty etkisini arttıracak, ama ulaşabilen performansını azaltır.

Doherty amplitüsünün çözümleri: sintezleyici amplitüsü ve faz eşleştirmesi (a), yardımcı arttırıc ı şimdiki cevap (b) ve güç etkinliği ticareti (c).

Değişiklikler ve geliştirmeler Gelenekli uygulama içinde tasarımcılara performans ve fleksibillik seçenekleri sağlıyor.

* Doherty bölücü ve sintezleyici içinde birçok kazanç sahneleri var

* N Road Doherty

* Akıllı dağıtılmış bölümcüsü

* Programlanabilir bölücü

* Bias modulation

* Doherty tarafından kullanılan iki frekans geliştirme teknolojisine üçüncü frekans geliştirme teknolojisi ekliyor.

* Bölüm düzenlemesi

* Digital Doherty

Tasarımcılara ulaşan farklı mimarlar yanında, ürün hayat döngüsünde üç noktada da ayarlanabilir. Tasarım aşamasında tasarım parametreleri, üretim sürecine sabit değerler olarak değiştirilebilir (örneğin, girdi bölümcü tasarım parametreleri). Yapılandırma sürecinde, genelde ölçülü verilere dayalı parametreleri değiştirebilirsiniz ya da ayarlayabilirsiniz, sonra parametreleri programlama aracılığıyla dondurabilirsiniz ya da düzeltebilirsiniz. Bir örnek, aygıtlardaki hedef önlemlerini oluşturmak için kullanılan nominal bias voltaj. Bu ekipman alanda çalıştıktan sonra, parametreler a çık döngü veya kapalı döngü şeklinde sürekli ya da özel bir zamanda yenilenebilir. Açık döngü çözümleri tamamen tahmin edilebilir özelliklere bağlı, kapalı döngü çözümleri in şa edilmiş ölçümler ve kontrol gerekebilir. Bir örnek, sıcaklık ödüllendirme devriyidir. Bu ürün hayat döngüsü seçenekleri "en iyisi" olmayan çoklu çözüm sağlar. Tasarımcılar tasarımın ardından gelen üretim ve temsil yeteneklerinin tasarım fırsatı sırasında karşılaştığı dizayn sorunları ve ticaret çıkışları kadar önemli olduğunu biliyorlar.

Sıfır seviye uygulamasının tersi dijital Doherty'dir (görüntü 4). Bu mimarın özelliği, dijital-analog dönüştürmeden önce dijital alanda giriş ayrılması. Dijital sinyal işlemlerini iki genişletici yola uygulanan sinyallere uygulama yeteneği ile, değiştirilemez performans bir RF donanımından alınabilir. Standart Doherty uygulamasıyla karşılaştırıldığında, dijital uygulamasının çıkış gücünün %60'a, etkileşimliliğin %20'e ve bandwidth %50'e ulaşabileceğini tahmin eden önizleme linearitesini azaltmadan %12 arttırabilir.

Doherty tasarımı iyileştirmek için ölçüm Yardımcı tasarım süreci, trenleri ve duygusallığı anlamak için tasarımla iyi bağlı bir simülasyon ortamı inşa etmek öneriliyor. Böyle bir simulasyon ile geliştirme sürecinin büyük bir parçası çabuk kapalı olabilir. İlk adımın girişi aygıtların yükleme verilerini ya da modelini, birleştirilen devre teoretik araştırmalarını ve eşleşen ağın cevabını ve ölçüm verilerini ya da diğer empirik verileri içeren değerlendirme tahtasını dahil edebilir. Bu başlangıç noktasına dayanarak, tasarım süreci ölçüm destekleyen tasarımla eklenebilir (görüntü 5).Dijital Doherty için, bu yaklaşımın başlangıç noktası iki girdi portu, girdi ve çıkış eşleştirme a ğları, aktif cihazlar, bias ağları ve kombinatörler içeren Doherty amplifieridir (görüntü 6). İki girdi cihazının prototipi Doherty'nin ölçülenerek, üretim çevresinde beklenen performans sınırlarını, ticaret ve tekrarlığını daha derin anlamak mümkün. Testin yapılandırmasına önemli olan iki sinyal yolu, sinyalleri birbiriyle değiştirebilir. Bu sinyallere doğru, stabil ve tekrarlanabilen amplitude ve faz offsetlerini uygulamaya rağmen, en azından sinyal yollarından birine çizgi olmayan şekilde uygulamak da çok faydalı.