射頻功率放大器,第2部分考慮

第一部分 其中常見(jiàn)問(wèn)題包括射頻功率放大器(PA)的基本作用和功能。這一部分探討了在考慮可能的PA設(shè)備時(shí)需要考慮的一些因素。這并不是一個(gè)詳細(xì)的分析,說(shuō)明許多參數(shù)的特點(diǎn),包括許多獨(dú)特的PA功能。

問(wèn):在對(duì)可能的考績(jī)進(jìn)行初步考慮時(shí),高層通常會(huì)關(guān)注什么?

A:有四個(gè)因素:輸出功率、增益、工作頻率和效率.如果考慮中的巴勒斯坦權(quán)力機(jī)構(gòu)在這四個(gè)方面都有不足之處,這很可能是不合適的,或者需要對(duì)系統(tǒng)性能作出妥協(xié)。

問(wèn):從輸出功率開(kāi)始--那是什么?

答:這很容易理解:在適當(dāng)?shù)陌惭b、散熱甚至調(diào)制波形的情況下,在符合規(guī)格的情況下,PA可以以所需頻率開(kāi)發(fā)出最大的輸出射頻功率。它是用瓦特或dbm(db參照1兆瓦)表示的。

問(wèn):那收益呢?

A:還是比較容易。增益表示在特定頻率下,PA可以提供多少"提升"。它是輸入功率與PA的比率和來(lái)自PA的輸出功率的比率,并以db表示。在某些情況下,PA可以提供所需的輸出功率,但沒(méi)有足夠的增益來(lái)利用來(lái)自小得多的輸入信號(hào)的潛在輸出。在這種情況下,在低輸入階段信號(hào)和PA之間使用前置放大器,使PA輸入達(dá)到所需的水平。

頻率看起來(lái)很明顯,有什么特別的事情要知道嗎?

是的,這是顯而易見(jiàn)的,但是PA的性能必須以感興趣的頻率和帶寬來(lái)定義。有些考績(jī)制度是根據(jù)增益、功率和其他因素進(jìn)行優(yōu)化的,以便在單一頻率或在非常窄的范圍內(nèi)表現(xiàn)良好。其他的可能提供的性能并不那么令人印象深刻,但可以在更大的范圍內(nèi)做到,因此可以用于寬帶應(yīng)用程序。例如,單Wi-Fi帕,許多人只需要在2.4千兆赫波段或5.2千兆赫波段(兩個(gè)最常見(jiàn)的指定范圍)工作,但不需要在兩者都工作;或可能需要一個(gè)雙波段帕。因此,設(shè)計(jì)者必須在使用兩個(gè)Pas(每個(gè)帶一個(gè))或一個(gè)單一的、寬幅的PA之間做出選擇,這兩個(gè)帶的規(guī)格可能有所降低。

問(wèn):效率是一個(gè)數(shù)字嗎?

不,那太容易了。相反,它是操作頻率的函數(shù),當(dāng)然,它也是信號(hào)類型,如脈沖和連續(xù)波,以及調(diào)制類型。效率幾乎總是一個(gè)令人擔(dān)憂的問(wèn)題,因?yàn)樗绊戇\(yùn)行時(shí)間和電池壽命(在許多設(shè)計(jì)中,如智能手機(jī),PA是直流電源的最大消費(fèi)者),它影響熱問(wèn)題和系統(tǒng)必須耗散多少能量(熱量)。

問(wèn):所有其他因素都是平等的,是否最好選擇效率最高的帕?

答:不一定。首先,所有其他因素在低效率和高效率之間很少平等。其次,效率更高的PA可能成本更高,規(guī)模更大。第三,PA效率是信號(hào)級(jí)別和類型的函數(shù),所以一些單行的設(shè)計(jì)可能選擇兩種選擇:一種是低功率下的高效(另一種是禁用的),一種是無(wú)縫過(guò)渡到低功率下的低效率,更適合于更高功率。一種基于這個(gè)方案的設(shè)計(jì)叫做多爾蒂放大器, 圖1 雖然它確實(shí)有效,而且可以很好地工作,但是實(shí)現(xiàn)的設(shè)計(jì)和細(xì)節(jié)有微妙之處,需要在組件選擇、拓?fù)浼?xì)節(jié)和操作上非常謹(jǐn)慎,以確保兩個(gè)專業(yè)人員/人員職等之間平穩(wěn)和無(wú)扭曲的過(guò)渡。

圖1:當(dāng)傳輸信號(hào)的功率比高時(shí),多厄蒂放大器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)被用于最大限度地有效利用直流功率;它使用一對(duì)并行放大器,其中一個(gè)為低功率信號(hào)的性能優(yōu)化,另一個(gè)為高功率信號(hào)的性能優(yōu)化。

問(wèn):說(shuō)到扭曲,它的各種形式的扭曲又如何呢?

答:這是一個(gè)很難"確定"的因素,因?yàn)樗Q于這么多的操作條件。其中的許多指標(biāo)是壓縮點(diǎn)和截取點(diǎn)(對(duì)于連續(xù)性信號(hào)),以及鄰近信道功率比(Anh), 圖2 ,以及誤差向量量, 圖3 (對(duì)于數(shù)字調(diào)制的信號(hào)),以及諸如支承自由動(dòng)態(tài)范圍等參數(shù)。

圖2:鄰近通道功率比是評(píng)估射頻PA性能時(shí)使用的許多先進(jìn)指標(biāo)之一。

圖3:誤差向量大小顯示輸出數(shù)據(jù)位映射與輸入數(shù)據(jù)點(diǎn)集的大小和方向。

問(wèn):這就是所有的扭曲嗎?

答:不,還有很多其他的關(guān)于線性度和變形度的合理和有用的測(cè)量方法,并決定使用哪一種方法和給每一種方法多大的權(quán)重是設(shè)計(jì)過(guò)程的一部分,也是采用PA建模和射頻PA選擇的"秘密醬"。此外,還有一些方法可以通過(guò)使用反饋、預(yù)扭曲和前送技術(shù)來(lái)改進(jìn)PA的線性度和失真度,但這些都增加了復(fù)雜性和成本。在許多情況下,改進(jìn)工作是值得的,因?yàn)樗軌蚋玫貙?shí)現(xiàn)性能或者使用成本較低、性能較低的PA。

問(wèn):你怎么選對(duì)爸爸?

答:選擇"最好的"PA作為一個(gè)給予的應(yīng)用程序并不簡(jiǎn)單。就像許多工程設(shè)計(jì)一樣,它涉及許多因素之間的權(quán)衡和妥協(xié),如零件成本、設(shè)計(jì)復(fù)雜性、電路穩(wěn)定性、對(duì)組件公差的敏感性等等。大多數(shù)PA供應(yīng)商提供測(cè)試和充分特征化的參考設(shè)計(jì),這是在特定的大容量或通用應(yīng)用程序中的主要幫助。即使您的應(yīng)用程序是唯一的或者是一個(gè)小眾,這些參考設(shè)計(jì)也可以作為良好的起點(diǎn)。