RF-signaaliahelas on võimsusvõimendi (PA) aktiivne element, mis asub saatja signaaliahela vooluahela ja antenni vahel, joonis 1. Sageli on see üksik diskreetkomponent, ühe nõude ja parameetritega, mis erinevad suure osa saateahela kui ka vastuvõtja vooluringi nõuetest ja parameetritest. Selles KKK-s käsitletakse PA rolli ja selle iseloomustamist.

K: Mida teeb PA?

V: PA põhifunktsioon on põhimõtteliselt väga lihtne. See võtab väikese võimsusega RF-signaali juba andmete kodeerimise ja modulatsiooni abil soovitud sagedusel ning suurendab selle signaali tugevust kavandamiseks vajalikule tasemele. See võimsustase võib olla kuskil millivatist kümnete, sadade või tuhandete vattideni. PA ei muuda signaali kuju, vormingut ega režiimi, vaid "ainult" võimendab seda.

K: Kas PA on alati iseseisev, diskreetne komponent?

V: Ei. Madalama võimsusega RF-väljundi korral suurusjärgus 100 mW või vähem võib PA olla osa raadiosaatja IC-st või isegi suuremast transiiveri IC-st. Kuigi PA rakendamine sel viisil võib kokku hoida BOM-i kulusid, nõuab see siiski, et projekteerija oleks RF RF-i ja antenni füüsilises paigutuses väga ettevaatlik, kuna RF-signaali suunamine on väljakutse. Samuti võib kiibil oleva PA kujundamine ja teostamine sundida tegema raskeid kompromisse selle või sellega seotud raadiosagedusahela jõudluse osas.

500-1000 W järjekorras olevate suuremate võimsustasemete teises äärmuses ei pruugi üksik diskreetne PA olla võimeline võimsuse taset haldama. Nendel juhtudel võib paralleelselt kasutada mitut PA-seadet. Kuigi see võib lahendada energiaprobleemi, toob paralleelne kujundus välja uue teema: energiabilanss, voolu jagamine, termiline sobitamine, üksikute rikete või ülekuumenemise käsitlemine ja ennetamine ning palju muud.

K: Mis on MMIC?

V: Raadiosageduslikku IC-d koos või ilma PA-ga nimetatakse soenti9-ideks MMIC-millimeetri IC-na, ehkki rangelt öeldes ulatuvad millimeetri lained vahemikku 30 GHz kuni 300 GHz, samal ajal kui vahemikku 1 GHz kuni 30 GHz peetakse mikrolaineteks. Kuid tavakasutus kasutab kõrgemate mikrolainete sageduste jaoks sageli terminit MMIC.

K: milliseid pooljuhtprotsesse kasutatakse RF-PA-de jaoks?

V: Lisaks tavalistele MOSFET-idele oli kuni kümmekond aastat tagasi domineeriv protsess galliumarseniid (GaAs) ja seda kasutatakse tänapäevalgi, enamasti nutitelefonide ja kaabeltelevisiooni vahemikus <5 W. Kõrgemal võimsustasemel on galliumnitriid (GaN) viimase kümne aasta jooksul teinud märkimisväärseid edusamme, seda nii turuvajaduste kui ka müüjate märkimisväärsete protsessiinvesteeringute tõttu. GaN on nüüd uute disainilahenduste eelistatuim PA-protsess.

K: Kuidas siseneb töösagedus olukorda?

V: Alati, kui on olemas raadiosageduslik kujundus, on põhiküsimused võimsus ja sagedus ning ühe teguri mõju teisele. FET-de töösagedus on kuni mitusada MHz, kuid võib ulatuda GHz sagedusvahemikku, samas kui GaA-d on kasulikud mitmekümne GHz-le, ehkki parimad 10 GHz sagedusel. Mitme kümne GHz sagedustel, kuhu on keskendunud suur osa tekkivatest raadiosageduslikest tegevustest (mõelge 5G-le), on GaN kõige atraktiivsem protsess. (Muidugi, kõigil neil üldistel väidetel on erandeid, lisaks on kogu piirkond kiiresti liikuv, seega on need üldised väited kõikumises.)

Pange tähele, et protsessitehnoloogia on ainult osa loost. Teiseks osaks on protsessi kasutamine tootmistegevuse topoloogia osas. Võimaluste hulgas on bipolaarsed risttransistorid (BJT), täiustusrežiimi MOSFETid, heteromunktsionaalsed bipolaarsed transistorid (HBT), metall-pooljuhtide FET (MESFET), kõrge elektronide liikuvus transistorid (HEMT-d) ja külgmiselt hajutatud metallioksiidi pooljuhid (LDMOS). Nende peensused ei ole tavaliselt PA kasutajaga otseselt seotud, kuid mõjutavad seda, mida PA saab teha, ja selle piiranguid.

K: Kui eeldusel, et PA-l on õiged spetsifikatsioonid, siis mis on selle kasutamist mõjutavad peamised probleemid projekteerimisel?

V: neid on kolm: paigutus, signaali terviklikkus ja parasiidid; termiline juhtimine (PA efektiivsus võib olla tavaliselt vahemikus 30% kuni 70%), jahutusradiaator, õhuvool ja juhtiv / tavapärane jahutus; ja antenniga impedantsi sobitamiseks võrgu arendamine, joonis 2.

K: Paigutus ja soojusjuhtimine tunduvad piisavalt lihtsad, et neid ette näha ja modelleerida, aga kuidas oleks lood sobitamisega?

V: Sobitamine on keeruline, kuna aktsepteeritav vaste - mille tulemuseks on enamikul juhtudel VSWR <2 - nõuab hoolikat modelleerimist, Smithi diagrammi (joonis 3) vms tööriista kasutamist ja sageli VNA-d (vektorivõrgu analüsaator). Kuid tegelik väljakutse on see, et koormuse parameetrid - siin, antenn - ei pruugi olla konstantsed.

Kui lõpptooteks on näiteks nutitelefon, mõjutab kasutaja käte ja keha, aga ka teiste läheduses asuvate objektide paigutus koormustakistust ja seega impedantsi sobivust. Kuna olud kasutamise ajal muutuvad, suureneb antenn ja VSWR suureneb, põhjustades kiirgusenergia ebaefektiivsust, võimalikku ülekuumenemist ja termilist seiskamist. Siin on nende nihete vastu võitlemiseks saadaolevad tehnikad, näiteks dünaamiline impedantsi sobitamine, kuid need suurendavad kulusid ja keerukust.

Kui olete huvitatud võimendi ja FM / TV saatja seadmetest, võtke meiega ühendust:[meiliga kaitstud] .

Eelmine:Kuidas otseülekannet Youtube'is kodeerija abil teha

Järgmine:Kas STL-DSTL lingisüsteem on usaldusväärselt?

Jäta sõnum

Sõnumite nimekiri

Kommentaarid Laadimine ...