Na cadea de sinal RF, o amplificador de potencia (PA) é o elemento activo situado entre o circuíto da cadea do sinal do transmisor e a antena, Figura 1. É a miúdo un compoñente discreto, un con requisitos e parámetros que difiren dos de gran parte da cadea de transmisión así como do circuíto receptor. Esta preguntas frecuentes analizará o papel da PA e como se caracteriza.

P: Que fai o PA?

R: O concepto básico dunha PA é moi sinxelo no concepto. Leva o sinal RF de pouca potencia, xa coa codificación e modulación de datos e coa frecuencia desexada, e aumenta a súa forza do sinal ata un nivel necesario para o deseño. Este nivel de potencia pode ser desde calquera millwatt ata decenas, centos ou miles de vatios. O PA non modifica a forma, formato ou modo do sinal, pero amplifícao "simplemente".

P: A PA é sempre un compoñente independente e discreto?

R: Non. Para a saída de RF de menor potencia da orde de 100 mW ou menos, o PA pode ser parte da IC de transmisión RF ou incluso do transceptor máis grande. Aínda que implementar o PA deste xeito pode aforrar custo de BOM, esixe que o deseñador teña moito coidado coa colocación física da RF IC e da antena, xa que é un reto o enrutamento do sinal RF. Ademais, o deseño e execución da PA en chip pode obrigar a compromisos difíciles sobre o seu rendemento ou o rendemento dos circuítos RF asociados.

No outro extremo dos niveis de potencia máis elevados da orde de 500-1000 W, pode que unha soa PA discreta non poida controlar o nivel de potencia. Nestes casos, pódense utilizar en paralelo varios dispositivos de PA. Mentres facelo pode resolver o problema de enerxía, un deseño paralelo trae o novo problema de equilibrio de potencia, compartición de corrente, correspondencia térmica, tratar e evitar fallos individuais ou superenriquecido, e moito máis.

P: ¿Que é un MMIC?

R: Un CI de RF con ou sen a PA é denominado soenti9es como un MMIC - milímetro IC, aínda que en rigor, as ondas milímetros comprenden 30 GHz a 300 GHz, mentres que o intervalo de 1 GHz a 30 GHz considérase microondas. Pero o uso común adoita usar o termo MMIC para as frecuencias de microondas máis altas.

P: Que procesos de semiconductor se empregan para os PA de RF?

R: Ademais dos MOSFET estándar, ata hai aproximadamente unha década, o proceso dominante era o arseniuro de galio (GaAs), e aínda se usa na actualidade, principalmente na gama <5 W de teléfonos intelixentes e televisión por cable. A niveis de potencia máis elevados, o nitruro de galio (GaN) realizou avances significativos na última década, debido tanto ás necesidades do mercado como ao importante investimento de procesos por parte dos vendedores. GaN é agora o proceso de PA máis favorecido para novos deseños.

P: Como entra a frecuencia de funcionamento na situación?

R: Sempre que hai un deseño de radiofrecuencia, os problemas clave son a potencia e a frecuencia e o impacto dun factor sobre o outro. Os FET funcionan ata varios centos de MHz, pero poden alcanzar o rango de GHz, mentres que os GaA son útiles para varias decenas de GHz, aínda que son mellores con 10 GHz. Nas frecuencias nas varias decenas de GHz, onde se concentra gran parte da actividade de RF emerxente (pensemos 5G), GaN é o proceso máis atractivo. (Por suposto, cada unha destas afirmacións xerais ten excepcións, ademais de que toda a área está en movemento rápido, polo que estas afirmacións xerais están en fluxo.)

Teña en conta que a tecnoloxía de procesos só é parte da historia. A outra parte é como se usa o proceso, en termos de topoloxía de fabricación, entre as opcións están os transistores de unión bipolar (BJTs), MOSFETs en modo de mellora, transistores bipolares heterojuncionais (HBTs), FETs de metal-semicondutores (MESFETs), alta mobilidade de electróns transistores (HEMTs) e semicondutores de óxido metálico difusos lateralmente (LDMOS). As sutilezas de cada un xeralmente non son directamente relevantes para o usuario de AP, pero afectan o que a PA pode facer e as súas limitacións.

P: Se a AP ten as especificacións correctas, cales son os principais problemas de deseño que afectan ao seu uso?

R: Hai tres: disposición, integridade do sinal e parasitos; xestión térmica (a eficiencia PA pode ser desde 30% ata 70%, normalmente), disipador de calor, fluxo de aire e refrixeración condutiva / convencional; e desenvolver unha rede para a correspondencia de impedancias coa antena, Figura 2.

P: A disposición e a xestión térmica semellan o suficientemente sinxelas como para anticipar e modelar, pero que pasa coa coincidencia?

R: A coincidencia é complicada porque unha coincidencia aceptable (que resulta nunha VSWR <2 na maioría dos casos) require un modelado coidadoso, o uso do gráfico Smith (Figura 3) ou ferramenta similar e, a miúdo, un VNA (analizador de rede vectorial). Pero o verdadeiro reto é que os parámetros da carga (aquí a antena) poden non ser constantes.

Se o produto final é un teléfono intelixente, por exemplo, a colocación das mans e do corpo do usuario, así como doutros obxectos próximos, afecta a impedancia de carga e, polo tanto, a bondade da impedancia. A medida que as circunstancias cambian durante o uso, a antena "detúmase" e VSWR aumentará, dando lugar a unha ineficiencia enerxética radiada, un posible sobrecalentamento e unha parada térmica. Aquí hai técnicas dispoñibles para contrarrestar estas quendas como a coincidencia de impedancias dinámicas, pero estas engaden custo e complexidade.

Se estás interesado en amplificadores de potencia e equipos transmisores de FM / TV, non dubides en contactarnos:[protexido por correo electrónico] .

prev:Como transmitir en directo en Youtube co codificador

seguinte:Será que o sistema de enlace STL-DSTL é relativo?

Deixar unha mensaxe

Lista de mensaxes

Comentarios Loading ...