(NPAs) הם אבני בניין בסיסיות כמעט בכל תדר רדיו מודרני (RF) שידורים של תחנות בסיס סלולרי וקישורים לווייניים ל-Wi-Fi ומערכות מכ"ם.התפקוד העיקרי שלהם - תוך שימוש בסימן כוח נמוך לרמה מספקת להדגמה אמינה על פני ערוץ אלחוטי - הוא חיוני, אך חוסר לינאריות של מכשירים אלה המציגים עיוותים באופן חמור שיכול לעוות אותות מדויקים במיוחד עבור רמות גל מסוג זה, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, רמות נמוכות יותר של רמות גבוהות יותר של קודים של רמות מהירות גבוהה יותר של DPSK, על ידי שימוש ב- QPSK, כלומר, באפקטים של שימוש באפקטים של DPSK, באפקטים של שימוש באפקטים של שימוש באפקטים של שימושיות של DPSK, באפקטים של שימוש באפקטים מדויקים, באפקטים של BPSK, QPSK, כולל של שימוש באפקטים מדויקים, כולל של שימוש באפקטים של שימוש באפקטים של שימוש באפקטים מדויקים, QPSK (DV, על ידי שימוש באפקטים מדויקים, כולל של שימוש באפקטים מדויקים, כולל של שימוש באפקטים של שימוש באפקטים מדויקים, כולל של שימוש באפקטים מדויקים יותר, כולל של

הבנה של תכונות לא ליניאריות

לינאריות של מגבר כוח מוגדר על ידי כמה מדויק אות הפלט שלו משכפל את אות הקלט, בקנה מידה רק על ידי רווח קבוע.מגבר אידיאלי יפיק גרסה בקנה מידה מושלם של הקלט מבלי להציג כל רכיבי תדר מעבר לאלה הקיימים בסימן המקורי.אמת-אמת-אמת המגברים, עם זאת, מציג FLT:0non ליניארית העברת מאפיינים של LTF1, במיוחד, כמו שהם מונעים לאפקטים גבוה יותר (D) של אמפ-AMD.

עיוות AM-AM מתאר כיצד כוח הפלט מדחוס ככוח קלט עולה מעבר לאזור ליניארי.לדוגמה, עלייה של 1-DB בקלט עשויה לייצר רק עלייה של 0.5-dB בתפוקה. AM-PM עיוות מתייחס לשינוי שלב לא מתוכנן המתרחש כמו השינויים בקלט משתנה.במגברים רבים של כוח RF, שלב זה יכול להיות מספר מעלות של שלב B של אותות הנעה, משחיתים ישירות.

שיעורי מגבר כוח שונים ליניאריות והיעילות שלהם. Class A הם ליניאריים מאוד אבל סובלים יעילות ירודה (בדרך כלל 50%, לעתים קרובות הרבה פחות בפועל) Class AB מגבר מציעים מסחר-off, מתן יעילות טובה יותר עם ליניאריות מקובלת עבור יישומים רבים. Class C מגבר הם יעילים אך לא לינאריים, מה שהופך אותם ללא אותות חיצוניים, ללא אותות תגובה מיידית, כמו אפקט אחד של הדחיסה יחסית של הדחיסה.

שלב המשתנים ותפקידו בתקשורת המודרנית

שלב מודולציה (PM) וגרסאות דיגיטליות שלה (phase Shift keying, PSK) encode נתונים על ידי שינוי שלב של אות נושאת קבוע-אמפליטה (BPSK בינארי), שני שלבים (0 ° ו 180 °) מייצגים שלב אחד. Quadrature PSK (QPSK) משתמש ארבעה שלבים נפרדים, המייצגים כל אחד מפורמטים גבוהים יותר כגון 16Q ליטר (שלבים) אפילו יותר של ספקטרום) והשגת יעילות גבוהה יותר.

הרגישות לשגיאות שלב עולה עם סדר תוכנית המודולציה. A QPSK המקלט יכול לסבול טעות שלב של ±45 מעלות לפני ביצוע טעות הדגמה, אבל אות 64-QAM, המשתמש 64 נקודות סטנטציה נפרדות, עשוי לאפשר פחות מ ±5 מעלות של שלב סטייה. כל עיוות שהוצג על ידי מגבר כוח לא ליניארי הגורם לשינוי - כגון AM-PM - מתורגמת באופן מיידי לנקודות החלטה לא פתורות.

השפעה של לא ליניארית כוח מגבר על אותות שלב-Modulated

AM AM AM ו AM-PM Distortion

המנגנון העיקרי שבאמצעותו אותות שלב מותנים של NPA הוא השילוב של דחיסה AM-AM ו- AM-PM המרה.עבור אות קבוע של שלב-השלב המתמד (למשל, PSK טהור עם שום וריאציות אמפיריות), המרה AM-PM היא הדאגה הדומיננטית.

(הופנה מהדף QPSK המסנן עם תנודות שורש-הקודש (RRC) בצורת הדופק להגביל רוחב פס.המסנן גורם תנודות מפוסלות (אנלופ וריאציות) אפילו על שלב קבוע ללא הבחנה קבוע של נברלופה.כאשר אות כזה עובר דרך מגבר כוח עם המרת AM-PM משמעותית, כל אחת מידנית של רמה של רמה מסוימת של שינוי יעיל של נקודה:0 נקודות קצה זה למעשה מתפשטת של נקודה אחת של נקודה אחת של נקודה אחת, עם השפעה יעילה של נקודה אחת, עם אפקט של נקודה אחת, עם אפקט של נקודה אחת, עם אפקט של נקודה אחת, עם אפקט של נקודה אחת, עם אפקט של נקודה אחת, כלומר, עם אפקט של נקודה אחת של נקודה אחת, עם אפקט של נקודה אחת, באופן יעיל של נקודה אחת, עם אפקט של נקודה אחת, עם אפקט של נקודה אחת, עם השפעה של נקודה אחת, באופן יעיל של נקודה אחת, עם אפקט של נקודה אחת, באופן יעיל של נקודה אחת, עם אפקט של נקודה אחת של נקודה אחת, עם אפקט של נקודה אחת, באופן יעיל של נקודה אחת של נקודה אחת, עם אפקט של שינוי זה הוא למעשה, עם אפקט של נקודה אחת, עם אפקט של נקודה אחת, עם השפעה של נקודה אחת, עם אפקט של נקודה אחת של נקודה אחת של

ערוץ ההתערבות והדמיון

מגברי בידוד מייצרים עיוותים בין-ממדיים (IMDs) המייצרים רכיבים תדרים מחוץ לפס רוחב הפס המקורי של האות.תופעה זו, המכונה FLT:0spectral regrowthFLT:1, מרחיבה אנרגיה לתוך הערוצים הסמוכים. במערכות סלולריות, תקנות מגבילות את יחס ה-PR-of-band לינארי, כך ספקטרום רגיש מ-NPAs יכול לגרום לדרגה גבוהה יותר של הגבלת גובה של הגבלת גובה של הגבלת גובה של כוח-reperi.

יחס דליפות ערוץ אדג'נט (ACLR) הוא מדד מרכזי המשמש לכמת אפקט זה. תחנת בסיס LTE טיפוסית 4G חייבת לשמור על ACLR של לפחות -45 dBc. Achieving זה עם מגבר לא לינארי דורש תפוקה משמעותית בחזרה (הפחתה) או טכניקות לינאריזציה.

טעות Vector Magnitude (EVM) Degradation

גודל וקטור שגיאות (EVM) הוא מדד מקיף של איכות מודולציה שלוכדת הן שגיאות גודל והן שלב.זה משווה נקודות סטאט אידיאליות עם נקודות שהתקבלו בפועל לאחר פיזור. עבור אותות בשלב, התרומה הדומיננטית ל EVM מ NPA היא לעתים קרובות רכיב השגיאה שלב.סימן 64-QAM טיפוסי עשוי לדרוש EVM מתחת ל-3% עבור פעולה אמינה, בעוד 256-QAM דוחף דרישות 1.5% מתחת ל-1.5.

מדדים על מגבר כוח מודרני של גירוד (GaN) כוח מגבר, למשל, מראים כי בשלב הדחיסה 1-dB לאחור, EVM עבור אות 64-QAM עשוי להיות סביב 2.5%.בדחיסה מלאה, EVM יכול לעלות על 10%, מה שהופך את האות לא ניתן להמרה.

השפעה על bit Error Rate (ER)

התוצאה הסופית של ההשפלה EVM היא עלייה בשיעור השגיאה הקטן.עבור תוכנית מודולציה נתונה, יש מערכת יחסים מוגדרת היטב בין EVM ו BER תחת תוספת של רעש גאוסי לבן (AWGN) כאשר NPA Non Liity מעלה את ה- EVM, את הסימון היעיל-לא-אין-אין-אין-יחס (SNR) מופחת, המוביל ל- BER גבוה יותר.

טכניקות ל- Non ליניארי Power Amplifiers

Digital Predistortion (DPD)

נטייה דיגיטלית היא טכניקת ליניטיזציה בשימוש נרחב ביותר בתקשורת המודרנית.DPD פועל על ידי הוספת בלוק דיגיטלי לפני המגבר הכוח החל את ה-FLT:0inverseFLT:1 של הפונקציה ההעברה הלא לינארית של המגבר, אם המגבר מציג שלב של +5 ב ampude מסוים, predistor מציג שלב של שינוי דחיסה או דחיסה מתאימה באופן קבוע (Denster) באופן קבוע שינויים דחיסה.

DPD יעיל יכול להפחית EVM מכמה אחוזים עד יותר מ 1% ויכול לשפר את ACLR על ידי 15-20 dB. היישום דורש מעבד אותות דיגיטלי (DSP) ו המקלט משוב, הוספת מורכבות וצריכת חשמל.עם זאת, עבור תחנות בסיס ו משדרים בעלי עוצמה גבוהה, DPD הוא דרישה סטנדרטית של יישומית מספקי מוליכים למחצה (למשל, אנליסט מכשירים טקסס) לספק הדרכה מקיפה על פורמטים של DPDDSDFSD (אפקטים: ALTD)

מזון והזנת קואריזציה

שיטות לינאריזציה אנליסט קדמו DPD ועדיין משמשים בתרחישים מסוימים.FLT:0FeedveקדימהFLT:1 ליניטיזציה פיצול אות קלט לשתי דרכים: הנתיב הראשי דרך NPA ותוואי ההתייחסות שנשאר ליניארי.העיוות שנוצר על ידי NPA מופק על ידי השוואת הפלט המוגבר עם ההתייחסות, המוגבר על ידי שגיאה מוגברת, וניתן להשיג חוסר איזון ראשוני יותר מאשר מערכת יעילה יותר (L) הוא יעיל יותר מאשר ל-L.

(FLT:0) FeedbackveFLT:1 ליניטיזציה (כגון משוב קרטסיאני) משתמשת בגרסה מופרכת של הפלט לתיקון הקלט בזמן אמת.זה פשוט יותר מאשר להאכיל קדימה אבל יש בעיות יציבות, במיוחד בפס רוחב פס גבוה. שתי הטכניקות הוחלפו בעיקר על ידי נטייה דיגיטלית בעיצובים מודרניים, אם כי הם נשארים רלוונטיים מסוימים ביישומים דיגיטליים שבהם אלקטרוניקה דיגיטלית הם בלתי פתיר.

Envelope Tracking and Doherty Amplifiers

אי לינאריות במגברי חשמל לעתים קרובות נובעים מפעילות ליד ריצוף כדי להשיג יעילות גבוהה. אנציקלופדיה מעקב אחר ההרחבה 1 (ET) מתייחס לכך על ידי התאמה דינמית של מתח האספקה של המגבר כדי לעקוב אחר המעטפה של אות הקלט. כאשר האות amplitude הוא נמוך, ההיצע מופחת, חיסכון; כאשר הפחתת כוח; כאשר הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הקיבולת, כאשר הפחתת הפחתת הנקה גבוהה היא גבוהה, היא גבוהה, היא גבוהה, ירידה, ירידה, ירידה, ירידה, ירידה של 10 נקודות דחיסה, ירידה, ירידה, ירידה של דחיסה, ירידה, ירידה של 10 דחיסה, ירידה של 10 נקודות לחץ, ירידה של דחיסה, ירידה גבוהה, ירידה של דחיסה, ירידה של דחיסה, ירידה של דחיסה, ירידה של 10.

(ה) [ה]ההרחבה של ה-[[1924]] היא גישה ארכיטקטונית נוספת המשלבת מגבר עיקרי (המודגשת ב- Class AB) ומגברה שיא (המוחזקת ב-C) ברמת כוח נמוכה, רק המגבר הראשי פועל על מנת להשיג יעילות רבה יותר של כוח (Derty) מכיוון שכוחו גבוה יותר, הגדל, המגבר העליון שלוחה על פני אספקת זרם נוסף ואפקטים מתקדמים יותר ובאופן יעיל יותר, כאשר הוא מ- 55% מתחנות כוח (ממדורגות) הוא בעל עוצמה אחת, אך ורק על בסיס קבוע, הוא בעל עוצמה אחת, כאשר הוא בעל עוצמה אחת, הוא בעל השפעה גבוהה יותר מ- 5.

Crest Factor Reduction (CFR) ו- Pulse Shaping

דרך נוספת להפחית את העיוות היא להוריד את יחס הכוח של אות העברתי. הפחתה של הפחתת ההפחתה של ה-FLT:1 [הדרגה] את גלפור (באמצעות ריצוף, חלון שיא או הזמנה טונה) כדי להפחית את שיאי האמרה גדולים.מכיוון שאי-לינימיות בולטת ביותר בעוצמות מיידיות גבוהות, הורדת הגורם המכוון מאפשר שיפור במטרות של CFR עדיין פחות, בעוד שעדיין בשימוש ב-DFR הוא לעתים קרובות יותר.

(FLT:0) ulse מעצבת את איור 1 (בחירה של מסנן שידור) משפיע גם על סטטיסטיקות המעטפות. Root-raated-cosine סינון, בעוד יעיל מבחינה ספקטרלית, מציג צורות הדופק האלטרנטיביות הגבוהות של PAPR אשר סוחר רוחב פס עבור נמוך PAPR יכול להפחית את הדרישות על מגבר החשמל, אם כי הם פחות נפוצים בשל מסכות ספקטרליות.

אתגרים מעשיים ומסחר

שום טכניקת הפחתה היא panacea. DPD דורש מסלול משוב וכוח עיבוד דיגיטלי, עלות מוגברת ומורכבות. Envelope מעקב מוסיף מודולטור מהיר במהירות גבוהה ו DC-DC ממיר.Doherty amplifiers כרוכה עיצוב זהיר של מעכבי עכבות יכול להיות צר פס מהנדסים חייב לאזן את הגורמים האלה נגד דרישות המערכת עבור לינאריות, יעילות, רוחב פס, עלות, עלות, עלות, גודל.

(הופנה מהדף ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

(FLT:0) אופרט הטמפרטורה של ה- 1LT (FLT) ממלא תפקיד.כפי שמניפול כוח מתחממת, הירידה ברווח שלה ואת שינוי שלב שלה, עלול להשפיל כל הגדרות טרום-התאמה קבועות.

טכנולוגיות מתפתחות ל-High-Linearity Power Amplification

הביקוש לשיעורי נתונים גבוהים יותר (ולכן, מודציות סדר גבוה יותר) ממשיך לדחוף את דרישות ההפניות המגברות של כוח.מספר טכנולוגיות מתעוררות מבטיחות:

  • (FLT:0Gallium Nitride (GaN) Transistors:FLT:1 GaN מכשירים מציעים מתח התמוטטות גבוה יותר, צפיפות כוח גבוהה יותר רוחב פס רחב יותר מאשר התקנים מסורתיים LDMOS או GaAs. הם יכולים לפעול קרוב יותר לדחיסה תוך שמירה על לינאריות מקובלת, המאפשרת עיצובים יעילים יותר.
  • (FLT:0)Digital Power Amplifiers: ⁇ 1) על ידי שימוש במגבר מעבר (למשל, כיתה-S) בשילוב עם מודולל דיגיטלי מהיר, ניתן להשיג יעילות גבוהה ולמעשה לחסל את אי-לינאריות אנלוגיות.האתגר נמצא במהירות ההחלפה ואת מסנן שיקום, אך התקדמות בתהליך מתקדם CMOS היא שהופכת את זה ליישומים תת- GHz.
  • (FLT:0) Machine Learning for DPD:FLT:1 רשתות עצביות עמוקות (DNN) יכולות מודל של מגבר מורכב של חוסר לינאריות עם דיוק גבוה, כולל אפקטים זיכרון לטווח ארוך כי מודלים פולינומיים קונבנציונליים נאבקים עם העבודה האחרונה מראה כי DNN מבוסס DPD יכול לפרט גישות מסורתיות מבחינת ביצועים ליניאריים ויעילות חישובית (LT:2X עבור תכונות רדיו-Fal).
  • (FLT:0)Load Modulation:FLT:1 מעבר לאדריכלות הדוהרטי, טכניקות קידוד דינמי (למשל, שימוש ב-varactors או מתגים) יכול להתאים באופן הסתגלות את האימפולס המוצג למגבר, שמירה על יעילות גבוהה ועל לינאריות על פני מגוון של כוחות.

מסקנה

מגברי כוח לא ליניאריים הם הכרחיים להשגת כוח הפלט הדרוש בתקשורת אלחוטית, אבל עיוותים של AM-AM ו AM-PM מהווים איום ישיר על שלמות אותות מגודלים בשלב. 256 הגדלים, המהירויות הספקטרום הספקטרום, EVM, והעלאת קצב השגיאה יכול להפוך את הקישור ההנדסי ללא אמין אם לא לתקן את הטכניקות - מרתיעה דיגיטלית ומזין לכדי להבטיח מהירות גבוהה יותר - כמו גם את התחזוקה של חומרים עמידת כלי עזר אסטרטגי להמשיך לפתח יעילות מערכת הפעלה אוטומטית - ככל הנראה, כדי לשמור על ידי מערכת הפעלה אוטומטית.