מגברי חשמל (PAs) הם אבני בניין בסיסיות בתדירות רדיו מודרנית (RF) ומערכות מיקרוגל, מתחנות בסיס סלולריות וטראנסים לווייניים ועד משדרי מכ"ם ואינטרנט אלחוטי של דברים (IoT) תפקידם העיקרי הוא להגביר את אות כוח נמוך לרמה מסוימת של הגבלת זמן שידור או באמצעות מדיה מוגברת.

הבנה של כוח Amplifier Efficiency

(ב) ,[[המאה ה-20]], [[1924]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]

מגבר ליניארי קלאסי להתנצלות - Class A, AB, B ו- C - יעילות עלות של לינאריות או להיפך.לדוגמה, מגבר מסוג A (זווית המוליכים 360 מעלות) יכול להגיע באופן תיאורטי ל-50% יעילות ניקוז בתפוקה מלאה, אך טיפות באופן דרסטי ברמות כוח לאחור משמשות לשימור לינאריות.

יעילות קשורה גם באופן אינטימי לשורה התחתונה:0loadeur lineFLT:1 שהוצג בפני transistor. קו העומס האידיאלי עבור מעמד נתון של פעולה ממקסמת את התנוחה המתח (עד למתח ההתמוטטות הטרנס-סטרינר) ואת התנופה הנוכחית (עד לזרם המקסימלי) בו-זמנית, התאמה אופטית של תדירות-העוצמה הנוכחית, כמו גם לצמצום התדירות של התדירות הגבוהה ביותר, כאשר היא בעלת כוח- DC היא בעלת יכולת מחוספסת, כאשר היא בעלת יכולת מחלחלת, כאשר היא בעלת יכולת הפחתת הפחתת התדירות גבוהה ככל האפשר, כאשר היא בעלת כוח-ה, כאשר היא בעלת כוח-ה, כאשר היא גבוהה יותר מאשר זרם התדירות גבוהה יותר, כאשר היא בעלת כוח-ה, כאשר היא בעלת כוח-ה, כאשר היא בעלת כוח-ההכוח הפחתת הפחתת התדירות גבוהה יותר מאשר זרם התדירות גבוהה יותר מאשר זרם התדירות גבוהה יותר, כאשר היא בעלת כוח-ה, כאשר היא בעלת כוח-הכוח התדירות גבוהה יותר מאשר זרם הפחתת הפחתת הפחתת התדירות התדירות התדירות התדירות גבוהה יותר מאשר זרם התדירות הפחתת התדירות התדירות התדירות התדירות גבוהה יותר מאשר זרם התדירות התדירות התדירות גבוהה יותר מאשר זרם התדירות גבוהה

טכניקות אבטחה - Key Frequency-Selective

שיטות אלקטרוניקה של תדירות ניתן לסווג לשתי קטגוריות רחבות: (FLT:0passiveסינון והתאמה של רשתות FLT:1 המספקות שינוי אימפולסיבית תלוי בתדר, ו-FLT:2active טכניקות LT 3, אשר מנצלות את המודולציה או אספקת מודולציה באופן מודע תדירות.

תהלוכה הרמונית ומחזורי Resonant

הטכניקה הפשוטה ביותר של תדירות אלקטרוניקה היא להציג מעגל קצר (או מעגל פתוח) אל הטרנזיסטור השני והשלישי הרמוניות של תדירות המוביל. ב מגבר ברמה סטנדרטית, רשת הפלט מיועדת להציג תנופה נמוכה אפילו מוטציות בתדרים הרמוניים בתדרים ואפקטים גבוהים של מזיקים אדסנסורים מסוימים, כלומר, שינוי רוחב פס קבוע של 80 גרם הפעלה מחדש, בדרך כלל, כלומר, באופן טבעי, ניקוי סטנדרטי, מנקה, הוא מסוגל לתקן יעילות של 80 אחוזים).

שיעור F (Class FIRFLT:0)1IRFLT:1) עושה את ההפך: אפילו הרמוניים פתוחים - cinted, מוזר הרמוניים קצר-הכיפוף, המוביל יעילות תיאורטית דומה. Both גישות הן פס צר מטבעו כי ההפסקות הרמוניות קבועות רגישות לשינויים רוחב פס, מול רשתות מרובות-מתאים (למשל, מסננים), אך ניתן להגדיל באופן משמעותי, אך ניתן לסינון, אך ורק לסינון, אך ניתן לסינון, אך ניתן לסינון, אך ניתן לסינון, אך ורק לסינון, אך ניתן לסינון, אך ניתן לסינון, אך ורק לסינון, אך ורק לסינון, אך ניתן לסינון, אך ניתן לסינון, אך ורק לסינון, אך ורק לסינון, לסינון, אך ניתן למורכבות.

כוח דוהרטי מגביר

האדריכלות הדורטית, שהומצאה על ידי W. H. Doherty בשנת 1936, היא טכניקה אדמיניסטרטיבית בתדר המשלבת שני מגברים - מגבר ראשי (carrier) ופסגות (עזר) מגבר) - באמצעות מגבר של תנופה של רשת מעצימה בודדת (בעיקר קו גל של רבע) ברמות כוח נמוכות, רק המגבר הראשי, ופועלת באופן יעיל לכדי מעצמה אחת, באופן משמעותי, באופן משמעותי, באופן משמעותי, על ידי מגבר על ידי מגבר יחיד, באופן משמעותי, עלייה משמעותית, על ידי מטה, על ידי מטה, באופן משמעותי, באופן משמעותי, על ידי מטהר כוח).

הסלקטיביות של המגבר הדורטי נובעת משינוי גלי הרבע והקווים המתקדמים שפועלים כמניעים של חומרים מעל רוחב פס מוגבל.עיצובים רחב מודרני רחב דורטי מעסיקים מולטי מזהמים רבים, baluns עם סינון, והימנעות דיגיטלית לפצות על חוסר איזון תלוי בתדר.

Envelope Tracking and Envelope Elimination andשיקום

בעוד מעקב המעטפה (ET) הוא בעיקר טכניקת אספקת-מודולציה, זה יכול להיות משולב עם התאמה אדמיניסטרטיבית של תדירות כדי לשפר את יעילות הרש"פ הכוללת.ב-ET, מתח האספקה של הרש"פ מותאם באופן דינמי לעקוב אחר המעטפה של אותות RF, המאפשר למגבר לפעול קרוב יותר לנקודת הדחיסה של הרש"פ אפילו בהיבט התדירות של מערכת ההפעלה של ה-RF-D עצמו יש צורך בשינויים גבוהים (לחזקת כוח-לחזקת כוח-ל) תוך שמירה על מנת לשמור על תפקוד רוחב-טווח 4D (מחדש) תוך שמירה על יעילות גבוהה של תדר גבוה (מחדש) תוך שמירה על מנת לשמור על יעילות גבוהה של תדרים (מחדש) תוך שמירה על יעילות גבוהה של תדרים (מחדש) תוך שמירה על יעילות גבוהה של תדרים (מחדש) באופן קבוע של תדרים מתקדמים של תדרים).

(FLT:0) מחיקת ושיקום של התחדשות 1 (EER) לוקח את זה צעד נוסף על ידי הפרדה של השלב ודרכי אמפולדה.הסימן RF הוא קודם פיצול; המעטפה האמפליטורית מוגדלת באמצעות מודול אספקה יעילה מאוד, וספקית שלב זה הוא מודגש על ידי זרם ראווה רווי (לא ליניארי) התפוקה הסופית היא משוחזרת על ידי מסגרת אחידה מאוד, אך ורקודה אחת, אשר דורשת ירידה אופטית אחת, אך היא בעלת רמת הקיבולת של אספקת האטמוספירה, אך ורקודה אחת, אשר היא בעלת רמת הקיבולת של הקיבולת הקיבולת הקיבולת הקיבולת האטמוספירה, אשר היא בעלת רמת הקיבולת של הקיבולת הקיבולת הקיבולת הפחתתית, אשר היא בעלת רמת הפחתת הפחתת הקיבולת של 2, אך ורקודה, אשר היא בעלת משקל, אשר היא בעלת רמת הקיבולת הקיבולת הקיבולת הסופית, אשר היא בעלת משקל, אשר היא בעלת רמת הקיבולת הקיבולת הקיבולת הקיבולת הקיבולת הסופית, אשר היא בעלת רמת הקיבולת הקיבולת הקבועה, אשר היא בעלת רמת הקיבולת הקיבולת הקיבולת הקיבולת הפחתתה, אשר היא בעלת רמת הקיבולת הקיבולת הקיבולת הקיבולת הקבועה, אשר היא בעלת משקל גבוהה מאוד,

סיקור (LINC & Chireix)

טכניקות מתפוצות, הידועות גם כמגבר ליניארי באמצעות רכיבים לא ליניאריים (LINC), משלבות שני מגברי מעבר יעילים מאוד (Class D או E) עם מצורף פסיבי.הת האות קלט מופרש לשני מרכיבים קבועים-envelope, שלב-מודולים של אותות מדגימים את השלבים בין שני הנתיבים הללו, המשלב יוצר תפוקה משתנה של מקש התדירות התדירות של ה-icepter עצמו הוא שילוב של רכיבי C.

היתרונות של שיטות הפעלה-Selective

  • יעילות מוכחת בתדרי היעד: על ידי עיצוב המתח והגלפורמות הנוכחיות, שיטות סלקטיביות בתדר יכולות לדחוף יעילות ניקוז מעל 70–80% אפילו בשיעורים ליניאריים, בהשוואה ל <50% עבור מחלקה קונבנציונלית בחוזק מלא.
  • (FLT:0) ניכוי חום ובזבוז אנרגיה 1:1: יעילות גבוהה יותר פירושה פחות כוח אבוד כמו חום, הורדת עלויות ניהול תרמי ואמינות מערכת מוגברת (כל 10 מעלות צלזיוס בטמפרטורת הצומת יכול להכפיל את החיים טרנסיסטורים).
  • (בשיתוף:0) איכות האות והיציבות של LT:1 (עם הליניזציה נאותה): הרבה קל-מקודש-מחדש להתנצלות, כגון דוהרטי ותמצית, לשמור באופן לאין-ריבי גבוה בשילוב עם נטייה דיגיטלית, המאפשר להם להתמודד עם אותות מורכבים מתואמים ללא ספק מרכזי.
  • (FLT:0) Extended רכיב LifespanFLT:1; מופחת מתח תרמי להפחית את הסיכון של אלקטרומיגור, התמוטטות שער, ועייפות מכרה, במיוחד בתקני GaAs.
  • (FLT:0)Bandwidth גמישות FLT:1eur: רשתות מרובות-מחלקה מתקדמות להתאים אלמנטים טונה (varactors, capacitorss) יכול לספק הפעלה אלקטרו-מנטלית של תדירות על פני להקות מרובות, אשר חיוני עבור מובילים-aggregation ורדיו סטנדרטי רב- סטנדרטי.

יישומים בתעשיות

5G/6G תשתיות סלולריות

מערכי MIMO מסיביים ותאים קטנים ב-5G דורשים מגברי חשמל שיכולים להתמודד עם רוחב פס רחב מיידי (100 MHz עד 400 MHz) ו- PAPR גבוה (10-12 dB) Doherty ומעטפה מעקב אחר הרש"פ, שניהם משתמשים בתדירות גבוהה של התאמה אופטית, הם סטנדרטים דה-למעשה בתחנות בסיס.

תקשורת לווין

Transponders Satellite לפעול על פני להקות תדר רחב (למשל, קו-band: 12-18 GHz, Ka-band: 26-40 GHz) עם כוח DC מוגבל מאוד.הפסקות הרמוניות אלקטרוניקה וטכניקות מינוף עומס מסייעות להשיג יעילות גבוהה תוך עמידה בדרישות ליניאריות מחמירות עבור ניתוח רב-טווח.

מערכות Radar

הן מערכות מכ"ם צבאיות ואזרחיות (למשל, AESA, מכ"ם מזג אוויר) דורשות כוח שיא גבוה מחזורי חובה גבוהה.עיצוב Frequency-selective מאפשר לרש"פ לפעול במצב מואץ עם יעילות גבוהה מעל 70%, צמצום הגודל והמשקל של מערכת הקירור.עבור מכ"מים דיגיטליים מודרניים התומכים במספר רב של דבורים בו-זמנית, הרש"פ חייבת גם לקבל תגובה שטוחהית על פני שלב אחיד באמצעות רשתות רוחב פסים.

תשתיות אלחוטיות ו-IoT

בעלות נמוכה, הרשאות משולבות מאוד עבור Wi-Fi (2.4/5/6 GHz) ו- Bluetooth Low Energy יכול ליהנות מרשתות פשוטות של התאמה מחדש, אשר מגבירות את היעילות בערוצים הספציפיים המשמשים.בשערי IoT המצטברים מכשירים רבים אחרים, טכניקות אלקטרואקטיביות בתדר מאפשרות לרש"פ יחיד לכסות להקות תת-GHz מרובות (למשל, 868 MHz, 915) עם מורכבות מינימלית הוסיף.

אתגרים ומסחר

למרות היתרונות שלהם, טכניקות אלקטרוניקה תדירות מציגות כמה אתגרים עיצוב. הראשון, (FLT:0bandwidth LimitFLT:1 הוא התוספת הנפוצה ביותר. Resonant מעגלים ו-113-wave משנים הם פס צר לחלוטין; הרחבת רוחב הפס השברירי שלהם מעבר 20-30% לעתים קרובות דורש רשתות מרובות שלבים כי הגדלת אובדן וגודל פיזי.

שנית, (FLT:0) פגום הרמונית לאתאמת:1 , בתדרים ממרכז העיצוב יכול לגרום ריצוף מוקדם או התמוטטות מתח.לדוגמה, Class-F PA המיועד עבור 2 GHz עשוי להציג ביצועים נמוכים ב 2.5 GHz כי המעגל השני-המוזיקוני הופך לאימפולסיבי, גרימת מתח גבוה על המכשיר הטרנסטור.

שלישית, (FLT:0 לינאריות לעומת יעילות המסחר-offtureFLT:1) נשאר מעצמה בסיסית.הרבה יעילות גבוהה להתנצלות (Class C, עמוק Class AB, Doherty עם הטיה גבוהה גבוהה) מציג אי-לינאריות משמעותית שיש לתקן על ידי נטיות קדם-תכליתיות דיגיטלית (DP) DPD עצמו יש מגבלות רוחב פס ומורכבות דיגיטלית במערכות פס רחבות, ייתכן כי ניתן להמיר את רוחב הפס האנלוגי D5 ל-D.

רביעית, אפקט ה-FLT:0 של מכשיר parasiticsFLT:1 הופך בולט יותר בתדרים גבוהים יותר.לדוגמה, פלטת הפלט של GaN HEMT (CearFLT:2dsF3) הופך בולט יותר בתדרים מיצוי גבוה יותר, למשל, כי פיזור דביקים פוגעניים.

לבסוף, (FLT:0) Cost andמורכבות FLT:1: מגברי ההרחבה של ריבוי שלבים דורש שלב הנהג נוסף ורשתות פיצול / שילוב זהירים; מעקב אחר מעטפה דורש ממודולציית אספקה מהירה, גבוהה יעילות גבוהה; מערכות מפלט זקוקות לשינויי שלב מדויקים מאוד ומשלבים.

מגמות מחקר ודרכים לעתיד

הביקוש הבלתי פוסק לשיעורי נתונים גבוהים ויעילות אנרגיה היא קידום טכנולוגיות אלקטרוניקה בתדרים.מספר שדרה מחקר מבטיח במיוחד:

  • (FLT:0) Machine-learning-sted designcioFLT:1; רשתות נילי ומודלים חלופיים משמשים כדי לייעל את האימפולסים הרב-קולוניים התואמים רשתות על פני רוחב פס רחב, צמצום מספר הסימולציות של EMS הנדרש. , אופטימיזציה Bayesian יכול באופן אוטומטי למצוא את preto-optimal סחר-optimal בין יעילות, רווח, לינאריות.
  • (FLT:0) אדפטי (המוכר) הרש"פ: חיישנים משולבים (מתח, זרם, טמפרטורה) ו- RF-דיגיטלי יכולים להתאים באופן דינמי את ההטיה, מתח האספקה, ומניעה של כוונון לשמירה על יעילות גבוהה על פני ערוצי תדר שונים ורמות כוח.
  • (FLT:0)GGaN ו- GaAs קידומי התקנים של GREFIRLT:1; Wider Bandgap Semiconductors (למשל, GaN על SiC, GaN על היהלום) מאפשרים תנודות מתח גבוהות יותר ו מוליכות תרמית טובה יותר, המאפשרת יותר הרמונית עיצוב ללא התמוטטות. FinFET ו- CMOS גבוה CMOS PAs נחקרים גם עבור יישומים תת-6, ומבטיחים על ידי רשתות GHz.
  • (FLT:0) סימטרי רב-דרך Doherty ו- Outphasssiging: להרחיב את טווח התפוקה של יעילות גבוהה מעבר ל 6 dB, מבנים אסימטריים (אפילו כוח מחולק, שלבים מרובים שיא) ו outphasing עם הזרקת מיצוי מבוקרת ניתן לחקור.
  • (FLT:0) אינטגרציה פסיבית של שבב:1: מתקדם CMOS ו SiGe BiCMOS תהליכים מציעים כעת מברק עבה, חפירים עמוק, וטכניקות קידוד substrate המאפשרים פאסיביות גבוהה Q משולבים עבור selective התאמה עד 100 GHz.זה מאפשר מערכת-on-pchi (SoC) ולהפחית פתרונות עלות גבוהה עבור סיפון תדרים אלקטרוניים עבור תואמים עד 100 GHz.

מסקנה

טכניקות יעילות של אלקטרוניקה הפכו הכרחיות להשגת יעילות מוגברת של כוח גבוה במערכות אלחוטיות מודרניות. על ידי עיצוב בקפידה את הדחף שהוצג בפני הטרנזיסטור בתדרים פונדמנטאליים וההרמוניה, מהנדסים יכולים להבין יעילות ניקוז הרבה יותר מעל 70%, תוך שמירה על תדרי לינאריות ופס רוחב פס מתקדם.