Trong chuỗi tín hiệu RF, bộ khuếch đại công suất (PA) là phần tử hoạt động nằm giữa mạch chuỗi tín hiệu máy phát và ăng ten, Hình 1. Nó thường là một thành phần riêng biệt, một thành phần có các yêu cầu và tham số khác với các thành phần của chuỗi truyền cũng như mạch thu. Câu hỏi thường gặp này sẽ xem xét vai trò của PA và cách nó được đặc trưng.

Q: PA làm gì?

A: Hàm cơ bản của PA rất đơn giản trong khái niệm. Nó nhận tín hiệu RF công suất thấp, đã được mã hóa và điều chế dữ liệu và ở tần số mong muốn, và tăng cường độ tín hiệu của nó lên mức cần thiết cho thiết kế. Mức năng lượng này có thể là bất cứ nơi nào từ milliwatts đến hàng chục, hàng trăm hoặc hàng ngàn watt. PA không thay đổi hình dạng, định dạng hoặc chế độ tín hiệu, nhưng chỉ đơn thuần là khuếch đại nó.

Q: PA luôn là một thành phần độc lập, riêng biệt?

Trả lời: Không. Đối với đầu ra RF công suất thấp hơn theo thứ tự 100 mW trở xuống, PA có thể là một phần của IC truyền RF hoặc thậm chí là IC thu phát lớn hơn. Trong khi thực hiện PA theo cách này có thể tiết kiệm chi phí BOM, nó đòi hỏi người thiết kế phải rất cẩn thận về vị trí vật lý của IC RF và ăng ten, vì việc định tuyến tín hiệu RF là một thách thức. Ngoài ra, việc thiết kế và thực hiện PA trên chip có thể buộc các thỏa hiệp khó khăn về hiệu suất của nó hoặc hiệu suất của mạch RF liên quan.

Ở một thái cực khác của các mức công suất cao hơn theo thứ tự 500-1000 W, một PA riêng lẻ có thể không có khả năng xử lý mức năng lượng. Trong những trường hợp này, nhiều thiết bị PA có thể được sử dụng song song. Trong khi làm như vậy có thể giải quyết vấn đề năng lượng, một thiết kế song song mang đến vấn đề mới về cân bằng năng lượng, chia sẻ hiện tại, kết hợp nhiệt, xử lý và ngăn ngừa sự cố hoặc quá nhiệt riêng lẻ, v.v.

Q: MMIC là gì?

Trả lời: Một IC RF có hoặc không có PA là soenti9es được gọi là IC milimet MMIC - mặc dù nói đúng ra, sóng milimet trải dài 30 GHz đến 300 GHz, trong khi phạm vi từ 1 GHz đến 30 GHz được coi là vi sóng. Nhưng việc sử dụng phổ biến thường sử dụng thuật ngữ MMIC cho tần số vi sóng cao hơn.

Q: Những quy trình bán dẫn nào được sử dụng cho RF PA?

A: Ngoài MOSFET tiêu chuẩn, cho đến khoảng một thập kỷ trước, quy trình chiếm ưu thế là gali arsenide (GaAs), và nó vẫn được sử dụng cho đến ngày nay, hầu hết trong phạm vi <5 W của điện thoại thông minh và truyền hình cáp. Ở các mức công suất cao hơn, gali nitride (GaN) đã đạt được tiến bộ đáng kể trong thập kỷ qua, do cả nhu cầu của thị trường và sự đầu tư quy trình đáng kể của các nhà cung cấp. GaN hiện là quy trình PA được ưa chuộng nhất cho các thiết kế mới.

Q: Làm thế nào để tần số hoạt động đi vào tình huống?

Trả lời: Bất cứ khi nào có thiết kế RF, các vấn đề chính là công suất và tần số và tác động của yếu tố này đến yếu tố kia. Các FET hoạt động vượt quá vài trăm MHz nhưng có thể đạt tới phạm vi GHz, trong khi GaAs hữu ích với vài chục GHz, mặc dù tốt nhất là dưới 10 GHz. Ở tần số vào vài chục GHz, trong đó phần lớn hoạt động RF mới nổi được tập trung (nghĩ là 5G), GaN là quá trình hấp dẫn nhất. (Tất nhiên, mỗi một trong những tuyên bố chung này đều có ngoại lệ, cộng với toàn bộ khu vực đang di chuyển nhanh, do đó, các tuyên bố chung này đang thay đổi liên tục.)

Lưu ý rằng quy trình công nghệ chỉ là một phần của câu chuyện. Phần khác là cách thức sử dụng quy trình, về cấu trúc liên kết chế tạo, Trong số các tùy chọn là các bóng bán dẫn tiếp giáp lưỡng cực (BJTs), MOSFET chế độ tăng cường, bóng bán dẫn lưỡng cực (HBTs), FET bán dẫn kim loại (MESFE) bóng bán dẫn (HEMTs) và chất bán dẫn oxit kim loại khuếch tán (LDMOS). Sự tinh tế của từng loại thường không liên quan trực tiếp đến người dùng PA, nhưng chúng ảnh hưởng đến những gì PA có thể làm và những hạn chế của nó.

Q: Giả sử PA có các thông số kỹ thuật phù hợp, các vấn đề thiết kế chính ảnh hưởng đến việc sử dụng nó là gì?

A: Có ba: bố cục, tính toàn vẹn tín hiệu và ký sinh trùng; quản lý nhiệt (hiệu suất PA có thể là bất cứ nơi nào từ 30% đến 70%, điển hình), tản nhiệt, luồng không khí và làm mát dẫn / quy ước; và phát triển một mạng để khớp trở kháng với ăng ten, Hình 2.

Q: Bố cục và quản lý nhiệt có vẻ đủ đơn giản để dự đoán và mô hình, nhưng về kết hợp thì sao?

Đáp: Đối sánh rất phức tạp vì đối sánh có thể chấp nhận được - kết quả là VSWR <2 trong hầu hết các trường hợp - yêu cầu lập mô hình cẩn thận, sử dụng biểu đồ Smith (Hình 3) hoặc công cụ tương tự và thường là VNA (trình phân tích mạng vectơ). Nhưng thách thức thực sự là các thông số của tải - ở đây là ăng-ten - có thể không đổi.

Ví dụ, nếu sản phẩm cuối là điện thoại thông minh, vị trí của tay và cơ thể người dùng, cũng như các vật thể lân cận khác, sẽ ảnh hưởng đến trở kháng tải và do đó độ tốt của khớp trở kháng. Khi hoàn cảnh thay đổi trong quá trình sử dụng, ăng-ten, hệ thống ăng-ten sẽ phá hủy, và VSWR sẽ tăng lên, dẫn đến sự kém hiệu quả của năng lượng bức xạ, quá nhiệt có thể xảy ra và tắt máy do nhiệt. Dưới đây là các kỹ thuật có sẵn để chống lại các dịch chuyển này, chẳng hạn như kết hợp trở kháng động, nhưng chúng làm tăng thêm chi phí và độ phức tạp.

Nếu bạn quan tâm đến Bộ khuếch đại công suất và Thiết bị phát FM / TV, vui lòng liên hệ với chúng tôi:[email được bảo vệ] .

Prev:Cách phát trực tiếp trên Youtube với Encoder

Tiếp theo:Hệ thống liên kết STL-DSTL có liên quan không?

Để lại lời nhắn

Danh sách tin nhắn

Comment Đang tải ...

danh mục sản phẩm

sản phẩm Thẻ

Fmuser Sites

Bộ khuếch đại công suất (PA) có vai trò gì trong RF?

Để lại lời nhắn

Danh sách tin nhắn