Dalam rantai sinyal RF, power amplifier (PA) adalah elemen aktif yang terletak di antara sirkuit rantai sinyal pemancar dan antena, Gambar 1. Ini sering merupakan komponen diskrit tunggal, satu dengan persyaratan dan parameter yang berbeda dari banyak rantai transmisi serta sirkuit penerima. FAQ ini akan melihat peran PA dan bagaimana karakteristiknya.

T: Apa yang dilakukan PA?

A: Fungsi dasar PA sangat sederhana dalam konsep. Dibutuhkan sinyal RF berdaya rendah, sudah dengan pengodean data dan modulasi dan pada frekuensi yang diinginkan, dan meningkatkan kekuatan sinyal ke tingkat yang diperlukan untuk desain. Tingkat daya ini bisa di mana saja dari miliwatt hingga puluhan, ratusan, atau ribuan watt. PA tidak mengubah bentuk sinyal, format, atau mode, tetapi "hanya" memperkuatnya.

T: Apakah PA selalu merupakan komponen diskrit yang independen?

A: Tidak. Untuk output RF berdaya rendah pada urutan 100 mW atau kurang, PA mungkin merupakan bagian dari IC pengirim RF atau bahkan IC transceiver yang lebih besar. Sementara menerapkan PA dengan cara ini dapat menghemat biaya BOM, itu memang mengharuskan perancang untuk sangat berhati-hati tentang penempatan fisik IC RF dan antena, karena perutean sinyal RF merupakan tantangan. Selain itu, desain dan pelaksanaan PA on-chip dapat memaksa kompromi yang sulit pada kinerjanya atau kinerja sirkuit RF terkait.

Pada ekstrem lain dari level daya yang lebih tinggi pada urutan 500-1000 W, PA diskrit tunggal mungkin tidak mampu menangani level daya. Dalam kasus ini, beberapa perangkat PA dapat digunakan secara paralel. Meskipun hal itu dapat menyelesaikan masalah daya, desain paralel membawa masalah baru keseimbangan daya, pembagian arus, pencocokan panas, menangani dan mencegah kegagalan individu atau panas berlebih, dan banyak lagi.

T: Apa itu MMIC?

A: IC RF dengan atau tanpa PA adalah soenti9 yang disebut sebagai IC MMIC– milimeter - meskipun secara tegas, gelombang milimeter merentang 30 GHz ke 300 GHz, sedangkan rentang dari 1 GHz ke 30 GHz dianggap sebagai gelombang mikro. Tetapi penggunaan umum sering menggunakan istilah MMIC untuk frekuensi gelombang mikro yang lebih tinggi.

T: Proses semikonduktor apa yang digunakan untuk RF PAs?

J: Selain MOSFET standar, hingga sekitar satu dekade yang lalu, proses yang dominan adalah gallium arsenide (GaAs), dan masih digunakan hingga saat ini, sebagian besar dalam rentang <5 W smartphone dan TV kabel. Pada tingkat daya yang lebih tinggi, gallium nitride (GaN) telah membuat kemajuan yang signifikan dalam dekade terakhir, karena kebutuhan pasar dan investasi proses yang signifikan oleh vendor. GaN sekarang adalah proses PA paling disukai untuk desain baru.

T: Bagaimana frekuensi operasi masuk ke dalam situasi?

A: Setiap kali ada desain RF, masalah utamanya adalah kekuatan dan frekuensi, dan dampak dari satu faktor di faktor lainnya. FET bekerja hingga ratusan MHz tetapi dapat mencapai rentang GHz, sementara GaAs berguna hingga beberapa puluh GHz, meskipun terbaik di bawah 10 GHz. Pada frekuensi ke beberapa puluhan GHz, di mana banyak aktivitas RF yang muncul difokuskan (pikirkan 5G), GaN adalah proses yang paling menarik. (Tentu saja, setiap pernyataan umum ini memiliki perkecualian, ditambah seluruh area bergerak cepat, sehingga pernyataan umum ini berubah.)

Perhatikan bahwa teknologi proses hanya bagian dari cerita. Bagian lain adalah bagaimana proses digunakan, dalam hal topologi fabrikasi, Di antara opsi adalah transistor persimpangan bipolar (BJTs), MOSFET peningkatan-mode, transistor bipolar hetero (HBTs), FET logam-semikonduktor (MESFET), mobilitas elektron tinggi transistor (HEMT), dan semikonduktor oksida logam lateral yang disebarkan (LDMOS). Seluk-beluk dari masing-masing umumnya tidak secara langsung relevan dengan pengguna PA, tetapi mereka memang mempengaruhi apa yang bisa dilakukan oleh PA dan keterbatasannya.

T: Dengan asumsi PA memiliki spesifikasi yang tepat, apa masalah utama desain yang mempengaruhi penggunaannya?

A: Ada tiga: tata letak, integritas sinyal, dan parasit; manajemen termal (efisiensi PA dapat di mana saja dari 30% hingga 70%, biasanya), heat sink, aliran udara, dan pendinginan konduktif / konvensi; dan mengembangkan jaringan untuk pencocokan impedansi dengan antena, Gambar 2.

T: Tata letak dan manajemen termal tampaknya cukup mudah untuk diantisipasi dan dimodelkan, tetapi bagaimana dengan pencocokan?

J: Pencocokan itu rumit karena pencocokan yang dapat diterima - yang menghasilkan VSWR <2 dalam banyak kasus - membutuhkan pemodelan yang cermat, penggunaan diagram Smith (Gambar 3) atau alat serupa, dan seringkali VNA (penganalisis jaringan vektor). Tetapi tantangan sebenarnya adalah bahwa parameter beban - di sini, antena - mungkin tidak konstan.

Jika produk akhirnya adalah ponsel pintar, misalnya, penempatan tangan dan tubuh pengguna, serta objek terdekat lainnya, memengaruhi impedansi beban dan dengan demikian baiknya kecocokan impedansi tersebut. Ketika keadaan berubah selama penggunaan, antena “detunes” dan VSWR akan meningkat, yang menyebabkan inefisiensi energi radiasi, kemungkinan panas berlebih, dan thermal shutdown. Berikut adalah teknik yang tersedia untuk mengatasi pergeseran ini seperti pencocokan impedansi dinamis, tetapi ini menambah biaya dan kompleksitas.

Jika Anda tertarik dengan Power Amplifier dan Peralatan Pemancar FM / TV, jangan ragu untuk menghubungi kami:[email dilindungi] .

prev:Cara Streaming Langsung di Youtube dengan Encoder

Berikutnya:Apakah Sistem Link STL-DSTL Relaibly?

Tinggalkan pesan

Daftar pesan

Komentar Loading ...