การเลือกเครื่องขยายกําลัง RF ที่เหมาะสมเป็นหนึ่งในการตัดสินใจที่สําคัญที่สุด ในการออกแบบระบบไร้สาย ไม่ว่าจะเป็นการสร้างสถานีฐาน 5G ราดาร์หน้าสุด หรือโน้ดเซ็นเซอร์ IoTการทํางานของเครื่องขยายพลังงานของคุณ มีผลต่อระยะสัญญาณโดยตรงแต่ด้วยพารามิเตอร์มากมายที่จะสมดุล ระยะความถี่ พลังการออกกําลัง การเพิ่มความแรงและประสิทธิภาพ หน่วยวิศวกรและทีมจัดซื้อจัดจ้างมักต้องดิ้นรนในการระบุอุปกรณ์ที่ดีที่สุดสําหรับกรณีการใช้งาน.
คู่มือนี้แยกหลักเกณฑ์การคัดเลือกหลักสําหรับเครื่องขยายกําลัง RF โดยเน้นการทุ่มเทเชิงปฏิบัติที่สําคัญในการใช้งานในโลกจริง
เริ่มจากช่วงความถี่และบริบทการใช้งาน
คําถามแรกมักจะเป็นการครอบคลุมความถี่ การใช้งานที่แตกต่างกันต้องการช่วงความถี่ที่แตกต่างกันมาก และเครื่องขยายเสียงที่ปรับปรุงให้ดีสําหรับช่วงหนึ่งจะไม่ทํางานได้ดีในช่วงอื่นโทรศัพท์มือถือ, ตัวอย่างเช่น, ใช้งานในช่วงความถี่จาก 600 MHz ถึง 3.5 GHz และมากกว่า, ในขณะที่การใช้งาน ISM-band ปกติเป้าหมาย 868 MHz หรือ 915 MHz.ระบบเรดาร์และดาวเทียมอาจต้องใช้ในช่วงความถี่ X-band หรือ Ku-band.
ก่อนที่จะประเมินจํานวนชิ้นส่วนเฉพาะเจาะจง กําหนดความถี่ต่ําและสูงอย่างชัดเจนที่ระบบของคุณต้องครอบคลุมหากแอปพลิเคชั่นของคุณต้องการความเคลื่อนไหวในความถี่ เช่น การต่อสู้ทางอิเล็กทรอนิกส์หรือการสื่อสารหลายแดน คุณอาจต้องการเครื่องขยายความถี่แพร่ แทนที่จะใช้แดนแคบ, อุปกรณ์เฉพาะการใช้งาน. อย่างไรก็ตามผลงานเบนด์กว้างมักจะมาพร้อมกับการเสี่ยงในการเพิ่มความเรียบและประสิทธิภาพดังนั้นมันจึงจําเป็นที่จะมีลักษณะของเครื่องกระตุ้นในช่วงวงจรการทํางานทั้งหมดที่ต้องการไม่ใช่แค่ความถี่กลาง.
การสมดุลพลังงานผลิต, การเพิ่ม, และความเป็นเส้นตรง
ความต้องการพลังงานผลิตถูกกําหนดโดยงบประมาณเชื่อมต่อ, การเพิ่มอานเตเนีย, และขั้นต่ําการกําหนดในพื้นฐานเซลล์, เครื่องขยายพลังงานสถานีฐานมหาศาลอาจส่งมอบสิบหรือร้อยๆ วัตต์,ขณะที่โมดูล IoT ปกติทํางานในระยะมิลลิวัตต์ถึงลดวัตต์ความต้องการการเพิ่มขึ้นขึ้นขึ้นอยู่กับตําแหน่งของเครื่องขยายเสียงในโซ่สัญญาณ: ระยะขับรถต้องการการเพิ่มขึ้นที่ปรับตัวเพื่อเตรียมสัญญาณสําหรับระยะสุดท้ายขณะที่ PA ระยะสุดท้ายต้องการการเพิ่มขึ้นเพื่อบรรลุระดับผลิตเป้าหมาย.
ความเป็นเส้นตรงก็มีความสําคัญเท่ากัน โดยเฉพาะในระบบที่จัดการกับรูปคลื่นที่ปรับปรุงแบบซับซ้อน เช่น OFDM หรือ QAM จุดตัดของลําดับที่สาม (IP3) เป็นตัวเลขที่ใช้อย่างแพร่หลายสําหรับความเป็นเส้นตรงIP3 ที่สูงกว่าหมายความว่าเครื่องขยายเสียงสามารถจัดการสัญญาณที่แข็งแกร่งกว่าโดยไม่ต้องสร้างความสับสนในการปรับเปลี่ยนที่จะทําลายสัญญาณที่ส่งไปหรือละเมิดความต้องการของหน้ากากสายสีในระบบหลายตัวนําสายการเชื่อมโยงที่ไม่ดี นําไปสู่การขัดแย้งช่องทางที่อยู่ใกล้เคียงและอาจส่งผลให้การทดสอบความเป็นมาล้มเหลว
ให้ความสําคัญกับประสิทธิภาพและการออกแบบความร้อน
ประสิทธิภาพการเพิ่มพลังงาน (PAE) กําหนดว่าพลังงาน DC จะแปลงเป็นผลิต RF ที่มีประโยชน์มากน้อยแค่ไหน และจะ dissipate เป็นความร้อนมากน้อยแค่ไหนแม้แต่ปริมาณของ PAE ที่ดีขึ้นเพียงไม่กี่เปอร์เซ็นต์ ก็จะนําไปสู่การประหยัดพลังงานที่สามารถวัดได้ และลดความต้องการในการเย็น. เครื่องขยายเสียงชั้น AB ปกติบรรลุ PAE 50~60% ในขณะที่สถาปัตยกรรมสวิตชิ่งโหมดเช่นชั้น E สามารถเข้าใกล้ค่าทางทฤษฎีมากกว่า 90% ในสภาพที่ปรับปรุงได้
การเลือกเทคโนโลยีมีบทบาทสําคัญในจุดนี้ อุปกรณ์กัลเลียมไนทริด (GaN) ให้ความแรงดันการแยกที่สูงขึ้น ความหนาแน่นของพลังงานที่สูงขึ้นและความมั่นคงทางความร้อนที่ดีกว่าเทคโนโลยี LDMOS หรือ GaAs แบบดั้งเดิม, ทําให้พวกเขาได้รับความนิยมมากขึ้นสําหรับการใช้งานที่คอมแพคต์และมีพลังงานสูงGaN-on-SiC โดยเฉพาะอย่างยิ่งได้แสดงให้เห็นถึงการลดอุณหภูมิการเชื่อมที่สําคัญในกําลังผลิตที่เหมือนกัน.
พิจารณาการบูรณาการและความแข็งแกร่งของห่วงโซ่จําหน่าย
นอกเหนือจากผลประกอบไฟฟ้า ปัจจัยเชิงปฏิบัติการ เช่น ลักษณะของพัสดุ, ความซับซ้อนของวงจรเบี้ยว และความพร้อมของโซ่จําหน่าย ควรมีอิทธิพลต่อการเลือกของคุณแพ็คเกจ 3 × 3 มิลลิเมตรที่กระชับกระชับกระชับกระชับกระชับกระชับกระชับกระชับกระชับกระชับกระชับกระชับกระชับกระชับกระชับกระชับกระชับกระชับกระชับกระชับกระชับกระชับกระชับกระชับกระชับกระชับกระชับกระชับกระชับระยะความกระชับกําลังในการทํางานที่กว้างขวาง (เช่น 1.9V ถึง 4.5V) ยังทําให้การบูรณาการผ่านสถาปัตยกรรมที่ใช้พลังงานแบตเตอรี่และปรับปริมาณอาหารง่ายขึ้น
และสุดท้าย ความแข็งแกร่งของวงจรชีวิต Recent changes in the RF power supplier landscape—including NXP’s wind-down of its Radio Power product line—have reminded design teams that qualified alternates and a defined process for supplier changes belong in the design plan from the first schematicการทํางานกับผู้จําหน่ายที่สามารถสนับสนุนการมีอยู่ในระยะยาวและให้บริการแทนที่ที่มีคุณภาพ เป็นสิ่งจําเป็นสําหรับโปรแกรมการผลิต
สรุป
การเลือกเครื่องขยายกําลัง RF ต้องการวิธีการที่จัดระเบียบ: กําหนดความถี่และบริบทการใช้งานของคุณ ความสมดุลกําลังและความต้องการเส้นตรง แรกให้ความประสิทธิภาพและการจัดการความร้อนและคํานวณปัจจัยการบูรณาการและวงจรชีวิตโดยการประเมินมิติเหล่านี้ด้วยกัน แทนที่จะแยกแยกกัน คุณสามารถเลือกเครื่องขยายเสียงที่ตอบสนองทั้งเป้าหมายการทํางานของคุณและความเป็นจริงการผลิตของคุณ
https://www.signalpoweramplifier.com
