3 Анализ методов повышения линейности усилителя мощности, работающего в энергетически эффективном режиме работы

Необходимость повышения энергетической эффективности линейных усилителей мощности становится наиболее очевидной при рассмотрении влияния пик-фактора усиливаемых сигналов на средний коэффициент полезного действия передатчика. Так при использовании в системе радиосвязи классических методов модуляции, таких как FSK и PSK пик-фактор сигналов находится в пределах от 3 до 6 дБ [22], а сигналов OFDM – от 8 до 13 дБ. Внешний вид формы радиосигналов со сложными видами модуляции изображен на рисунке 5.

Проведенный расчет среднего КПД для многочастотных сигналов с пик-фактором 10 дБ для идеального класса А и В показывает значительное его ухудшение до 5 и 28 % соответственно в сравнении с КПД такого же усилителя в максимальном режиме с теоретическими значениями 50 и 78,5 % соответственно. Отсюда следует актуальность повышения энергетической эффективности линейных усилителей с одной стороны и максимального снижения пик-фактора применяемого в системе радиосвязи сигнала с другой стороны.

3.1 Метод с автоматической регулировкой режима работы класса А

Как показано выше, единственным классом режима работы каскадов усилителей, удовлетворяющих требованиям ультралинейности, являются усилители класса А с присущим им недостатком – очень низким КПД.

В рассматриваемом методе [7] для повышения выходной мощности, отдаваемой транзисторами, предлагается введение автоматической регулировки режима (АРР) работы активного элемента по постоянному току. В результате средний КПД усилителя удается повысить за счет снижения потребляемой мощности при усилении слабых сигналов [8-10]. Кроме того применение АРР повышает линейность амплитудной характеристики и уменьшает величину амплитудно-фазовой конверсии [11, 12].

Читать далее>>