Всем привет! У меня следующий вопрос. Как известно для усиления сложномодулированных сигналов (например QAM64) используют усилители мощности в классе А. Влияние нелинейности усилителя на сигнал можно оценить, используя комплексную оценку по EVM (error vector magnitude). Реально получаемый КПД усилителей в классе А порядка 30%, поэтому основная проблема при проектировании передатчиков состоит в увеличении КПД при допустимом значении EVM. Насколько я знаю сейчас довольно большое внимание уделяют так называемым Doherty amplifier, в которых один каскад работает в классе А , а второй в классе С и усиливает только пики сигнала. Учитывая что пик/фактор сложномодулированных может достигать 8dB то и выигрыш в КПД будет соответствующим (до 60%)!!!

ТАК ВОТ ВОПРОС: Если второй усилитель работает в классе С то он обрезает часть полуволны сигнала, что неприменно должно привести к его искажениям и следовательно ухудшению EVM, насколько важна нелинейность пиковых составляющих сигнала и каков ее вклад в общее значение EVM????

ЕСЛИ Я ПРАВИЛЬНО ПОНЯЛ ПРИНЦИП РАБОТЫ ДАННОГО УСИЛИТЕЛЯ

P.S. Кто нибудь знает, какие нибудь аналитические выражения для учета ухудшения EVM в зависимости от точки компрессии усилителя ????
Вот еще, что это за критерии оценки нелинейности усилителей IBO и OBO????
(если у кого нибудь есть хорошие статьи по Doherty amplifier поделитесь.......буду признателен.....)

В принципе Doherty усилитель был разработан для увеличения КПД на мощностях менее мощности насыщения. В этом случае, используется усилитель несущей (или основной) класса В, настроенный на мощность в 4 раза (6 дБ) меньше максимальной мощности и пиковый (или дополнительный) усилитель класса С, мощность с выхода которого начинает поступать при уровне сигнала 6 дБ от максимального уровня в режиме насыщения. Поскольку усилитель несущей подключен через четвертьволновую линию, то ее входное сопротивление начинает уменьшаться в связи с уменьшением выходного импеданса пикового усилителя. Поэтому, в пределах 6 дБ до максимума мощности усилитель несущей работает при максимальном уровне выходного напряжения, соответствующего критическому режиму, с теоретическим КПД = 78.5%. В результате, получаются два пика с КПД = 78.5% на 6 дБ отстройки и на максимальной мошности, когда оба усилителя работают в режиме максимального КПД класса В (угол отсечки для пикового усилителя будет близок к 90 градусам при большом выходном сигнале).

Однако, наличие класса С и класса В в реальных условиях приводят к сильным нелинейным искажениям сигналов. Поэтому, обычно усилитель несущей смещается в режим класса АВ с небольшим током покоя, а цепь смещения пикового усилителя настраивается на оптимальное смещение, при котором обеспечивается постоянными коэффициент усиления и фазы всей системы. В этом случае можно получить некоторое улучшение КПД, однако трудно обеспечить высокий уровень линейности, то есть, удовлетворить с хорошим запасом EVM, ACPR или спектральной маски. А ведь надо учитывать потенциальные изменения в температуре окружающей среды, напряжения питания и технологических разбросов параметров. А это можно сделать только с помощью DSP управления, что делает такую систему весьма сложной, и в реальных действующих системах она пока не находит широкого применения. Некоторая литература на эту тему:
1. Y. Yang, J. Yi, Y. Woo, and B. Kim, “Optimum Design for Linearity and Efficiency of a Microwave Doherty Amplifier Using a New Load Matching Technique,” Microwave J., vol. 44, pp. 20-32, Dec. 2001.
2. Y. Yang, J. Cha, B. Shin, and B. Kim, “A Microwave Doherty Amplifier Employing En-velope Tracking Technique for High Efficiency and Linearity,” IEEE Microwave and Wireless Components Lett., vol. 13, pp. 370-372, Sept. 2003.
3. Y. Zhao, M. Iwamoto, L. E. Larsson, and P. M. Asbeck, “Doherty Amplifier with DSP Control to Improve performance in CDMA Operation,” 2003 IEEE MTT-S Int. Microwave Symp. Dig., vol. 2, pp. 687-690.
4. J. Kang, D. Yu, K Min, and B. Kim, "A Ultra-High PAE Doherty Amplifier Basedon 0.13-um CMOS Process,"
Microwave and Wireless Components Letters, vol. 16, pp. 505-507, Sept. 2006.
5. M. Elmala, J. Paramesh, K. Soumyanath, "A 90-nm CMOS Doherty Power Amplifier with Minimum AM-PM Distortion," IEEE J. Solid-State Circuits, vol. 41, pp. 1323-1332, June 2006.

Относительно IBO и OBO, то это входная отстройка (input backoff) и выходная отсройка (output backoff)по мощности для нахождения оптимальных смещений и нагрузки в минимуме нелинейных искажений, судя по всему. Можно вкратце ознакомиться здесь:
www.cs.tut.fi/kurssit/TLT-5806/TX.pdf
www.ul.ie/~odroma/IEEE COMMUNICATIONS Letters 2003 Linearisation.pdf

Пик/фактор (crest factor) QAM64 равен 3.64dB (немного больше чем у синусоиды). Наихудший вариант с позиции линейности - это OFDM+QAM (CF=20log(N), где N число несущих. Это для случая отсутствия потерь при передаче). Обычно мирятся с какой-то ошибкой (BER не равно 0) и принимают CF=10dB (принимаются специальные меры для уменьшения вероятности такого события (например: shaping, interleaving)).
Ещё парочка соображений: если Вы будете использовать такие виды модуляции (модем?), значит придётся держать спектральную маску, предписанную какой-нибудь серьёзной организацией . Требования крайне жесткие (не думаю, что в Росии требования мягче, чем в Германии). Лучше, imho, попробовать с классом А. Причём именно с тем видом модуляции, который в задании (IQ generator для QAM или IQ generator + arbitrary generator+MathLab для OFDM+QAM). Особенно это критично для OFDM+QAM, потому что IP3 для усилителей или смесителей задают обычно для 2 частот на расстоянии 1 МГц, а у Вас может быть 100 несущих в 5 МГц! (У меня было 107 частот на 90 кГц спектра). Таких данных Вы нигде не найдёте, только измерять и, желательно, сразу правильно.

Удачи!