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为什么饱和PA效率高

05-08
RT 能不能把原理讲一下

这个可以直接由GSM与WCDMA的比较来做说明
我们先从PAR(Peak Average Ratio)讲起,所谓PAR,是指峰值功率与平均功率的差,如下式 :




GSM采GMSK调变,只调变相位,不调变振幅,也就是只有PM讯号,
而没有AM讯号。其波形为恒包络,即包络固定不变,如下图:


换句话说,GSM的峰值功率等于平均功率,即PAR为0。
而WCDMA在Tx端,是用BPSK调变,相位跟振幅都有调变,亦即AM跟PM讯号都有 :


换句话说,WCDMA的峰值功率,不等于平均功率,即PAR不为0。

而当输出功率在饱和区时,其PAE最大,主要原因是PA在饱和区时,其耗电流也
最大,此时的PAE,对通话时间长短,有关键性的影响,因此在设计PA时,多半
会将最大的PAE,设计在饱和区。所以若以效率考虑,应该用所谓的非线性PA,
即所谓的饱和PA,将输出功率操作在饱和区,以降低耗电流。如下图 :


值得注意的是,用饱和PA,固然可以降低耗电流,
但由于饱和PA是非线性PA,
因此只能放大那些其波形为恒包络的讯号,例如GSM,
虽然会有其非线性效应,造成失真,但可透过校正方式补偿回来。
如此便能在拥有可接受之失真度的情况下,达到最大PAE。

而像WCDMA这种非恒包络,亦即有用到振幅调变的讯号,
只能用线性PA,不能用饱和PA,不然会有无法补偿的失真。

而线性PA,顾名思义,会操作在线性区,也就是会以Back-off的方式,将输出功
率,操作在平均功率的范围 (线性区)。来确保线性度。


而Back-off的量,以PAR来决定,
由下图可知,因为WCDMA的PAR为3.5 ~ 7 dB,
故至少要Back-off 3.5 dB。


因此若PAR高,则Back-off就大,也就是对线性度越要求。
这由GSM与WCDMA的最大功率Spec可得知,
GSM在Low Band的最大功率输出为33dBm,High Band为30dBm。
而WCDMA的最大功率输出为24dBm。
由于WCDMA的PAR比GSM大,所以Target Power比GSM小,以维持线性度。

而GSM因为PAR为0,所以理论上可以不需Back-off,直接将输出功率操作在
峰值功率(饱和区),以达到最大PAE。
因此,简单讲,
GSM因为PAR为0,所以可以操作在饱和点,耗电流较低,
同时也不需靠Back-off来维持线性度,所以输出功率较大。
而WCDMA,因为PAR不为0,所以只能操作在线性区,耗电流较高,
同时也需靠Back-off来维持线性度,所以输出功率较小。

其他详细原理 可参照




在此就不赘述

学习了,

MARK!

学习啦!

饱和PA的耗电流到底是大还是小啊?

二楼的前辈,有没有相关的资料,来共享一下啊!如提到的参考资料!
谢谢了哈!

学习啦!

回完贴在学习!

讲的很好。

注意效率和功率要分开,饱和输出时功耗肯定大,但效率高。

学习了。

谢谢分享。

怎么才能算是一个平衡点(功率和功耗比较折中)@criterion

Thanks!

同问 饱和PA的耗电流到底是大还是小啊?

学习了

学习了。

回完贴在学习!

好帖啊 学习

好贴。学习了,大赞!~~

信号周期中进入饱和区的比例越大,管子集电极电压电流的时域相乘为0的部分所占比例越大,整体的耗散降低,效率提高。

Mark!

饱和PA线性度差,效率高。

mark

maek!

好帖 ,mark

挺好的。谢谢分享

感谢,学习了

同问,饱和PA耗电流到底是大还是小啊?

get 新技能

同问,饱和PA耗电流到底是大还是小啊?

个人认为,饱和是指 PA 工作在饱和区,此时对应的工作状态肯定不是 A 类放大,所以在输出功率增大的情况下,效率肯定也会增加。

个人理解;
饱和PA输出功率大,如GSM ,33dBm,功耗当然比较大,总体来讲,效率高;这是因为对于三极管,包河区效率要高于放大区;

学习一哈

学到了

同时也解释了,为什么2G功率比3G高,但射频电流却是3G比较大。

作为一个功放,饱和时候压榨了它所有的放大能力。

好贴啊啊

此若PAR高,则Back-off就大,也就是对线性度越要求。
这由GSM与WCDMA的最大功率Spec可得知,
GSM在Low Band的最大功率输出为33dBm,High Band为30dBm。
而WCDMA的最大功率输出为24dBm。
由于WCDMA的PAR比GSM大,所以Target Power比GSM小,以维持线性度。

而GSM因为PAR为0,所以理论上可以不需Back-off,直接将输出功率操作在
峰值功率(饱和区),以达到最大PAE。
因此,简单讲,
GSM因为PAR为0,所以可以操作在饱和点,耗电流较低,
同时也不需靠Back-off来维持线性度,所以输出功率较大。
而WCDMA,因为PAR不为0,所以只能操作在线性区,耗电流较高,
同时也需靠Back-off来维持线性度,所以输出功率较小。

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