Отслеживание конверта
Отслеживание огибающей ( ET ) описывает подход к проектированию усилителя радиочастоты (РЧ) , при котором напряжение питания , подаваемое на усилитель мощности РЧ, непрерывно регулируется, чтобы гарантировать, что усилитель работает с максимальной эффективностью для мощности, требуемой в каждый момент передачи. [1]
Обычный усилитель ВЧ, рассчитанный на фиксированное напряжение питания, работает наиболее эффективно только при работе в режиме сжатия .
Усилители, работающие с постоянным напряжением питания, становятся менее эффективными по мере увеличения пик-фактора сигнала, поскольку усилитель проводит больше времени, работая ниже пиковой мощности и, следовательно, проводит больше времени, работая ниже своего максимального КПД.
Фон
Необходимость в большей эффективности возникает, в частности, по мере усложнения схем модуляции и увеличения их отношения пиковой и средней мощности. Более старые схемы модуляции, основанные на фазовой или частотной модуляции без амплитудной информации, передаваемой по сигналу, могут использовать усилители, которые работают в режиме сжатия и обеспечивают высокий уровень эффективности. По состоянию на 2014 год базовые станции мобильной связи потребляли ~1% мировой электроэнергии. [2]
Напротив, многие новые системы связи от WiMAX до LTE используют амплитудную информацию. Усилитель не может работать в режиме компрессии, поскольку амплитудная информация искажается. Эти усилители могут достигать своей пиковой эффективности только на пиках амплитуды. В остальное время мощность рассеивается без необходимости. [3]
Таким образом, сигналы с высоким отношением пиковой мощности к средней означают, что достигаются низкие уровни эффективности, а избыточная энергия тратится впустую, в конечном итоге в виде тепла.
Переменное напряжение
Отслеживание огибающей регулирует напряжение, подаваемое на усилитель мощности ВЧ, чтобы обеспечить необходимую мощность в данный момент. Информация об огибающей поступает от модема IQ и передается в блок питания отслеживания огибающей для обеспечения требуемого напряжения. [4]
В 2013 году Qualcomm стала первой компанией, выпустившей чип с такой технологией, которая, по ее словам, стала первой в отрасли для мобильных устройств 3G и 4G LTE. [5] R2 Semiconductor стала первой в отрасли компанией ET, выпустившей телефон с ET в Samsung Galaxy S5 Mini . [6]
По состоянию на сентябрь 2014 года по крайней мере 16 телефонов используют ET, включая Samsung Galaxy Note 3 , Galaxy S5 Mini , [6] Nexus 5 и iPhone 6. [ 7] Другие производители компонентов, оценивающие технологию, включают R2 Semiconductor, Mediatek , RF Micro Devices , Skyworks , Texas Instruments , Analog Devices , Nujira и Eta Devices. [2]
Eta Devices, ответвление MIT со штаб-квартирой в Кембридже, штат Массачусетс, готовит модуль базовой станции и чип, который, по ее словам, снижает разрядку батареи и хорошо работает в приложениях с высокой пропускной способностью. Компания заявляет, что чип помогает снизить потребление электроэнергии на 20 процентов и помогает уменьшить тепловыделение до 30 процентов. Подход Eta повышает эффективность за счет большего шума сигнала. Компания использует передовую цифровую обработку сигнала для решения этой проблемы. Базовая станция Eta немного меньше обувной коробки и является первым передатчиком 4G LTE, достигшим средней эффективности более 70 процентов, по сравнению с типичными 45-55 процентами. [2]
Ссылки
- ^ Wimpenny, Gerard. "Улучшение эффективности PA с несколькими несущими с помощью отслеживания огибающей". EE Times . Получено 25 октября 2011 г.
- ^ abc Talbot, David (2014-01-07). "Самая горячая технология, не представленная на выставке CES: смарт-радиочипы | Обзор технологий MIT". Technologyreview.com . Получено 2014-01-11 .
Помимо блеска Международной выставки потребительской электроники, беспроводная индустрия сталкивается с фундаментальной проблемой: больше функций и более быстрая передача данных разряжают аккумуляторы телефонов быстрее, чем когда-либо.
- ^ Radio-Electronics.com Учебное пособие по отслеживанию огибающей
- ^ Radio-Electronics.com Система отслеживания огибающей
- ^ Фитчард, Кевин. «Благодаря новому чипу огромный экран Galaxy Note 3 не съест его аккумулятор». Gigaom. Получено 13 марта 2014 г.
- ^ ab "Разборка Samsung Galaxy S5 Mini (см. шаг 15)". iFixit. Получено 4 сентября 2014 г.
- ^ "Внутри iPhone 6 и iPhone 6 Plus". Блог Chipworks . Архивировано из оригинала 24 сентября 2014 года . Получено 25 сентября 2014 года .
Внешние ссылки
- Учебное пособие по отслеживанию конвертов включает видео и все аспекты отслеживания конвертов.
- Чжаньцан Ван, «Усилители мощности с отслеживанием огибающей для беспроводной связи», Artech House, Массачусетс: Бостон, 2014.
- Стартап R2 Semiconductor работает над технологией отслеживания огибающей
