Анализ усилителя мощности класса G с контролируемым уровнем нелинейных искажений для LTE-сигнала

Моделирование вычислительных, телекоммуникационных и управляющих систем
Авторы:
Леонтьев Е.В.
Аннотация:

В работе показан анализ нелинейных искажений усилителя мощности класса G и усилителя мощности с непрерывным отслеживанием огибающей на основе предложенной комбинированной схемы усилителя огибающей для базовых станций сотовой связи стандарта LTE. Обе рассмотренные схемы усилителей огибающей имеют дополнительную формирующую функцию для компенсации AM-AM конверсии усилителя мощности, а также DPD коррекцию AM-ФM конверсии усилителя. Результаты анализа показали, что коммутация между 18 уровнями напряжения питания в усилителе мощности класса G позволяется получить характеристику ACPR выходного LTE-сигнала на допустимом уровне -50 дБн. Моделированием доказано, что к усилителю мощности класса G возможно применить стандартную методику предыскажений на основе LUT или рядов Вольтерра при N = 18. Количество уровней возможно уменьшить, используя предложенную комбинированную схему усилителя огибающей до 10 или применить дополнительную фильтрацию выходного сигнала усилителя огибающей.

Ключевые слова:
усилитель мощности класса Gнелинейные искаженияКПДDPDLTE
  • Список литературы

    1. Anderson D.R., Cantrell W.H. High-efficiency high-level modulator for use in dynamic envelope tracking CDMA RF power amplifiers. 2001 IEEE MTT-S International Microwave Symposium Digest (Cat. No.01CH37157), 2001, Vol. 3, Pp. 1509–1512. DOI: 10.1109/MWSYM.2001.967189

    2. Huang H., Bao J., Zhang L. A MASH-controlled multilevel power converter for high-efficiency RF transmitters. IEEE Transactions on Power Electronics, 2011, Vol. 26, No. 4, Pp. 1205–1214. DOI: 10.1109/TPEL.2010.2073721

    3. Cheshire A., Flaten P., Popović Z., Maksimović D. High-frequency flying capacitor four-level drain sup-ply modulator. 2025 IEEE Applied Power Electronics Conference and Exposition (APEC), 2025, Pp. 682–688. DOI: 10.1109/APEC48143.2025.10977523

    4. Bhardwaj S., Moallemi S., Kitchen J. A review of hybrid supply modulators in CMOS technologies for envelope tracking PAs. IEEE Transactions on Power Electronics, 2023, Vol. 38, No. 5, Pp. 6036–6062. DOI: 10.1109/TPEL.2022.3233441

    5. Chen C., Li X., Hu R., Cheng L. A high-efficiency envelope-tracking supply modulator using a class-G linear amplifier and a single-inductor dual-input-dual-output converter for 5G NR power amplifier. IEEE Journal of Solid-State Circuits, 2024, Vol. 59, No. 12, Pp. 4101–4113. DOI: 10.1109/JSSC.2024.3481906

    6. Lopez J., Li Y., Popp J.D., Lie D.Y.C., Chuang C.-C., Chen K. Design of highly efficient wideband RF polar transmitters using the envelope-tracking technique. IEEE Journal of Solid-State Circuits, 2009, Vol. 44, No. 9, Pp. 2276–2294. DOI: 10.1109/JSSC.2009.2022669

    7. Leng W., Abidi A.A., Mundlapdi S.R., Darabi H., Chowdhury D., Afsahi A. Envelope tracking supply modulator with Trellis-search-based switching and 160-MHz capability. IEEE Journal of Solid-State Circuits, 2022, Vol. 57, No. 3, Pp. 719–733. DOI: 10.1109/JSSC.2021.3128394

    8. Wolff N., Heinrich W., Bengtsson O. Highly efficient 1.8-GHz amplifier with 120-MHz class-G supply modulation. IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, 2017, Vol. 65, No. 12, Pp. 5223–5230. DOI: 10.1109/TMTT.2017.2769089

    9. Jin Q., Ruan X., Ren X., Xi H. High-efficiency switch-linear-hybrid envelope-tracking power supply with step-wave approach. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 2015, Vol. 62, No. 9, Pp. 5411–5421. DOI: 10.1109/TIE.2015.2416690

    10. Leontiev E.V., Korotkov A.S., Matveev Y.A. Class-G power amplifier for infocommunication systems. Nanoindustry, 2021, Vol. 14, No. S7 (107), Pp. 930–931. DOI: 10.22184/1993-8578.2021.14.7s.930.931

    11. Leontiev E.V. Class G power amplifier synthesis based on the probability density function dependence of the transmitted signal. Computing, Telecommunication and Control, 2024, Vol. 17, No. 2, Pp. 17–23. DOI: 10.18721/JCSTCS.17202

    12. Zhu Y., Klimashov O.P., Jin B., Balteanu F., Drogi S., Bartle D.C. Novel shaping function for envelope tracking linearization. IEEE Asia Pacific Microwave Conference (APMC), 2017, Pp. 402–405. DOI: 10.1109/APMC.2017.8251465

    13. Leontiev E.V., Korotkov A.S., Balashov E.V., Berezniak A.F. Application of LabVIEW in the problems of computer-aided designing MMIC in Microwave office. Nanoindustry, 2017, Vol. 74, No. S, Pp. 531–533.

    14. Zhang Y., Rodríguez M., Maksimović D. Output filter design in high-efficiency wide-bandwidth multi-phase buck envelope amplifiers. 2015 IEEE Applied Power Electronics Conference and Exposition (APEC), 2015, Pp. 2026–2032. DOI: 10.1109/APEC.2015.7104627

    15. Xing L., Sun J. Optimal damping of multi-stage EMI filters. 2011 Twenty-Sixth Annual IEEE Applied Power Electronics Conference and Exposition (APEC), 2011, Pp. 1721–1728. DOI: 10.1109/APEC.2011.5744828

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License
Предыдущая статьяСледующая статья