Praca dyplomowa magisterska

 Temat pracy:

Wzmacniacze mocy do systemu WiMAX.

 Dyplomant:

Adam Rolbiecki 113506

 Opiekun pracy:

Dr inż. Krzysztof Nyka

Cel pracy

     Wzmacniacze mocy dla systemu WiMAX.

Metody linearyzacji i poprawy sprawności wzmacniaczy mocy.

Eksperymentalna weryfikacja modeli wielkosygnałowych.

Opracowanie wzmacniacza mocy, z wykorzystaniem techniki linearyzacji np. Doherty, Predistortion, Feedback, … w środowisku ADS.

Wykonanie, pomiary, wnioski.

WiMAX i OFDM

      Szerokopasmowe łącze pracujące na dużych odległościach, prędkość przesyłania danych do 70Mbps.

Odporność na propagacje wielodrogową.

Bardzo duża sprawność widmowa.

Duża dynamika obwiedni.

Wrażliwy na zniekształcenia nieliniowe.

Mała sprawność średnia wzmacniacza mocy.

Wzmacniacz mocy - napotkane trudności

Wymagania WiMAX:  

Duża liniowość.

Duża sprawność.

Ponadto:   Brak modelu tranzystora do analizy stabilności na niskich częstotliwościach.

Rozbieżności pomiarów i symulacji – korekta modelu tranzystora.

Procedura projektowania – wzmacniacz AB

     Dobór punktu pracy.

Obwody polaryzujące.

Obwody stabilizujące.

Stabilność tranzystora – małosygnałowy model tranzystora na częstotliwości 1kHz – 100 MHz.

Obwody dopasowująca – analiza Load Pull.

Rozwiązywanie problemów – wzmacniacz AB

  Małosygnałowy model tranzystora na niskie częstotliwości.

Korekta modelu wielkosygnałowego.

Weryfikacja modelu wielkosygnałowego – wzmacniacz AB

1. Weryfikacja modelu wielkosygnałowego.

2. Element wzmacniacza Doherty.

3. Projekt odniesienia.

Weryfikacja modelu wielkosygnałowego – wzmacniacz AB

Rozbieżność pomiarów i symulacji przykładowa charakterystyka.

Zmierzono: wzmocnienie 13,7 dB, kompresja 1 dB przy 32 dBm mocy wyjściowej.

Wzmacniacz Doherty wstęp

1. Wzmacniacz AB pracuje do momentu nasycenia.

2.

Aktywne obciążenia – wzmacniacz C, sumator, linia l/4 Z m .

3. Modulacja impedancji.

4.

Wysoka sprawność już przy niskich mocach sygnału wejściowego.

Procedura projektowania – wzmacniacz Doherty

 Wzmacniacz pomocniczy. Zmiana punktu pracy wzmacniacza AB, tak aby uzyskać punkt pracy klasy C.

  Projekt niesymetrycznego dzielnika mocy.

Projekt sumatora sygnałów z linią l /4 – inwerter impedancji.

Schemat i wykonanie - wzmacniacz Doherty

Symulacje i pomiary - wzmacniacz Doherty

Dobra zgodność pomiaru i symulacji dla pracy małosygnałowej.

Symulacje i pomiary - wzmacniacz Doherty

Korekta punktu pracy wzmacniacza C – zmniejszenie pofalowania charakterystyki wzmocnienia.

Pomiary systemowe - wzmacniacz Doherty

Możliwość pracy z sygnałem wyjściowym o mocy do 22 dBm (EVM 5%).

Porównanie wzmacniacza AB i Doherty Kompresja 1 dB PAE (1 dB) Klasa AB

32 dBm 21,7 %

Doherty

36,7 dBm 51,2 %

Podsumowanie

 Stworzono małosygnałowy model na niskie częstotliwości do badania stabilności.

 Wprowadzono korekty modelu wielkosygnałowego.

  Wykonano dwa wzmacniacze: pierwszy, pracujący w klasie AB oraz wzmacniacz Doherty.

Dokonano pomiarów małosygnałowych, wielkosygnałowych oraz systemowych.

Dziękuję za uwagę