Preguntas sobre la modulación de carga, Doherty PA

Tenga en cuenta que, en general, una carga se mide en algún punto de una red y se puede definir como carga Z = V / I en ese punto de la red.

En un amplificador eficiente, queremos que la carga vista por los dispositivos de potencia sea tal que los dispositivos estén tan cerca de la saturación como sea posible en cada momento, lo que si lo piensa es que la impedancia de carga de drenaje debe ser inversamente proporcional a la potencia de salida.

En un amplificador de potencia clásico, la impedancia de drenaje se fija a un nivel lo suficientemente bajo como para soportar cualquier potencia máxima que la cosa pueda hacer, lo cual está bien para un modo de potencia constante, pero es horrible para cualquier cosa con un componente de AM significativo. (Como decir, casi cualquier esquema de modulación eficiente) ya que la potencia de entrada cae como solo la raíz cuadrada del retroceso de potencia de salida (esta es una propiedad inherente de un diseño de riel de potencia fija / impedancia de drenaje fijo). Se puede pensar que Doherty usa el amplificador de picos para disminuir la impedancia de drenaje del amplificador portador durante los picos de modulación, lo que permite que el amplificador principal ejecute una impedancia de drenaje nativa más alta y sea más eficiente durante la mayor parte del tiempo cuando la salida de pico no es necesario.

Debido al cambio de fase de 1/4 de onda, son dispositivos de banda intrínsecamente intrínseca, pero IIRC los primeros fueron construidos para el servicio de onda larga de ~ 100 kHz por transmisores de Continental que utilizan válvulas como dispositivos activos. Un cambio de fase de 90 grados no necesita ser una línea de transmisión, puede hacerlo usando un híbrido de elementos agrupados a partir de un inductor acoplado y dos condensadores, aún de banda estrecha, pero viable en la banda de audio si realmente lo desea. Hay formas más fáciles de bajar que cerca de DC con piezas modernas, PWM con un interruptor GAN producirá una potencia muy eficiente hasta al menos la región de onda media sin el ancho de banda estrecho de los diseños Doherty.

Dado que Dan Mills hizo una mejor descripción de la modulación de carga de la que podría hacerlo, me centraré en la tercera parte de su pregunta.

  

3. Amplificador de potencia Doherty: DPA utiliza una línea de transmisión de cuarto de onda. ¿Significa eso que los DPA no son adecuados para bajas frecuencias (menos de 100 kHz) ya que la longitud de la línea de transmisión será demasiado larga para integrarse en chips? ¿También es posible evitar la línea de transmisión?
  

Sí, es posible evitar la línea de transmisión! No necesita una línea de transmisión de un cuarto de onda para un amplificador de potencia Doherty. Esto también se puede hacer con redes LC, o con acoplamiento inductivo (en otras palabras, un transformador). Este último lo hace adecuado para la integración en los circuitos integrados, y esto se ha hecho y demostrado. Por ejemplo, Ercan Kaymaksut demostró un amplificador Doherty basado en transformador que tiene un ancho de banda de 3 dB de 60 a 81 GHz en 40 nm CMOS. En otras palabras, es posible hacer uso de la línea de transmisión.

Como tales, también es posible operar a frecuencias "bajas" (tal vez no en chip, ya que el tamaño de los inductores sería imposible de fabricar con un factor de calidad suficientemente alto como para ser bueno). Sin embargo, en los procesos de circuitos integrados modernos, los transistores son tan rápidos que podría ser más fácil construir un amplificador basado en arquitectura de conmutación, como una Clase D o cualquiera de sus derivados de sopa de letras. Permitirían un aumento mucho mayor en la eficiencia, y además, si selecciona la frecuencia de conmutación lo suficientemente alta, los pasivos requeridos pueden ser mucho más pequeños, lo que le ahorra área.

Una fotografía del dado mencionado anteriormente. Fuente es la página de inicio del profesor promotor, enlace .

No puedo vincular la imagen y no quiero volver a subirla sin permiso, así que aquí está el enlace: link2