THIẾT KẾ TRẠM GỐC-NOD EB CHO 3G WCDMA UMTS 2.1 GIỚI THIỆU
2.4.3.3. Bộ khuếch đại công suất, PA
Hình 2. : Thiết kế bộ khuếch đại công suất
Kiến trúc tổng thể của bộ khuếch đại công suất (PA) được trình bày trên hình 2.19. Tại đầu vào bộ suy giảm khả biến có thể điều khiển toàn bộ khuếch đại. Bộ tiền khuếch đại (Preamp) được thực hiện bằng các khối khuếch đại băng rộng. Bộ kích (Driver) được thực hiện trên GaAs còn bộ khuếch đại chính (Main Amp) đựơc thực hiện trên GaN hoặc LD-MOS); các bộ này được điều khiển thông qua điện áp mở cổng và dòng nuôi bởi giao diện điều khiển khuếch đại (Amp Control) được nối đến khối điều khiển (Control Unit). Bộ ghép (Coupler) để đánh giá công suất ra cho giám sát, hoạt động phản hồi và đo công suất. Bộ circulator cùng bới bộ tách công suất được sử dụng để phát hiện phản xạ từ anten và cải thiện VSWR (Voltage Standing Wave Ratio: tỷ số sóng đứng điện áp). Tất cả các chức năng trong PA được điều khiển số bởi khối điều khiển.
Tầng cuối cùng trong môđule trên là phần quan trọng nhất liên quan dến hiệu suất và khả năng băng rộng. Ngoài ra do thừa số đỉnh trong tín hiệu UMTS hay PAPR cao (>11dB), nên tuyến tính là một vấn đề quan trọng để đảm bảo các yêu cầu về ACLR.
Về căn bản có hai khái niệm thiết kế cho bộ khuếch đại chính. Khái niệm đa băng phân chia toàn bộ băng thông thành các băng thành phần và sử dụng các phần tử khả điều chỉnh cộng với khả chuyển mạch để thực hiện điều chỉnh khả lập cấu hình. Khái niệm băng rộng thật sự dựa trên giải pháp chỉ điều chỉnh cố định một lần và đây là giải pháp thực hiện đơn giản hơn, nhưng yêu cầu cao đối với các transistor trong bộ khuếch đại. Hiện nay giải pháp thứ hai được ưa dùng hơn.
Công suất cao trong ứng dụng băng rộng đòi hỏi điện áp công tác cao. Vì thế nên dùng các vật liệu có khoảng trống giữa các băng lớn với điện áp đánh xuyên cao. Mặt khác để đảm bảo băng thông rộng, yêu cầu dao động ký sinh phải thấp dẫn đến kích thước transistor phải nhỏ. Hiện nay đối với vùng phủ sóng trung bình vật liệu GaN là phù hợp nhất cho transitor để đảm bảo đồng thời tính di động cao của điện tử và độ dẫn nhiệt cao (để được khuếch đại cao khi kích thước transistor nhỏ).