Метод отслеживания огибающей для снижения энергопотребления смартфонов

№ 1’2016
PDF версия
Современные смартфоны и другие интеллектуальные мобильные устройства имеют широкополосные радиоинтерфейсы и используют сложные форматы модуляции сигналов, например OFDM, чтобы передавать данные с высокими скоростями. Для повышения уровня мощности передаваемого модулированного сигнала в мобильных устройствах применяются ВЧ-усилители мощности, которые вносят значительный вклад в энергопотребление и тепловыделение ВЧ-тракта, что существенно влияет на общие рабочие характеристики мобильного устройства.

Как правило, усилители мощности эффективнее работают вблизи от области насыщения, при этом их выходная мощность близка к максимальной. Но такой подход нецелесообразен в устройствах, поддерживающих современные форматы модуляции с высоким отношением пиковой мощности к средней. Дело в том, что для предотвращения компрессии сигнала усилитель мощности должен работать со снижением среднего уровня выходной мощности, что приведет к снижению эффективности усилителя и, следовательно, к уменьшению продолжительности работы мобильного устройства от батареи.

Сравнительно недавно для повышения эффективности работы усилителя мощности и улучшения его характеристик стал применяться метод отслеживания огибающей. Согласно данному методу, напряжение питания усилителя регулируется в зависимости от амплитуды его входного сигнала. В современных усилителях это позволяет переключаться между режимами работы на высокой и низкой мощности, а не подавать постоянное напряжение питания. Система отслеживания огибающей обеспечивает динамическую регулировку напряжения питания, подаваемого на усилитель мощности, в соответствии с амплитудой огибающей входного ВЧ-сигнала, как показано на рис. 1. При большой амплитуде огибающей входного сигнала напряжение питания увеличивается, а при малой уменьшается. В результате усилитель работает с оптимальной эффективностью в большей части рабочего диапазона. Повышение эффективности усилителя мощности приводит к увеличению продолжительности работы мобильного устройства от батареи.

Отслеживание огибающей повышает эффективность усилителя мощности за счет динамической регулировки напряжения питания усилителя в соответствии с амплитудой огибающей входного ВЧ-сигнала.

Рис. 1. Отслеживание огибающей повышает эффективность усилителя мощности за счет динамической регулировки напряжения питания усилителя в соответствии с амплитудой огибающей входного ВЧ-сигнала.

Но достичь высоких характеристик не так просто: для этого требуется тщательная разработка и всестороннее тестирование системы отслеживания огибающей. На рис. 2 показана структурная схема типовой системы отслеживания огибающей. С помощью детектора, формирующего огибающую на основе амплитуды IQ-сигнала, и таблицы форм огибающей определяется напряжение питания, подаваемое на усилитель мощности. Сформированный сигнал огибающей подается на источник питания, чтобы установить значение напряжения питания Uccс учетом изменений входного ВЧ-сигнала. Усилитель мощности выдает усиленный ВЧ-сигнал в соответствии с измененным напряжением питания.

Структурная схема типовой системы отслеживания огибающей (вверху). Выходной сигнал на снимке экрана осциллографа (внизу) имеет синюю и красную огибающие, полученные при тестировании усилителя и точно отражающие форму огибающей усиленного ВЧ-сигнала желтого цвета

Рис. 2. Структурная схема типовой системы отслеживания огибающей (вверху). Выходной сигнал на снимке экрана осциллографа (внизу) имеет синюю и красную огибающие, полученные при тестировании усилителя и точно отражающие форму огибающей усиленного ВЧ-сигнала желтого цвета

Усилитель мощности с отслеживанием огибающей представляет собой активный трехполюсник. Для его работы необходим малошумящий быстродействующий источник питания, работающий как в импульсном, так и в линейном режимах. Кроме того, следует создать и оптимизировать специальную кривую или таблицу преобразования, задающую характеристики системы отслеживания огибающей, что весьма сложно и требует больших затрат времени.

В процессе реализации необходимо тщательно проверить все компоненты системы отслеживания огибающей. Выполняется согласование системы отслеживания огибающей с параметрами антенны и синхронизация огибающей и ВЧ-сигналов с погрешностью не более 1 нс, чтобы предотвратить асимметричную утечку мощности в соседний канал. Результаты измерений линейности помогают оценить общую эффективность работы системы. Кроме того, проверяются неравномерности групповой задержки, приводящие к дополнительному искажению сигнала на выходе усилителя мощности, и паразитные сигналы и шум в цепи питания, также влияющие на этот сигнал.

Для тестирования столь сложной системы отслеживания огибающей инженерам-разработчикам потребуются следующие специальные средства:

  • ПО для генерирования точного ВЧ-сигнала с огибающей;
  • измерительное оборудование, обеспечивающее синхронизацию с импульсным регулятором источника питания;
  • точная синхронизация ВЧ-сигнала и огибающей в режиме реального времени;
  • таблица преобразования, позволяющая выбирать форму огибающей с учетом целей разработки, чтобы повысить эффективность работы, улучшить линейность и расширить рабочую полосу пропускания;
  • дифференциальный выход для сигнала огибающей, чтобы улучшить подавление шума;
  • гибкое и экономически эффективное тестовое решение, позволяющее инженерам повторно использовать имеющееся оборудование.

В систему тестирования отслеживания огибающей также должны входить среда моделирования, генератор и анализатор сигналов, ПО для генерации и анализа сигналов и осциллограф. Производитель контрольно-измерительного оборудования Keysight Technologies (бывшее подразделение электронных измерений компании Agilent Technologies) предлагает средства моделирования для разработки и тестирования систем отслеживания огибающей, а также ПО для измерения характеристик и измерительные приборы. Данные решения помогут справиться со всеми проблемами проектирования и измерения характеристик, обеспечивая уменьшение энергопотребления смартфонов и, следовательно, увеличение продолжительности их работы от батареи

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

سكس عربي مصري مجاني sexauskunft.net سكسحر unblurred hentai nicehentai.com omega hentai chinki sex renklipornoo.net village naked dance hot x porn video hindipornsite.com heather jayne nude huge dick comics streamhentai.net hentai msngs
قصص وصور سكس wiwiuku.com مشاهدة أفلام سكس ラブホテル完全盗撮 浮気ドキュメント 禁断の関係 javshare.info とらぶるだいありー brawling go 132 hentaika.org all the way through futa www.indiansexmms pornhindivideo.com ftv hot live 福岡 風俗 図鑑 javwhores.mobi 日本で一番黒いgカップグラドルの絶倫性欲でハメ撮りsexしまくった日常を記録
x videos american fucktube24.com sex odia video 完全拘束イラマチオ 3 あべみかこ javpussy.net 300maan-316 xnxx miya khalifa indianpornsearch.com www.tamil sex videos どエロイ女のムチムチ肉感!ふにゃふにゃ星人 羽生ありさ freejavstreaming.net 生意気j○妹プリ尻挑発 telugu outdoor sex hindipornmovies.org mehreen kaur pirzada