混合功率倍增器能夠獲得清晰的信號
發布時間:2020/10/30 22:56:30 訪問次數:644
為了支持采用DOCSIS 3.1的更高階QAM方案,節點輸出端對MER的苛刻要求已從43 dB增加到48 dB。2在這樣高的MER要求下,DAC時鐘上的相位噪聲和雜散信號會對系統性能產生影響。功率倍增器直接影響MER和帶內帶外失真的主要不利因素是非線性失真,包含諧波和交調失真。
在108 MHz至1218 MHz的倍頻程工作范圍內,存在多個帶內奇偶次諧波,而在185個D3.0載波(或等效載波)下,會產生一組非常復雜的IM產物。傾斜也有顯著的影響,因為較高頻道中的功率比最低頻道中的功率大100多倍,所以這里會產生顯著的差頻積。峰均功率比(PAPR)超過12 dB。
所有這些因素結合起來,為功率倍增器設計人員帶來了巨大的挑戰:更寬的帶寬、更高的峰均功率以及改善線性度。
最新的A類GaAs/GaN推挽混合器件(如ADCA3992)可滿足帶寬、RF功率和線性度要求,但RF系統設計人員所面臨的挑戰無疑是降低功耗:650 mW的RF輸出功率的直流輸入約為18 W時(等效于76.8 dBmV復合電平),直流到RF的轉換效率僅為3.6%。
混合設備能夠支持所需的帶寬和功率,解決方案的第一部分就是確保輸出端口前的最后一個有源元件,即混合功率倍增器能夠獲得清晰的信號。通過使用高性能寬帶16位RF DAC(如AD9162)和低相位噪聲、低雜散輻射JESD204B兼容時鐘源(如HMC7044),可在DAC輸出端跨整個DOCSIS 3.1頻率范圍實現約52 dB MER。
解決方案的第二部分更復雜。理想情況下,任何解決方案都會既提高功率倍增器的輸出功率能力又提高MER,同時降低功耗,但它們幾乎是相互對立的:在恒定輸出功率下,降低功耗會使MER性能下降,或者需要損失RF功率性能,才能使MER保持不變。
雖然可以使用包絡跟蹤(ET)等技術來提高效率,但創建非常寬的帶寬包絡信號并將ET過程產生的顯著失真線性化將帶來額外的挑戰。
要兼顧效率和MER,具有吸引力的解決方案就是DPD,整個無線蜂窩行業幾乎普遍采用。數字預失真(DPD)允許用戶在更高效但非線性更明顯的區域中運行混合功率倍增器,然后先預先校正數字域中的失真,再將數據發送到放大器。DPD在數據到達放大器之前對其進行整形,以抵消放大器產生的失真,從而擴大功率倍增器的線性范圍。
在擴大的線性工作范圍中,DPD讓放大器能夠在降低的偏置電流或電源電壓下更自由地運行(從而降低功耗),或提高MER和誤碼率(BER),甚至可能同時兼顧。盡管數字預失真已廣泛應用于無線蜂窩基礎設施,但在電纜環境中實施數字預失真有獨特而又有挑戰性的要求。
(素材來源:chinaaet.如涉版權請聯系刪除。特別感謝)
為了支持采用DOCSIS 3.1的更高階QAM方案,節點輸出端對MER的苛刻要求已從43 dB增加到48 dB。2在這樣高的MER要求下,DAC時鐘上的相位噪聲和雜散信號會對系統性能產生影響。功率倍增器直接影響MER和帶內帶外失真的主要不利因素是非線性失真,包含諧波和交調失真。
在108 MHz至1218 MHz的倍頻程工作范圍內,存在多個帶內奇偶次諧波,而在185個D3.0載波(或等效載波)下,會產生一組非常復雜的IM產物。傾斜也有顯著的影響,因為較高頻道中的功率比最低頻道中的功率大100多倍,所以這里會產生顯著的差頻積。峰均功率比(PAPR)超過12 dB。
所有這些因素結合起來,為功率倍增器設計人員帶來了巨大的挑戰:更寬的帶寬、更高的峰均功率以及改善線性度。
最新的A類GaAs/GaN推挽混合器件(如ADCA3992)可滿足帶寬、RF功率和線性度要求,但RF系統設計人員所面臨的挑戰無疑是降低功耗:650 mW的RF輸出功率的直流輸入約為18 W時(等效于76.8 dBmV復合電平),直流到RF的轉換效率僅為3.6%。
混合設備能夠支持所需的帶寬和功率,解決方案的第一部分就是確保輸出端口前的最后一個有源元件,即混合功率倍增器能夠獲得清晰的信號。通過使用高性能寬帶16位RF DAC(如AD9162)和低相位噪聲、低雜散輻射JESD204B兼容時鐘源(如HMC7044),可在DAC輸出端跨整個DOCSIS 3.1頻率范圍實現約52 dB MER。
解決方案的第二部分更復雜。理想情況下,任何解決方案都會既提高功率倍增器的輸出功率能力又提高MER,同時降低功耗,但它們幾乎是相互對立的:在恒定輸出功率下,降低功耗會使MER性能下降,或者需要損失RF功率性能,才能使MER保持不變。
雖然可以使用包絡跟蹤(ET)等技術來提高效率,但創建非常寬的帶寬包絡信號并將ET過程產生的顯著失真線性化將帶來額外的挑戰。
要兼顧效率和MER,具有吸引力的解決方案就是DPD,整個無線蜂窩行業幾乎普遍采用。數字預失真(DPD)允許用戶在更高效但非線性更明顯的區域中運行混合功率倍增器,然后先預先校正數字域中的失真,再將數據發送到放大器。DPD在數據到達放大器之前對其進行整形,以抵消放大器產生的失真,從而擴大功率倍增器的線性范圍。
在擴大的線性工作范圍中,DPD讓放大器能夠在降低的偏置電流或電源電壓下更自由地運行(從而降低功耗),或提高MER和誤碼率(BER),甚至可能同時兼顧。盡管數字預失真已廣泛應用于無線蜂窩基礎設施,但在電纜環境中實施數字預失真有獨特而又有挑戰性的要求。
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