طراحی و شبیه سازی بهینه شده ی تقویت کننده توان دوهرتی با کاربرد wimax

رشد روزافزون فناوری ارتباطات بی سیم در سال های اخیر تقاضا را برای مجتمع سازی فرستنده و گیرنده ی بی سیم به منظور دستیابی به هزینه های پایین تر، اندازه ی کوچکتر و ویژگی های دیگر بیشتر کرده است. یکی از چندین بلوک باقی مانده که هنوز با موفقیت مجتمع نشده تقویت کننده ی توان (pa) است. تقویت کننده ی توان آخرین بلوک سازنده ی فعال یک فرستنده ی رادیویی است. بعلت محدودیت های تکنولوژی cmos طراحی یک تقویت کننده ی توان خطی و پر بازده یک مسئله چالش برانگیز است. مسئله دیگر در بحث سیستم های ارتباطات بی سیم مدرن طول عمر باتری می باشد. در این بین تقویت کننده های توان به دلیل مصرف توان زیاد نیاز به طراحی دقیقی دارند. ویژگی مشترک در میان اکثر تقویت کننده های توان این است که حداکثر بازدهی توان تنها در زمانی که تقویت کننده، توان خروجی بیشینه دارد حاصل می شود. بازدهی توان به طرز چشمگیری با کاهش توان خروجی تنزل می کند. معیار اصلی برای ارسال توان در فرستنده های رادیویی مقدار فاصله از آنتن می باشد. تحت شرایط معمولی تقویت کننده ی توان کمتر از توان خروجی بیشینه ارسال توان دارد. در نتیجه بازدهی موثر خیلی کمتر از مقدار حداکثر است. یک تکنیک جدید که باعث بهبود بازدهی توان برای یک تقویت کننده توان خطی مانند کلاس a یا ab در رنج وسیعی از توان خروجی می شود در این پروژه بررسی شده است. مفهوم این تکنیک برای اولین بار با استفاده از لامپ خلاء توسط ویلیام دوهرتی ارائه شد. یک نمونه تقویت کننده ی توان دوهرتی کاملاً مجتمع در تکنولوژی 18/0 cmos در فرکانس 65/2 گیگاهرتز برای کاربرد وایمکس (wimax) طراحی شد. مشخصه ی بارز نمونه ی طراحی شده تحمل نقاب فرکانسی وایمکس می باشد. یک طبقه راه انداز برای افزایش بهره ی توان تقویت کننده ی دوهرتی نیز طراحی شده است. این طراحی به dbm 30 توان خروجی بیشینه با بازدهی توان افزوده (pae) 41% می رسد. pae در حدود 36% در dbm6 عقب تر از توان خروجی بیشینه می باشد. طراحی دیگری با استفاده از ترانزیستور های ldmos با بازدهی توان افزوده 53% در توان خروجی بیشینه و 38% در dbm6 عقب تر از توان خروجی بیشینه صورت گرفت.