Efficiency enhancement of CMOS power amplifier for RF applications
Other Title(s)
تحسين كفاءة مكبر قدرة نوع CMOS لتطبيقات الترددات الراديوية
Joint Authors
Yasin, Muhammad Tariq
Husayn, Shamil Hamzah
Source
al-Rafidain Engineering Journal
Issue
Vol. 27, Issue 2 (30 Sep. 2022), pp.60-67, 8 p.
Publisher
University of Mosul College of Engineering
Publication Date
2022-09-30
Country of Publication
Iraq
No. of Pages
8
Main Subjects
Topics
Abstract AR
تم اقتراح بنية جديدة لتصميم مكبر أو مضخم قدرة نوع QPA بتقنية CMOS كطريقة أكثر فاعلية لتضخيم الإشارات المعدلة بترددات الراديوية مقارنة بمكبرات قدرة القطبية التقليدية (Polar PA's).
تم ذلك باستخدام تقنية إزالة المغلفات واستعادتها (EER) وبكفاءة عالية، توفر ال Polar PA تضخيما خطيا للإشارة معدلة ذات التردد الراديوي عالي الكفاءة.
ومع ذلك، تتطلب هذه الأنظمة محاذاة عالية بين مساري إشارة الاتساع والطور، ويجب أن يكون عرض النطاق الترددي لمسار الاتساع أكبر بثلاث إلى أربع مرات من عرض نطاق الراديوي.
وبالأخير يؤدي مباشرة إلى ازدياد استهلاك الطاقة.
بدلا من تفكيك إشارات المضمنة إلى مزيج من إشارات الطور والسعة، يقترح أن يتم تضخيم الإشارات المضمنة مباشرة باستخدامQPA .
وأن عدم وجود مسار إشارة الطور والسعة المنفصلين يؤدي إلى تجنب متطلبات الخطية وعرض النطاق، مما يقلل من استهلاك الطاقة.
يتم تقديم تقنية التضمين محتملة لـ PA والتي تتكون من مضخمين للطاقة في وضع التبديل الجسري بحيث يمكنهما التعامل مع الفولتيات السالبة والموجبة وتجميع طاقة الترددات الراديوية.
بالإضافة إلى ذلك، يتم التحكم بشكل صحيح مع QPA.
تتم مقارنة تصميم الهيكل الجديد فيما يتعلق بالمعاملات مثل لتردد العمل الأساسي، وكسب الطاقة، وPAE، وطاقة الإخراج، والتكنولوجيا المستخدمة أو عملية التصنيع، وعدد الترانزستورات المرحلة.
تظهر نتائج المحاكاة الخاصة ب PA باستخدام تقنية CMOS بأن كفاءة مضافة للطاقة بنسبة 78.413% ومعدل التضمين التداخلي IDM3 هو (-62.6 dBm) عند (21.619 dBm) كحد أقصى من طاقة الإخراج مدفوعة عند 2.4 GHz وطاقة إدخال أكبر من 20 dBm.
تم الحصول على تشوه في السعة في هذا العمل حوالي (1.4 dB / dB)، وتشويه في الطور حوالي (0.26 Deg / dB) عند عرض النطاق الترددي للإشارة المضمنة الراديوية يساوي 50MHz.
Abstract EN
This paper presented a new structure for the CMOS power amplifiers as a more effective trend to amplify radio frequency (RF) signals compared to polar power amplifiers pa's by using envelope removal and restoration (EER) technique.
polar pa offers high-efficiency RF-modulated linear signal amplification.
however, these amplifiers need high uniformity between the amplitude and phase of the modulated signals.
the last translates promptly into higher energy consumption.
rather than deconstructing the quadrature signals into the combination of phase and amplitude signals, it is suggested that the CMOS quadrature power amplifier (QPA'S) technique had been used to amplify RF signals immediately.
the linearity, bandwidth, efficiency, and power consumption of the QPA'S has been improved by separate amplitude and phase quadrature signals.
the quadratic geometry architecture contains two bridges from modulated pa's that are able to treat negative or positive voltages, modulation, and RF-power bundling.
the design of the new structure is compared with respect to parameters such as fundamental frequency, power gain, PAE, output power, technology or fabrication process, and number of stage transistors.
simulation results for pa's design using CMOS process show an effective quadrature model by a power-added-efficiency (PAE) of 78.413% at a maximum output power of 21.619 dBm.
the third intermodulation IDM3 is-49.2 dBc at output power driven at frequency 2.4 GHz and input power greater than 20 dBm.
the amplitude and phase distortion has been obtained of 1.4 and 0.26% dB respectively at 50 MHz of bandwidth for modulated signals.
American Psychological Association (APA)
Husayn, Shamil Hamzah& Yasin, Muhammad Tariq. 2022. Efficiency enhancement of CMOS power amplifier for RF applications. al-Rafidain Engineering Journal،Vol. 27, no. 2, pp.60-67.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-1441059
Modern Language Association (MLA)
Husayn, Shamil Hamzah& Yasin, Muhammad Tariq. Efficiency enhancement of CMOS power amplifier for RF applications. al-Rafidain Engineering Journal Vol. 27, no. 2 (Sep. 2022), pp.60-67.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-1441059
American Medical Association (AMA)
Husayn, Shamil Hamzah& Yasin, Muhammad Tariq. Efficiency enhancement of CMOS power amplifier for RF applications. al-Rafidain Engineering Journal. 2022. Vol. 27, no. 2, pp.60-67.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-1441059
Data Type
Journal Articles
Language
English
Notes
Includes bibliographical references: p. 66-67
Record ID
BIM-1441059