Diplexing Distributed Power Amplifier for Mobile Applications

Verteilte Mehrtor Leistungsverstärker für Mobilfunkanwendungen mit Diplexerfunktion

  • For the purpose of multiband mobile phone power amplifier (PA) design, the prospect of using a distributed amplifier (DA) has been investigated, which over the last 50 years is well known for its excellent broadband behaviour. In order to better adapt the DA to mobile phone PA applications, a new concept is proposed, namely the linear diplexing tapered DA. To verify this concept, the following designs have been investigated: Single stage PCB demonstrator Two-stage on-chip design, which has tapered DA as driver and the diplexing tapered DA as a final PA stage Due to the unique properties of the (diplexing tapered) DA, some commonly used techniques in Single-Ended-PA designs are not applicableFor the purpose of multiband mobile phone power amplifier (PA) design, the prospect of using a distributed amplifier (DA) has been investigated, which over the last 50 years is well known for its excellent broadband behaviour. In order to better adapt the DA to mobile phone PA applications, a new concept is proposed, namely the linear diplexing tapered DA. To verify this concept, the following designs have been investigated: Single stage PCB demonstrator Two-stage on-chip design, which has tapered DA as driver and the diplexing tapered DA as a final PA stage Due to the unique properties of the (diplexing tapered) DA, some commonly used techniques in Single-Ended-PA designs are not applicable. Therefore modifications and adaptations are made. Furthermore, the supplementary properties of the diplexing tapered DA are discussed: Stage bypass for PAE enhancement of DA during large back-off (BO) operation Due to multiple feedback loops and nonlinear devices, large signal and parametric stability are characterised by system identification method Due to the inferior linearity of DA, a special dynamic biasing circuit to compensate for the gain expansion is proposed The ability to apply spectrum aggregation and load balancing techniques.show moreshow less
  • In der vorliegenden Arbeit wurde für die im Mobilfunk eingesetzten Multibandleistungsverstärker (Multiband PA) die Verwendung von verteilten Verstärker (Distributed Amplifier - DA) untersucht, die seit langem für ihre ausgezeichnete Breitbandigkeit bekannt sind. Als neues Konzept wurde der linear verteilte Mehrtorverstärker mit Diplexerfunktion verwendet. Zur Überprüfung der Funktionsweise wurde ein einstufiger PCB-Demonstrator mit diskreten Bauteilen aufgebaut und charakterisiert, sowie ein zweistufiges IC-Design mit einem tapered DA als Treiber und einem tapered Mehrtor-DA mit Diplexerfunktion als Endstufe verifiziert. Aufgrund der speziellen Eigenschaften von verteilten Verstärkern mit DiIn der vorliegenden Arbeit wurde für die im Mobilfunk eingesetzten Multibandleistungsverstärker (Multiband PA) die Verwendung von verteilten Verstärker (Distributed Amplifier - DA) untersucht, die seit langem für ihre ausgezeichnete Breitbandigkeit bekannt sind. Als neues Konzept wurde der linear verteilte Mehrtorverstärker mit Diplexerfunktion verwendet. Zur Überprüfung der Funktionsweise wurde ein einstufiger PCB-Demonstrator mit diskreten Bauteilen aufgebaut und charakterisiert, sowie ein zweistufiges IC-Design mit einem tapered DA als Treiber und einem tapered Mehrtor-DA mit Diplexerfunktion als Endstufe verifiziert. Aufgrund der speziellen Eigenschaften von verteilten Verstärkern mit Diplexerfunktion lassen sich einige bekannte und häufig verwendete Techniken zur Verbesserung von Linearität und Wirkungsgrad - wie sie häufig zur Auslegung von Single-Ended-PAs verwendet werden, nicht anwenden. Daher wurden folgende Techniken adaptiert und neu in Schaltung und Simulation eingeführt: Bypass-Stufe zur Erhöhung des Verstärkerwirkungsgrads (PAE) im Back-Off (BO) Analyse der parametrischen und Großsignalstabilität Dynamische Bias-Schaltung zur Linearitätsverbesserung bzw. zur Kompensation der Verstärkungsexpansion Berücksichtigung von Last-Balancierung- und Spektrum-Aggregationstechnikenshow moreshow less

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Metadaten
Author:Wei Wang
URN:urn:nbn:de:bvb:29-opus-33645
Advisor:Georg Fischer
Document Type:Doctoral Thesis
Language:English
Date of Publication (online):2012/07/19
Publishing Institution:Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU)
Granting Institution:Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU), Technische Fakultät
Date of final exam:2012/03/19
Release Date:2012/07/19
Tag:Energiesparmodi; Verteilte Verstärker
Distributed Amplifier; Power modes
SWD-Keyword:Breitbandverstärker; Drahtloses lokales Netz; Frequenzweiche; Lastteilung; Leistungsverstärker; Linearität; Long Term Evolution; WCDMA
Institutes:Technische Fakultät -ohne weitere Spezifikation-
Dewey Decimal Classification:620 Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten

$Rev: 12793 $