Reconfigurable RF Power Amplifiers on Silicon for Wireless Handsets

تقویت‌کننده‌های توان RF قابل تنظیم مجدد روی سیلیکون برای گوشی‌های بی‌سیم برای طراحان و محققانی در نظر گرفته شده است که باید با مبادله بازده/خطی در فرستنده‌های RF مدرن مقابله کنند تا طول عمر باتری خود را افزایش دهند. استانداردهای 3G/4G با نرخ داده بالا دارای پهنای باند کانال وسیع، دامنه دینامیکی بالا و تغییرات پاکت حیاتی هستند که عموماً تقویت‌کننده توان (PA) را مجبور می‌کند در یک رژیم «بازگشت‌شده» با راندمان پایین کار کند. روش‌های کلاسیک افزایش کارایی مانند حذف پاکت و بازیابی نشان می‌دهد که به دلیل رفتار محدود با پهنای باند کانال و افزایش مصرف منطقه قالب و/یا صورت‌حساب، با اجرای PA اختصاصی گوشی سازگاری کمی دارند. پیشرفت‌های معماری که در این کتاب پیشنهاد شده‌اند، این مسائل را دور می‌زنند، زیرا آنها فشار را بر مدارهای کنترلی با سطح پایین/مصرف توان کم وارد می‌کنند. مزایای سیلیکون نسبت به فناوری های III/V توسط چندین تکنیک پردازش سیگنال آنالوگ که می توانند روی تراشه با تقویت کننده قدرت پیاده سازی شوند برجسته شده است. شبیه‌سازی‌های سطح سیستم و سطح ترانزیستور برای نشان دادن اصول راه‌حل‌های تطبیقی ​​توان پیشنهادی ترکیب شده‌اند. اندازه‌گیری روی نمایشگرهای BICMOS امکان اعتبارسنجی عملکرد مدیریت خطی/کارایی پویا را فراهم می‌کند. در تقویت‌کننده‌های توان RF قابل تنظیم مجدد روی سیلیکون برای گوشی‌های بی‌سیم، طراحان PA مروری بر فن‌آوری‌ها، معماری‌ها و فرمالیسم‌های نظری (سری Volterra...) که به طور سنتی با طراحی PA مرتبط هستند، خواهند یافت. مسائل خاصی که فرد در تقویت‌کننده‌های قدرت با آن مواجه می‌شود (مانند اثرات حرارتی/حافظه، پایداری، حساسیت VSWR...) و روش غلبه بر آنها نیز به‌طور گسترده در این کتاب مورد توجه قرار گرفته است.

Reconfigurable RF Power Amplifiers on Silicon for Wireless Handsets is intended to designers and researchers who have to tackle the efficiency/linearity trade-off in modern RF transmitters so as to extend their battery lifetime. High data rate 3G/4G standards feature broad channel bandwidths, high dynamic range and critical envelope variations which generally forces the power amplifier (PA) to operate in a low efficiency “backed-off” regime. Classic efficiency enhancement techniques such as Envelope Elimination and Restoration reveal to be little compliant with handset-dedicated PA implementation due to their channel-bandwidth-limited behavior and their increased die area consumption and/or bill-of-material. The architectural advances that are proposed in this book circumvent these issues since they put the stress on low die-area /low power-consumption control circuitry. The advantages of silicon over III/V technologies are highlighted by several analogue signal processing techniques that can be implemented on-chip with a power amplifier. System-level and transistor-level simulations are combined to illustrate the principles of the proposed power adaptive solutions. Measurement on BICMOS demonstrators allows validating the functionality of dynamic linearity/efficiency management. In Reconfigurable RF Power Amplifiers on Silicon for Wireless Handsets, PA designers will find a review of technologies, architectures and theoretical formalisms (Volterra series…) that are traditionally related to PA design. Specific issues that one encounters in power amplifiers (such as thermal / memory effects, stability, VSWR sensitivity…) and the way of overcoming them are also extensively considered throughout this book.