基于高锋均比信号的高级doherty架构的研究

NRPAE

输对于3阶1：1：1doherty由于两个peak的偏置电压不一样，因此可以根据根据输入信号大小来自适应控制Peak PAs的栅极偏置——栅极ET。以使达到在回退和峰值功率时的高效率。栅极ET比漏极ET好太多，没有因为电压降低太多而导致的电源转换效率很低等等缺点。而且栅极ET的实例也有。
下面给出一个实例版图和测试结果<img src="attachments/dvbbs/2010-10/2010102314572177476.jpg" border="0" onclick="zoom(this)" onload="if(this.width>document.body.clientWidth*0.5) {this.resized=true;this.width=document.body.clientWidth*0.5;this.style.cursor='pointer';} else {this.onclick=null}" alt="" />
<img src="attachments/dvbbs/2010-10/2010102314584524026.jpg" border="0" onclick="zoom(this)" onload="if(this.width>document.body.clientWidth*0.5) {this.resized=true;this.width=document.body.clientWidth*0.5;this.style.cursor='pointer';} else {this.onclick=null}" alt="" />其中(a)without GA;（b）with GA;  (GA=Gatebias Adaptation)

由上图可知在整个回退区域内，用了Gate bias Adaptation的demo效率又进一步提高了5个点！！！

[此贴子已经被作者于2010-10-24 14:11:38编辑过]

sunnu789

好贴,等续完.

NRPAE

LS,我没有被授权公开！
其实看英文晦涩难懂，还有一堆公式。等我写完了，你再看看。

fatsnake001

楼主能否把IEEE的原文发上来给我等看看啊？[em12]

fatsnake001

好贴啊，支持楼主[em08][em08]

NRPAE

未完待续

NRPAE

4，线性分析
输出电流公式：Iout=gm1*Vi+gm2*Vi^2+gm3*Vi^3+gm4*Vi^4+gm5*Vi^5……..
Vi是输入电压，gmx是指x阶膨胀系数。PA的主要的失真分量，是第三阶和五阶分量（IMD3和IMD5），而IMD3和IMD5主要由gm3和gm5决定。一般来说，Carry工作在AB类，Peak工作在C类。对于AB类和C类，他们产生的IMD3的极性相反（如下图所示），因此适当的调节Carry和Peak的gate bias可以把IMD3很好的抵消。而对于3阶1：1：1doherty，由于两个peak的栅极电压不一样，因此适当调节不但可以很好的抵消IMD3,还可以抵消IMD5.
<img src="attachments/dvbbs/2010-10/2010102214332898534.jpg" border="0" onclick="zoom(this)" onload="if(this.width>document.body.clientWidth*0.5) {this.resized=true;this.width=document.body.clientWidth*0.5;this.style.cursor='pointer';} else {this.onclick=null}" alt="" />


综上所述，3阶的1：1：1高级架构的doherty的优势是非常明显的。

NRPAE

3，下图比较几种架构的doherty效率：
<img src="attachments/dvbbs/2010-10/2010102214321722760.jpg" border="0" onclick="zoom(this)" onload="if(this.width>document.body.clientWidth*0.5) {this.resized=true;this.width=document.body.clientWidth*0.5;this.style.cursor='pointer';} else {this.onclick=null}" alt="" />

可以看出，3阶1：1：1doherty的最大效率点有3个，第一个出现在回退9.5dB，理论计算的效率为69%；第二个出现在回退6dB。相比于3路doherty，3阶doherty的效率更高，并且可以在整个回退功率内（-9dB到0dB）都保持高的效率。而3路dohery在-9dB到0dB之间有一个效率的凹坑，最大效率也是稍低的61%。

三阶1：1：1比3路1:2 doherty效率高10个百分点
负载调制非常适合于三阶1：1：1doherty，可以说简直就是为了三阶1：1：1doherty而生。且看下面的分析。
下图显示3个PA各3种状态下的负载线。
Vin/Vmax 在0-0.33区域内，只有Carry工作，在0.33-0.5区域内carry和peak1一起工作，在0.5-1区域内，所有的PA一起工作。在Peak都关断时Carry的负载等于3*R0. 因此在9.54dB回退时，Carry 负载线达到“膝区”即是饱和区域，达到最大效率。接下来第一个Peak PA 开始工作，这个过程中Peak1的负载阻抗从开路变为4*R0，此时达到第二个最大效率点---回退6dB处。当输入信号继续增加，peak2开始工作，达到峰值功率时，所有的PA的负载阻抗变成R0，达到第三个最大效率点。因此可以得出在下一个PA 开启时，之前开启的所有PA都工作在最大效率处。由以上可见，相比于1：2的三路doherty，三阶1：1：1doherty在比较宽的输出功率范围内了保持相对平坦和更高的效率。
我们把漏极效率简化为DE,
DE= (∫prob(Vin)* Pout(Vin)dVin)/(∫prob(Vin)* Pdc(Vin)dVin)
其中problem(Vin)= the probability of the occurrence of a voltage value of Vin for the modulated input signal, 可以理解为调制信号的电压幅度值出现的概率函数。该函数服从瑞利分布。根据这个公式计算出来的效率曲线，如下图所示。由于在0.03到0.37这个范围内是PA的主要工作区域，于是可知这个区域的效率决定了整个PA的效率。于是可知三阶1：1：1doherty在这个区域内的效率相比于其他几种高了不少。

<img src="attachments/dvbbs/2010-10/2010102214312328919.jpg" border="0" onclick="zoom(this)" onload="if(this.width>document.body.clientWidth*0.5) {this.resized=true;this.width=document.body.clientWidth*0.5;this.style.cursor='pointer';} else {this.onclick=null}" alt="" />

[此贴子已经被作者于2010-10-22 22:59:21编辑过]

NRPAE

2，3-stage Doherty
真正的3路doherty其实叫3阶doherty，3阶里面又分1：2：3和1：1：1，由于1:2:3的最大效率点出现在回退12dB处，不适用。因此这里讨论1：1：1，如下图所示：
<img src="attachments/dvbbs/2010-10/2010102214304280064.jpg" border="0" onclick="zoom(this)" onload="if(this.width>document.body.clientWidth*0.5) {this.resized=true;this.width=document.body.clientWidth*0.5;this.style.cursor='pointer';} else {this.onclick=null}" alt="" />

NRPAE

以下是引用sunwanderer在2010-10-28 23:39:27的发言：
后面的三路，好像是NXP的？
三路，就是一个鸡肋，看起来对于调制信号挺高，但由于功率管本身的缺陷（特别是有些LDMOS，GaN好一些），多路doherty的合路插损较大，不是很容易在现实中应用。

请问什么缺陷？然后你觉得什么样的doherty架构对于高峰均比信号比较好？不妨大家一起讨论讨论。。？

NRPAE

以下是引用piero在2010-10-28 22:06:23的发言：
我还可以多多讨论的，可惜贴图一直不成功。
NRPAE可以教我贴图吗？不贴图只用文字讲不清楚。
谢谢

先点你打字框框上面的那个“上传文件”的按钮，然后点击新页面的下面"Browse"，找到你的图片，出售价格填0，点上传，发表就ok了。

sunwanderer

后面的三路，好像是NXP的？
三路，就是一个鸡肋，看起来对于调制信号挺高，但由于功率管本身的缺陷（特别是有些LDMOS，GaN好一些），多路doherty的合路插损较大，不是很容易在现实中应用。

pillar

这帖子有点技术含量了 先占个坑 改天好好拜读一下

piero

我还可以多多讨论的，可惜贴图一直不成功。
NRPAE可以教我贴图吗？不贴图只用文字讲不清楚。
谢谢

avr-arale

非常好的文章，进来学习

zltogo

帖子不错，看的人多，讨论人少！无人和楼主过招！

鄙人懂的不多，纯个人见解觉得不平衡doherty始终都有一个不能回避的问题，那就是如何保证两个管子的一致性？？上了批量大家就知道，同一个管子增益都有1到2dB离散，如果两个不一样的管子岂不就是2到4dB离散？？！！更何况还有相位的离散。

boming

难遇好帖！跟随拜读！

filestar

好帖，占个位置，继续拜读。

frmsega

NXP也是推荐3路DPA的。。FREESCALE好像更推崇2路不平衡的吧。
这么好的帖子，顶起来。

txdy

删压ET是可以做，但是对于DPD是要做相应的改善的，不是一般使用通用平台的公司能做到的