Применение Х-параметров для измерения характеристик и моделирования эффектов долговременной памяти широкополосных модулированных сигналов
Разработчики усилителей мощности (УМ), используемых в современной инфраструктуре беспроводной связи, сталкиваются со многими уникальными проблемами, зачастую связанными с измерением и моделированием линейных и нелинейных параметров компонентов. Эту задачу дополнительно усложняют эффекты долговременной памяти, которые делают описание характеристик УМ, а следовательно и разработку изделий с УМ, еще более сложной.
Что такое эффект памяти? Система без памяти описывается выражением y(t) = f(x(t)), где y(t) – выходной сигнал, x(t) – входной сигнал, а f – линейная или нелинейная функция. Выход такой системы в любой момент времени зависит только от значения входного сигнала в этот момент времени. В системе с памятью это не так. Выход в данный момент времени может зависеть не только от текущего входного значения, но и от предыдущих входных и выходных значений. Общие симптомы, заставляющие разработчика предположить наличие памяти в системе, проявляются в том, что измеренные интермодуляционные искажения (например, интермодуляционные составляющие третьего порядка) усилителя меняются в зависимости от разности частот между двумя воздействующими сигналами, верхняя и нижняя боковые полосы интермодуляционных составляющих третьего порядка демонстрируют несимметричность, или зависимость АМ-АМ и АМ-ЧМ характеризуется гистерезисом и неоднозначной реакцией на подачу модулированных сигналов.
Особенно сложные проблемы вызывает долговременный эффект памяти, когда память сохраняется в течение времени, на несколько порядков превышающего период частоты несущей или даже частоты модулирующего сигнала. Долговременные эффекты памяти связаны с целым рядом факторов, включая меняющиеся во времени условия работы, такие как динамический саморазогрев, модуляция смещения и явление захвата носителей заряда в полупроводниках, которые вызываются входным сигналом и изменяются достаточно медленно по сравнению со скоростью изменения модулирующего сигнала.
Проблема
Моделирование эффектов памяти таких СВЧ устройств, как УМ, является достаточно сложной задачей. Эффекты памяти значительно затрудняют количественное определение нелинейных искажений. Кроме того, они сильно усложняют достижение линейности сигналов произвольной формы, поскольку предыскажения для устройств с памятью выполняются значительно труднее. Первым шагом на пути к решению проблемы эффектов памяти является возможность систематически их измерять и моделировать. Только после этого можно устранить эффекты памяти в схеме или даже выгодно ими воспользоваться. Измерение и моделирование эффектов памяти позволило бы разработчику корректировать искажения, создавать лучшие приборы и корректировать схемы, которые были бы более полезны, если бы не эффекты долговременной памяти. Например, привлекательная способность новых многообещающих технологий, таких как полевые транзисторы с управляющим гетеропереходом на основе нитрида галлия (GaN), работать на высоких частотах с большими мощностями, становится менее привлекательной, если устройство демонстрирует ярко выраженные эффекты долговременной памяти из-за захвата носителей, что отрицательно сказывается на линейности. К сожалению, до недавнего времени не существовало единого метода точного измерения и моделирования эффектов долговременной памяти для широкополосных коммуникационных сигналов.
СКАЧАТЬ ПРОДОЛЖЕНИЕ СТАТЬИ
Нашли ошибку? Ctrl + Enter