Author(s): Sousa, João Jorge Silva
Date: 2010
Persistent ID: http://hdl.handle.net/10773/7625
Origin: RIA - Repositório Institucional da Universidade de Aveiro
Subject(s): Engenharia electrónica; Sistemas de comunicação móveis; Amplificadores de potência; Radiofrequência
Com a evolução das comunicações móveis, a necessidade de aumentar as taxas de transmissão de dados tornou-se essencial. Como as técnicas utilizadas para conseguir essas taxas pressupõem a utilização de amplificadores de potência lineares, o grande desafio é conseguir amplificadores que disponibilizem, simultaneamente, uma boa linearidade e eficiência. Contudo para RF, amplificadores de potência lineares são inerentemente pouco eficientes. A eficiência é importante uma vez que com esta torna-se possível reduzir os custos das comunicações, devido por exemplo, ao facto de ser necessária menos energia para a alimentação do amplificador. Nesta dissertação, estuda-se uma arquitectura para amplificadores de potência em RF, que promete conseguir simultaneamente linearidade e um aumento considerável da eficiência. Esta arquitectura tem o nome do seu criador, W. H. Doherty, chamando-se assim arquitectura Doherty. Para além disso, pretende-se desenvolver um amplificador classe AB que possa integrar esta arquitectura como o seu carrier amplifier (conceito que será compreendido com a leitura da tese). Para a realização destes objectivos, ao longo do trabalho são aprofundados alguns conceitos teóricos essenciais à sua implementação e compreensão. Esses conceitos consistem na teoria das classes de amplificadores de potência, nas características mais importantes para a avaliação de um amplificador de potência, também chamadas de figuras de mérito, e principalmente no amplificador Doherty propriamente dito. No estudo do amplificador Doherty, faz-se uma pequena alusão à teoria de linhas de transmissão e segue-se com o estudo do seu princípio de funcionamento, comportamento em eficiência, linearidade, vantagens e desvantagens. Para finalizar, realiza-se o projecto de um amplificador classe AB, desde a fase de projecto, passando pela implementação prática e medição em ambiente laboratorial, terminando com uma análise crítica dos resultados.
With mobile communications evolution, the need for increased data transmission rates became essential. As the techniques applied to obtain those rates presume linear power amplification, the big challenge is to obtain amplifiers that have simultaneously a good linearity and efficiency. Efficiency is important since enables the reduction of the communications cost because, for example, less energy is needed for the amplifier supply. In this dissertation, we study a promising architecture for RF power amplifiers that simultaneously offers linearity and efficiency. This architecture has the name of its creator, W. H. Doherty, reason why it is known as Doherty architecture. Furthermore, it is an objective of this work to develop a class AB power amplifier that can integrate this architecture as its carrier amplifier (concept that will be understood along the thesis reading). To achieve these objectives, alongside of this work some theoretical concepts, essential to its implementation and understanding, are analyzed. Those concepts are the power amplifiers operation classes theory, some figures of merit, usually used in power amplifier evaluation, and mainly the Doherty amplifier itself. In Doherty amplifier study, it is made a small allusion to transmission line theory followed by the study of its operation principles, behavior in efficiency, linearity, advantages and disadvantages. To finalize, the project of a class AB power amplifier is developed, since its design phase, passing through its practical implementation and laboratory measurements, finishing with a critical analysis of the obtained results.
