Seguimiento del sobre ( ET ) describe una aproximación a la frecuencia de radio (RF) amplificador de diseño en el que la fuente de alimentación de tensión aplicada al amplificador de potencia de RF se ajusta continuamente para asegurar que el amplificador está funcionando a su máxima eficiencia para potencia necesaria en cada instante de la transmisión. [1]
Un amplificador de RF convencional diseñado con un voltaje de suministro fijo funciona de manera más eficiente solo cuando funciona en compresión .
Los amplificadores que operan con un voltaje de suministro constante se vuelven menos eficientes a medida que aumenta el factor de cresta de la señal, porque el amplificador pasa más tiempo operando por debajo de la potencia máxima y, por lo tanto, pasa más tiempo operando por debajo de su eficiencia máxima.
Fondo
La necesidad de una mayor eficiencia surge particularmente a medida que los esquemas de modulación se vuelven más complicados y aumenta su relación de potencia pico a promedio. Los esquemas de modulación más antiguos basados en la modulación de fase o frecuencia sin información de amplitud transportada en la señal pueden usar amplificadores que se comprimen y ofrecen altos niveles de eficiencia. En 2014, las estaciones base de comunicaciones móviles consumían aproximadamente el 1% de la electricidad mundial. [2]
Por el contrario, muchos sistemas de comunicaciones nuevos, desde WiMAX hasta LTE , utilizan información de amplitud. El amplificador no se puede ejecutar en compresión porque la información de amplitud se distorsiona. Estos amplificadores solo pueden alcanzar su máxima eficiencia en los picos de amplitud. El resto del tiempo, la energía se está disipando innecesariamente. [3]
Por lo tanto, las señales con una relación de potencia de pico a promedio alta significan que se logran niveles de eficiencia bajos, y el exceso de energía se desperdicia, en última instancia, como calor.
Voltaje variable
El seguimiento de envolvente ajusta el voltaje aplicado a un amplificador de potencia de RF para entregar la potencia necesaria en ese instante. La información de la envolvente se deriva del módem IQ y se pasa a una fuente de alimentación de seguimiento de envolvente para proporcionar el voltaje requerido. [4]
En 2013, Qualcomm se convirtió en la primera empresa en enviar un chip con dicha tecnología, que afirmó ser el primero de la industria para dispositivos móviles 3G y 4G LTE. [5] R2 Semiconductor se convirtió en la primera empresa ET de la industria en enviar un teléfono con ET en el Samsung Galaxy S5 Mini . [6]
En septiembre de 2014, al menos 16 teléfonos emplean ET, incluidos el Samsung Galaxy Note 3 , Galaxy S5 Mini , [6] Nexus 5 y iPhone 6 . [7] Otros fabricantes de componentes que evalúan la tecnología incluyen R2 Semiconductor, Mediatek , RF Micro Devices , Skyworks , Texas Instruments , Analog Devices , Nujira y Eta Devices. [2]
Eta Devices, una empresa derivada del MIT con sede en Cambridge, Massachusetts, está preparando un módulo de estación base y un chip que, según afirma, reduce el consumo de batería y funciona bien en aplicaciones de gran ancho de banda. La compañía dice que el chip ayuda a reducir el consumo de electricidad en un 20 por ciento y ayuda a reducir la generación de calor hasta en un 30 por ciento. El enfoque de Eta aumenta la eficiencia a costa de un mayor ruido de señal. La empresa utiliza un procesamiento de señal digital avanzado para solucionar el problema. La estación base Eta es un poco más pequeña que una caja de zapatos, es el primer transmisor 4G LTE en lograr una eficiencia promedio superior al 70 por ciento, frente al típico 45 a 55 por ciento. [2]
Referencias
- ^ Wimpenny, Gerard. "Mejora de la eficiencia de PA multiportadora mediante seguimiento de sobres" . EE Times . Consultado el 25 de octubre de 2011 .
- ^ a b c Talbot, David (7 de enero de 2014). "La tecnología más caliente que no se exhibe en el CES: chips de radio inteligentes | Revisión de la tecnología del MIT" . Technologyreview.com . Consultado el 11 de enero de 2014 .
Más allá del brillo del International Consumer Electronics Show, la industria inalámbrica se enfrenta a un problema fundamental: más funciones y una transmisión de datos más rápida están agotando las baterías de los teléfonos más rápido que nunca.
- ^ Tutorial de seguimiento de sobres de Radio-Electronics.com
- ^ Sistema de seguimiento de sobres de Radio-Electronics.com
- ^ Fitchard, Kevin. " Gracias a un nuevo chip, la enorme pantalla del Galaxy Note 3 no acabará con su batería ". Gigaom. Consultado el 13 de marzo de 2014.
- ^ a b " Desmontaje del Samsung Galaxy S5 Mini (consulte el paso 15) ". lo arreglo. Consultado el 4 de septiembre de 2014
- ^ "Dentro del iPhone 6 y iPhone 6 Plus" . Blog de Chipworks . Archivado desde el original el 24 de septiembre de 2014 . Consultado el 25 de septiembre de 2014 .
enlaces externos
- El tutorial de seguimiento de sobres incluye vídeo y todos los aspectos del seguimiento de sobres.
- Zhancang Wang, "Amplificadores de potencia de seguimiento de envolvente para comunicaciones inalámbricas", Artech House, MA: Boston, 2014.
- R2 Semiconductor Startup trabajando en la tecnología Envelope Tracking