طراحي تقويت كننده توان كلاس E كم هارمونيك با استفاده از تكنيك فيدفوروارد

Design Low Harmonic Class E Power Amplifier Feed Forward Technique

امروزه كاهش هارمونيك‌ها در تقويت كننده‌هاي توان براي كاربردهاي راديويي و مخابراتي بسيار ضروري مي‌باشد. اين ضرورت به دليل محدود بودن پهناي باند مجاز كانال‌ها در استانداردهاي مخابراتي مي‌باشد، در نتيجه جهت جلوگيري از ورود توان در كانال‌هاي مجاور لازم است تا توان هارمونيك‌هاي بالاتر كاهش يابد. در ميان هارمونيك‌هاي غير اصلي، هارمونيك دوم به دليل نزديك‌تر بودن به فركانس اصلي و داشتن توان بيشتر نسبت به ساير هارمونيك‌ها در مدارات نا متقارن، از اهميت ويژه اي بر خوردار است. در اين مقاله، روش جديدي براي كاهش توان هارمونيك دوم در تقويت كننده‌هاي توان كلاس E معرفي مي‌كنيم. ايده ارايه شده در اين مقاله، بر اساس يك مسير پيشخور مي باشد.در ورودي توان بين دو مسير تقسيم مي شود و در خروجي توان هارمونيك هاي دوم، سوم و چهارم را به اندازه توان هارمونيك هاي معادل در خروچي تقويت كننده توان تنظيم كرده به نحوي كه داراي 180 درجه اختلاف فاز داشته باشند، توان هارمونيك ها از هم كم شده و سيگنال خروجي با كمترين توان هارمونيكي توليد مي شود. نتايج شبيه سازي ايده پيشنهاد شده در فركانس 5/3 گيگاهرتز نشان مي دهد توان هارمونيك دوم با dB 26 كاهش به مقدار dBm 50- رسيده است. علاوه بر كاهش توان هارمونيك دوم، توان هارمونيك هاي سوم و چهارم نيز كاهش يافته و مقدار توان نهايي آنها به ترتيب dBm 53- و dBm 5/76- مي باشد. ميزان اعوجاج هارمونيك كل در اين روش dB32/67- بدست آمده است. همچنين توان خروجي و بازدهي توان به ترتيب dBm 25/37 و %1/68 مي باشند.

Today, reduce harmonics in power amplifiers for radio and telecommunication applications are necessary. This is necessity due to limited channels bandwidth the communication Standards. Therefore, to prevent the entry of power in adjacent channels need to be reduced harmonics power. Among the derivative harmonics, the second harmonic has a special importance in power circuits asymmetric. Because this harmonic closer than the other harmonics of the fundamental frequency. In this paper, a new method for reducing the second harmonic power at class E power amplifier is introduced. In this paperpresented idea is based on a feed forward path. The input power is splitted into two parts and in output by the same gain with 180 degrees phase difference combined.As a result, output has the least harmonic content. Simulation results the suggested idea at a frequency of 3.5 GHz shows that the second harmonic reduced about 26 dB and be achieving to -50 dBm. In addition to reducing the power of the second harmonic, third and fourth harmonics can be reduced and final values of them are -53 dBm and -76.5 dBm. Total harmonic distortion of this idea is -67.22 dB. Output power and power efficiency achieved 37.25 dBm and 68.1% in this suggestion Idea.