طراحی تقویتکننده توان کلاس E کم هارمونیک با استفاده از روش پیش خورد

امروزه کاهش هارمونیک ها در تقویت کننده های توان برای کاربردهای رادیویی و مخابراتی بسیار ضروری می باشد . این ضرورت به دلیل محدود بودن پهنای باند مجاز کانال ها در استانداردهای مخابراتی می باشد، در نتیجه جهت جلوگیری از ورود توان در کانال های مجاور لازم است تا توان هارمونیک های بالاتر کاهش یابد. در میان هارمونیک های غیر اصلی، هارمونیک دوم به دلیل نزدیکتر بودن به فرکانس اصلی و داشتن توان بیشتر نسبت به سایر هارمونیک ها در مدارات نامتقارن، از اهمیت ویژهای بر خوردار است. در این مقاله، روش جدیدی برای کاهش توان هارمونیک دوم در تقویتکننده های توان کلاس E معرفی می کنیم. ایده ارائه شده در این مقاله، بر اساس یک مسیر پیش خورد می باشد.در ورودی توان بین دو مسیر تقسیم می شود و در خروجی توان هارمونیک های دوم، سوم و چهارم را به اندازه توان هارمونیک های معادل در خروجی تقویت کننده توان تنظیم کرده به نحویکه دارای 180 درجه اختلاف فاز باشند، توان هارمونیک ها از هم کم شده و سیگنال خروجی با کمترین توان هارمونیکی تولید می شود.نتایج شبیه سازی ایده پیشنهاد شده در فرکانس 5/ 3 گیگاهرتز، نشان می دهد توان هارمونیک دوم با 26 dB کاهش به مقدار -50 dBm رسیده است. علاوه بر کاهش توان هارمونیک دوم، توان هارمونیک های سوم و چهارم نیز کاهش یافته و مقدار توان نهایی آنها به ترتیب 53 dBm و 76/5 dBm می باشد. میزان اعوجاج هارمونیک کل در این روش -67/32 dB بدست آمده است. همچنین توان خروجی و بازدهی توان به ترتیب 37/25 dBm و % 1/ 68 می باشند.

Keywords:

تقویتکننده توان , کلاس E , کم هارمونیک , مایکروویو , ترانزیستور . GaN HEMT