عبدالحمید زاهدی

در سیستم های ارتباطی بی سیم در بخش فرستنده از بلوک پرمصرفی به نام تقویت کننده توان(Power amplifier یا به اختصار PA) استفاده می شود. این بلوک در کاهش تلفات در مسیر انتقال سیگنال بین فرستنده و گیرنده و تقویت کیفیت سیگنال ارسالی نقش حیاتی دارد. شکل زیر نمای کلی از یک تقویت کننده توان را نشان می دهد که ترانزیستور در نقش سوئیچ یا منبع جریان وابسته و مدارهای تطبیق ورودی و خروجی جهت کاهش تلفات بازگشتی، تنظیم پهنای باند و تطبیق امپدانس فرکانس کاری استفاده می شوند و القاگر منبع تغذیه(القاگر چوک) برای کنترل هارمونیک های سیگنال بکار گرفته شده اند. باتوجه به نقطه ی کار ترانزیستور استفاده شده در تقویت کننده توان و شبکه طراحی آن می توان تقویت کننده های توان را در دسته بندی های متفاوتی جای داد که با نام کلاس های تقویت کنندگی معرفی می شوند، همچون کلاس A،B،AB،C،D،E،F و... تقویت کننده های کلاس A،B،C وAB به عنوان تقویت کننده های کلاسیک یا معمولی خطی با زاویه هدایت بالا معرفی شده اند که به ازای توان های بالا، بازده بالایی نتیجه خواهند داد. در حالیکه تقویت کننده های کلاس D، E، F و.. به عنوان تقویت کننده های سوئیچینگ و غیرخطی با زاویه هدایت صفر و بازده بسیار بالا شناخته شده اند. تمامی کلاس های نامبرده را می توان در باندهای فرکانسی متفاوت طراحی و ساخت. اما محدوده فرکانسی 800مگاهرتز تا 3گیگاهرتز که در تلفن های همراه و کاربردهای مربوط به آن استفاده می شود، متقاضیان بیشتری دارد. فعالیت در حوزه سیستم های مخابراتی روز به روز در حال پیشرفت و ترقی است. در استانداردها و نسل های جدید سیستم های مخابراتی از جملهLTE(Long Term Evolution) و 5G پارامتری که طراحی تقویت کننده های توان را با چالش مواجه می سازد PAPR( نسبت بیشینه توان به میانگین توان) می باشد. تقویت کننده های توان در این تکنولوژی ها باید PAPR بالایی داشته باشند تا تمامی سیگنال های ارسالی با هر سطح دامنه ای را منتقل نمایند. همچنین باید بازده بالایی ارائه دهند، چرا که بازده پایین تولید گرما و حرارت و کاهش طول عمر باتری را به دنبال دارد. تقویت کننده های توان معمولی در سیستم های مخابراتی با نسل های جدید در محدوده توان های پایین و متوسط بازده مطلوبی تولید می کنند اما بیشینه بازده آن ها در نزدیکی مرز ناحیه اشباع رخ می دهد که احتمال کاهش یکباره باز