Power Tracking HF-Endstufen

[ahnungsloser (Gast)]

Hallo Leute, ich soll mir von meiner Uni aus Gedanken über folgendes 
Thema machen, leider finde ich im Netz rein gar nichts drüber und in 
unserer Bibliothek sieht es diesbezüglich auch eher "Mau" aus.

Kann mir jemand vielleicht bei diesem Thema helfen, Mir Quellen, Links 
oder ähnliches hier posten damit ich an dieser Aufgabe nicht scheitern 
muss?

Thema:
Untersuchung  von Stromversorgungsschaltkreisen zur Verwendung in 
HF-Endstufen zur Minimierung des Stromverbrauchs bei Modulationen mit 
AM-Anteil durch Nachführung der Betriebsspannung entsprechend der 
Modulation. (POWER – TRACKING)

Aufgabenstellung:

Auflistung der notwendigen Eigenschaften der Schaltungen zur Verwendung 
in Systemen mit Power-Tracking

Erarbeiten einer Prinzipdarstellung des Power-Tracking und Auflistung 
der möglichen Einsatzfälle und Einsparungen

[Klaus (Gast)]

Soweit ich mich erinnere läuft das unter EER (envelope elimination and 
restoration) und geht auf ein Patent von Kahn und Raab zurück.

http://www.hpl.hp.com/techreports/98/HPL-98-186.pdf

Im Prinzip funktioniert das Verfahren so: Man nimmt die Hüllkurve des 
Signals ab und steuert damit eine Spannungsquelle (Linearregler, DC/DC). 
Das Originalsignal wird sehr hoch verstärkt (Kompression, C-Betrieb) um 
eine hohe Effizienz zu erreichen. Die Verstärkerstufen werden aus der 
gesteuerten Spannungquelle versorgt. Somit läuft die Versorgungsspannung 
der Verstärker mit der Hüllkurve des Signals und die Verluste werden 
geringer. Zum anderen wird auf diese Weise die Hüllkurve wieder mit dem 
HF-Signal kombiniert.
Das Ausgangssignal wird aber nur sauber sein, wenn die Phasenlage am 
Ende wieder der vom Anfang entspricht. D.h. die Phase für die Hüllkurve 
durch den Spannungsregler ist entscheidend. Auch das Regelverhalten des 
Spannungsreglers ist sehr wichtig. Wie gut lässt sich die Hüllkurve 
ausregeln? Stell dir bspw. eine 2-Ton Einhüllende (gleichgerichteter 
Sinus) vor, hier ergeben sich scharfe Spitzen, die der Spannungsregler 
ausregeln muss. Daraus ergeben sich dann die Anforderungen an die 
Regelbandbreite des Spannungsreglers. Werden hier Fehler gemacht macht 
sich das sofort in einem schlechteren Intermodulationsverhalten 
bemerkbar.

[Martin L. (Gast)]

AMSAT hat das auf einigen Satelliten erfolgreich implementiert. Lohnt 
aber nur bei wirklich großen Leistungen und beschränktem 
Leistungsangebot. Ansonsten ist der Aufwand dabei sehr hoch weil man den 
Transistor nicht nur im Großsignalbetrieb mit einem "Arbeitspunk" 
betreibt sondern selbst den noch variabel macht. Damit ist eine gute 
Anpassung so gut wie unmöglich und man hat wieder Verluste durch die 
Reflektionen. Kann mir aber vorstellen, dass man den Ruhestrom und die 
Spannung nie unter einen bestimmten Wert fallen lässt und man damit 
einen Großteil der Probleme umgeht. Das wäre besonders bei Signalen mit 
hohem Crest-Faktor (OFDM und andere Mehrträgermodulationen) sehr 
sinnvoll. Bei sehr hoher Modulationsbandbreite wird man die 
Versorgungsspannung auch nicht mehr so schnell regeln können (denn das 
soll ja gerade nicht linear gemacht werden), so dass man ohne DSP wohl 
nicht viel mehr als ein MHz Amplitudenmodulation erreichen wird werden 
können. Mit einem DSP hingegen kann man die schnellen 
AM-Modulationsanteile durch den Transistor realisieren und den langsamen 
Anteil durch Versorgungsspannungvariation erzeugen. Das erfordert aber 
neben einer Verzögerung des Signales auch eine gute Aufteilung der 
Modulationsfrequenzen. Rein Analog wohl eher nur mit vielen 
Abgleichpunkten realisierbar. Das ganze geht dann aber wieder auf Kosten 
der Effizienz...

Viele Grüße,
 Martin L.