Primjena digitalnog predizobličenja na radiofrekvencijska pojačala snage u SiGe bipolarnoj tehnologiji

diplomski rad

• Naslov (engleski): Application of digital predistortion on radio-frequency power amplifier in SiGe bipolar technology
• Autor: Marko Čavužić
• Mentor: Marko Koričić (mentor)
• Član povjerenstva: Marko Koričić (predsjednik povjerenstva)
• Član povjerenstva: Igor Krois (član povjerenstva)
• Član povjerenstva: Tomislav Suligoj (član povjerenstva)
• Ustanova koja je dodijelila akademski / stručni stupanj: Sveučilište u Zagrebu; Fakultet elektrotehnike i računarstva; Zagreb
• Datum i država obrane: 2022-07-12, Hrvatska
• Znanstveno / umjetničko područje, polje i grana: TEHNIČKE ZNANOSTI; Računarstvo
• Znanstveno / umjetničko područje, polje i grana: TEHNIČKE ZNANOSTI; Elektrotehnika

Sažetak

Uz ubrzan razvoj bežičnih tehnologija, SiGe tranzistori nude velike mogućnosti u vidu potrošnje energije, izlazne snage i niske cijene. U ovom radu je projektirano pojačalo snage klase AB u SiGe bipolarnoj tehnologiji za rad na osnovnoj frekvenciji od 1GHz. Opisan je cjelokupan proces projektiranja pojačala od odabira statičke radne točke, projektiranja prilagodnih mreža te napajanja korištenjem programskog paketa ADS do realizacije sklopa i karakterizacije mjerenjem. Zatim su opisane nelinearnosti pojačala koje ono unosi kao sastavni dio odašiljačkog sklopovlja u bežičnim komunikacijama te na koje načine ih je moguće otkloniti. Opisane su metode za povećanje linearnosti pojačala snage i utjecaj memorijskih efekata kod korištenja amplitudno moduliranih signala. Analiziran je odziv pojačala na 16-QAM signal generiran u ADS-u koji je korišten za karakterizaciju pojačala i računanje koeficijenata memorijskog polinoma za primjenu digitalnog predizobličenja. Na generirani 16-QAM signal različitih širina pojaseva primijenjena je tehnika digitalnog predizobličenja. Postignuto je smanjenje razina bočnih pojaseva za približno 13 dB za širine pojaseva 1 MHz i 2 MHz te 6 dB za širinu 6 MHz uz dubinu memorije 4 i red polinoma 5.

Sažetak (engleski)

SiGe HBT transistors provide major advantages regarding power consumption,
output power and low cost when used in today’s fast-growing wireless communication technologies. This thesis presents the design of a class AB power amplifier in SiGe bipolar technology at a fundamental frequency of 1 GHz. The whole power amplifier design process is described, starting from determining the operating point of the device and matching network design. Design of bias and matching network and stability analysis are done in Keysight ADS tool whereas physical design of PCB is done in KiCAD. Influence of power amplifier non-linearity on wireless communication and methods to reduce its impact are described. Linearity enhancement methods and the impact of memory effects on amplifier transfer characteristics when operating
with amplitude modulated signals are introduced. The power amplifier characterization for memory polynomial coefficients calculation and digital predistortion are made using 16-QAM signal in ADS. The digital predistortion technique is applied to the 16-QAM signal in Matlab, considering multiple frequency bandwidths, memory depths and polynomial order. The spectral regrowth improvement of 13 dB is obtained for signal bandwidths of 1 MHz and 2 MHz and 6 dB for 6 MHz signal bandwidth with memory depth of 4 and polynomial order of 5.

• Ključne riječi: SiGe HBT; klasa AB; pojačalo snage; ADS; AM-AM; digitalna predistorzija; DPD; memorijski polinom; Matlab.
• Ključne riječi (engleski): SiGe HBT; class AB; power amplifier; ADS; AM-AM; digital predistortion; DPD; memory polynomial; Matlab.
• Jezik: hrvatski
• URN:NBN: urn:nbn:hr:168:789798
• Studijski program: Naziv: Elektrotehnika i informacijska tehnologija; Vrsta studija: sveučilišni; Stupanj studija: diplomski; Akademski / stručni naziv: magistar/magistra inženjer/inženjerka elektrotehnike i informacijske tehnologije (mag. ing. el. techn. inf.)
• Vrsta resursa: Tekst
• Način izrade datoteke: Izvorno digitalna
• Prava pristupa: Zatvoreni pristup
• Datum i vrijeme pohrane: 2023-01-14 20:14:02