损耗效率vs.加电效率(PAE)和射频器件的效率评估

当我想到“对抗”时，我想到的是面对面的比赛，运动员在各自的巅峰时期努力在各自的领域超越对方。或者我想象一些标志性的画面:公羊在争夺自己选择的统治区域时互相撞在一起，熊互相扭打，试图打倒对方。

另一方面，同样引人注目的是，像厕纸应该放在哪一边这样的选择。当然，我们都知道应该把床单放在卷下面，但有些人重视过卷的方法带来的混乱。当一切都说过并做过之后，任何对抗情境都是一种选择，即一个典型的个人努力或行动将与另一个人放在一个舞台上。对于电子产品，你很少会有一个单一的组件。

在最终决定设计之前，设计师必须考虑许多选择。这包括衡量效率的方法。当我们设计工程师被要求考虑排水效率和功率增加效率(PAE)之间的差异时，这就是意见开始发挥作用的地方。

什么是功率增加效率?

根据定义，效率一词是衡量设备将一种能源转换为另一种能源的好坏。然而，根据热力学定律，100%的效率是不可能实现的。因此，这种低效率的副作用是产生热量。我相信你知道，在PCB设计中，热通常是一个不利的性质。

另外，在测量效率方面，有一种方法叫做功率附加效率(PAE)。这种方法是一种射频功率放大器效率，也类似于另一种类型的漏效率，我将很快讨论。然而，PAE使用一种评估效率的方法，该方法考虑了在设备输入时添加到设备上的射频功率，以完成效率评估。此外，PAE是比较单个设备时更可接受的性能指标。PAE的公式如下:

PAE =100 ×(撅嘴-引脚)/PDC

总之，PAE是设备将直流或射频输入功率转换为更高射频输出功率的效率度量。一般情况下，当设备在几GHz到几十GHz的频率下工作时，其PAE变化范围在10%到80%之间。

什么是排水效率?

现在，正如我之前提到的，在电子领域有另一种评估效率的方法，它被称为消耗效率。漏极效率得名于FET器件，在FET器件中，提供直流电源的主端是漏极。漏极效率是输出射频功率与输入直流功率之比。公式如下:

排水效率(η) = Pout /PDC

就放大器而言，效率是输出功率与直流输入功率之比，因此被称为漏极效率。然而，这种类型的(排水)效率可能会误导工程师和设计师，因为它没有考虑放大器使用了多少功率。

此外，放大器可以有很高的漏极效率，同时，有一个微薄的增益。所以，这就是为什么大多数工程师，特别是射频工程师，使用PAE代替，因为，使用PAE，输入功率是一个考虑因素。

注:在大多数情况下，具有高PAE的设备比具有高排水效率的设备更可取。

排水效率vs.加电效率(PAE)

放大器具有放大输入信号的能力，因为通过直流电源增加功率．加功率效率是一个方便的参数，用来确定直流输入功率对输入信号放大的贡献有多大。它还提供了一个更准确的设备的效率，包括放大器。

在当今日益便携的世界，寻找射频功率输出和效率之间的最佳平衡变得越来越复杂和关键。为了优化使用电池的移动电子系统的成本和运行时间，通常需要归结到一个关键的系统级参数:效率。

因此，现在比以往任何时候都更重要的是，设计师正确地设计，评估(效率)，并生产具有最高水平的效率的设备。因此，研究射频器件设计的人员可以使用PAE对其设计的效率进行更准确的评估。

射频器件的功率优化对于设计工程师来说非常重要。

效率对设计和功能的整体影响

在电子学领域，效率的可接受定义是衡量一个设备或系统利用可用电源的表现。对于电池驱动的设备，这是一种确定效率的直接方法。总而言之，与效率较低的设备相比，效率较高的产品在耗电量相同的情况下，运行时间更长。

这种提高效率的需求主要是由于世界电子景观稳步向便携性的方向发展智能手机和向5G手机的过渡．随着最新标准(5G)的出现，我们还看到蜂窝网络对更高效率的移动无线电的需求不断增加，以及对单次(智能手机)充电增加通话时间的渴望。

让我们面对现实吧，明天就是现在，高效率并不只存在于一个系统内的功率放大器。然而，高效率并不局限于系统内的功率放大器(pa);它涉及所有有助于最小化信号损耗和功率的组件。

什么影响电子设备的效率?

在设计中，通常需要多个参数进行必要的计算，以做出明智的设计决策。甚至对于需要立方尺寸的设计决策也是如此。此外，如果没有深度参数，就无法解决这个特定的计算。此外，这些参数也必须是准确的。

此外，这还包括效率。人们必须评估设计中组件的效率，并且评估必须尽可能准确。以射频/微波系统的效率为例。在其简单的形式中，你可以将其描述为产生的射频/微波输出功率，例如从功率放大器，从给定的直流输入功率，如电源或电池。虽然这个概念很简单，但是对于一个应用程序来说，效率可能并不容易确定。

评估困难的原因在于它取决于几个组成因素。这包括使用的功率放大器的类型、工作频率、有源器件、驱动电平、负载阻抗和温度。

即使是基于晶体管的设备也仍然需要了解功率效率。

其他类型的射频设备效率

可以理解的是，在设计中实现高效率是所有设计师的共同目标。这样做的任务可能是困难的，因为他们的设计包括多个组件。困难的一个不太明显的原因是知道哪种类型的效率评估将授予做出准确设计决策所需的评估。下面是其他类型的效率评估。

总效率:

许多电子领域的人把它称为综合效率。这种特殊类型的效率评估提供了输出功率与直流输入功率和射频输入功率比的更全面的观点。

总(η) = Pout / PDC +引脚

放大器效率:

它是射频输出功率与直流输入功率的比值，是多级放大器的最佳性能指标。

放大器(η) = PRFout / PDC

插接效率:

顾名思义，它是平均射频输出功率与被测设备从交流插座(墙插头)消耗的精确测量功率的比较，而忽略了射频输入功率的影响。

墙插(η) = prfout -平均/总交流功率

效率是评价所有设计的标准。大家都认为，随着我们不断提高电子设备的技术和设计，对提高效率的需求只会增加。因此，作为设计师，你必须选择最准确的方法来评估你的设计。反过来，它将提供更准确的设计决策，促进更可靠的设计过程的推进。

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