電力付加効率(PAE: Power-Added Efficiency)は、特にRF(高周波)パワーアンプの性能を評価するための非常に重要な指標です。
PAEは、パワーアンプが外部から供給された直流(DC)電力を、どれだけ効率的にRF信号の増幅に利用できたかを示す割合です。
1. PAEの定義と計算式
PAEは、出力RF電力と入力RF電力の差(つまり増幅によって加えられた有効なRF電力)を、消費したDC電力で割った値として定義されます。
2. PAEの重要性
PAEは、単なる電力効率(ドレイン効率)よりも、アンプの性能を正確に評価するための指標として広く使われます。
バッテリー駆動時間の確保:
携帯電話などの移動体通信端末において、無線送信時の消費電力の大部分はパワーアンプが占めます。PAEが高いほど、同じ出力パワーを得るのに必要なDC電力が少なくなり、バッテリーの持続時間が長くなります。
熱対策(放熱):
PDC のうち、PRFout に変換されなかった電力の大部分は熱として消費されます。PAEが低いと発熱量が大きくなり、回路の損傷を防ぐための大掛かりなヒートシンク(放熱器)が必要になります。高周波・高集積化が進むサブテラヘルツ帯の分野では、熱対策は特に深刻な課題です。
利得(ゲイン)の影響考慮:
ドレイン効率(ηD = PRFout / PDC)は増幅によって加えられた入力電力(PRFin)を考慮しません。一方、PAEは PRFin を分子から引くことで、DC電力が純粋にどれだけ増幅に貢献したかを測定します。ゲインが低いアンプの場合、ドレイン効率よりもPAEのほうがより実態に即した効率を示します。
豆知識: アンプのゲインが非常に高い場合(例えば30 dB以上)、PRFin は PRFout に比べて非常に小さくなるため、PAEはドレイン効率とほぼ同じ値になります。
サブテラヘルツ帯パワーアンプの開発では、高い周波数でPAEを20%〜40%といった実用的なレベルに維持することが、主要な技術課題の一つとなっています。
 | SMM3000Xシリーズ 高精度ソースメジャーユニット・表示桁数:6½桁(2,100,000カウント) ・最大サンプリングレート:100,000ポイント/秒 ・プログラミング/測定の最小分解能:10 fA / 100 nV ・最大出力:±210 V / ±3.03 A(DC)/ ±10.5 A(パルス) ・DC、パルス、スキャン、リスト出力に対応。最小パルス幅は50μs ・グラフ表示とデジタル表示を備えた5インチのタッチスクリーン ・SMM3311X(1ch) / SMM3312X(2ch) ・価格:90万円~ |
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 | SDS8000Aシリーズ オシロスコープ 特長と利点 4チャンネル + 外部トリガーチャンネル アナログチャンネル帯域幅:最大16GHz(8/13/16GHz) リアルタイムサンプリングレート:最大40GSa/s(全チャンネル同時) 12ビットADC 低ノイズフロア:16GHz帯域幅で176μVrms SPOテクノロジー ・ 波形キャプチャレート:最大200,000フレーム/秒 ・ 256段階の波形輝度と色温度表示をサポート ・ 最大2Gポイント/チャンネルのストレージ容量 ・ デジタルトリガー |
 | SSG6M80Aシリーズ マルチチャネル・コヒーレント・マイクロ波信号発生器 主な特長 ・最大周波数 13.6 GHz/20 GHz ・出力周波数分解能 最大0.001 Hz ・位相ノイズ < -136 dBc/Hz @ 1 GHz、オフセット 10 kHz(測定値) ・コヒーレントモード、搬送周波数 = 10 GHz、周囲温度変動 ±2℃、観測時間 5時間、位相変動 < 1.5° ・チャンネル間の周波数、振幅、位相を個別に調整可能。単一デバイスチャンネル同期および複数デバイスチャンネル位相同期をサポート。位相メモリ機能搭載 ・アナログ変調、パルス変調(オプション) |
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 | SSA6000A Series Signal Analyzer Main Features ・Measurement Frequency Range: 2 Hz ~ 50 GHz ・IQ Analysis Bandwidth: 1.2 GHz ・Real-time Spectrum Analysis Bandwidth: 400 MHz ・Phase Noise: -123 dBc/Hz @ 1 GHz, 10 kHz offset ・DANL: Less than -165 dBm/Hz ・Demodulation and analysis of signals from multiple mobile communication standards including 5G NR, LTE/LTE-A, WLAN, and IoT, as well as wireless connections. |
 | SNA6000A Series Vector Network Analyzer Key Features ・Frequency Range: 100 kHz ~ 50 GHz ・Dynamic Range: 135 dB ・IF Bandwidth Range: 1 Hz ~ 10 MHz ・Output Power Setting Range: -60 dBm ~ +20 dBm ・Supports 4-port (2-source) S-parameter measurements, differential (balanced) measurements, time-domain analysis, scalar mixer measurements, etc. ・Optional accessories include electronic calibration kits, switch matrix, and mechanical switches. ・AFR |
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