射频功率放大器的设计.ppt

一、教学内容及时间安排 大功率放大器 大信号放大器设计 微波功率的合成与分配技术 本次课小结 9．5 传统功率放大器 9．5．1 波形分析 9．5．2 输出终端 9．6 开关模式功率放大器 9．6．1 D类功率放大器 9．6．2 E类功率放大器 9．6．3 F类功率放大器 9．6．4 不同类型功率放大器性能比较 9．7 功率放大器电路设计技术 9．7．1 差分结构 9．7．2 功率合成 9．8 线性化技术 9．8．1 功率放大器非线性的影响9．8．2 调制方式 9．8．3 线性化技术和提高效率的技术 9．8．4 功率放大器的主要性能指标 9．8．5 功率放大器的设计步骤 汇报完毕 请各位专家指正 谢谢！ 实际中，n可能会比较大但不可能为无穷大，因此式给出了多级放大器在三阶截断点处总功率的最佳值，此值是衡量功率放大器的特征指标，类似于前面介绍的低噪声放大器的特征指标—噪声因子M 16．6．3 动态范围 如前所述，放大器动态范围的下限由噪声因素确定( )，上限由1dB增益压缩点确定 因此，对于n级放大器便有： 1.动态范围的下限 特殊情况：特性一致的放大器。对于级数n很大且特性一致的多级放大器，可简化为 对于级数很大的多级放大器第一级放大器的 为 可得出一个重要结论：多级放大器的总输出最小可检测信号 决定于第一级放大器的最小可检测信号因此， 设法使第一级工作于输出噪声最小状态是至关重要的。 2．动态范围的上限 在动态范围上限处，即1dB增益压缩点处的多级总输出功率 可按类似于式的形式写出 若各级放大器的特性一致，即 对于无限级相同的级联放大器，可写为 多级放大器在1dB增益压缩点处的输出功率小于或等于末级放大器在该点处的输出功率。 结论 设法使多级功率放大器的末级工作于最大输出功率状态是至关重要的。 16．6．4 宽动态范围多级放大器的设计 对于n级放大器，其实际动态范围(dynamicrange，DR)为 对于宽动态范围多级放大器的设计，主要应考虑以下几点： (1)由式得结论：多级系统的第一级决定着系统输出功率的下限。理想情况下可取 (2)可得结论：多级系统的末级决定着系统输出功率的上限。理想情况下可取 对多级放大器所能期望的最大动态范围或最佳动态范围估计值 为 而对于N级相同的放大器，则有 级数N或各单级增益GA的增加将导致系统的总增益和 的增加又将导致系统有效动态范围的减小。因此，多级放大器在总增益和动态范围之间有个折中处理。 例1设计一个如图所示的10W(40dBm)功率放大器，其工作频率为1GHz，输入信号为1mW(0dBm)。设计中可选用的放大器参数如下表所示： (1)欲在一个线性区域内获得10W的输出功率，问该如何对所给的放大器A、B、C进行排序以构成三级级联放大器。 (2)按问题1中的电路结构试确定该放大系统在室温(T＝290K)下、工作频率为1GHz、带宽为100MHz时的最佳动态范围估计值。设X=3dB。 2 19 32 20 AMP-C 2 15 38 16 AMP-B 3 15 40 16 AMP-A 　 　 　 　 放大器 解 (1)级联放大器的合理安排序考虑如下： a．因要求输出功率为40dBm，所以应选放大器A为输出级，因其可提供所期望的功率值 ＝40dBm)。但由于放大器A在1dB增益抑制点处工作，故其线性增益会降低1dB。 因此，计算时应用 b．因放大器C具有,A最低d的B1dB增益抑制点功率和最高增益，故应置于第一级，因级联系统输入级的高增益可降低第二级噪声的影响。 c．因放大器B具有较高的 和较低的噪声系数，故置于中间级。最终结构如图所示，各级的功率值及增益值已示于图中。 (2)最佳动态范围估计值计算如下： 印制板上阻抗不连续的典型要素 5.4、高速信号完整性设计 Ansoft HFSS电磁兼容软件介绍 5.4、高速信号完整性设计 PA设计的一般步骤 为了完成功放特性仿真，PA设计通常需要以下步骤。 (1)将厂家提供的晶体管模型库导入到ADS模型库中。 (2)根据放大器的要求和晶体管特性确定静态工作点。 (3)进行功率放大器的电路设计，包括阻抗匹配、偏置电路和直流扼流等。 (4)确定仿真类型(S—参数仿真、谐波平衡仿真、直流仿真、交流仿真等)、仿真参 6．1．3 负载牵引设计方法 通常功率放大器的目的是以获得最大输出功率为主，因此将使得功率放大器的功放管工作在趋近饱和区，S参数会随着输入信号的改变而改