F类逆F类功率放大器研究与设计-电子科学与技术专业毕论文.docx

Abstractwhen Abstract when the input signal power is 30 dBm power amplifier，output power is 43．8 dBm， additional efficiency more than 73．0％，the small signal gain of 1 3．8 dB，bandwidth of 1 00 MHZ，the various performance indicators meet the design requirements． Keywords：F power amplifier；Inverse class F power amplifier；Parasitic parameter compensation circuit；Harmonic control III 万方数据 目录目 目录 目 录 摘要 ．．I Abstract ．．I工 目 录 ．．．．．．工V 第1章绪论 ． ．．．．．． ．． 1 1．1课题来源 ．． ．．1 1．2课题研究目的和意义 1 1．3论文研究的主要内容 2 1．4论文结构安排 2 第2章射频功率放大器基本理论 4 2．1引言 ．．4 2．2功率放大器各项性能指标 ．．4 2．2．1功率增益 ．． ． ．4 2．2．2稳定性 ． ．．5 2．2．3输出功率 ． ．．．5 2．2．4效率 ．．． ． ．．．． ．．． 6 2．2．5失真 ． ．． ．． 6 2．3高效率功率放大器的分类 ．．7 2．3．1过激励B类 ．．7 2．3．2 E类功率放大器 ．9 2．3．3 F类和逆F类功率放大器 ．11 第3章F类和逆F类功率放大器工作原理和设计方法 ．．13 3．1．引言 ．． ．． 13 3．2 F类功率放大器工作原理 ．13 3．3逆F类功率放大器工作原理 ．．18 3．4有源晶体管建模分析 ．．19 3．5谐波控制网络设计 ． 21 第4章F类功率放大器的研究与设计 ．23 4．1有源晶体管选型及介质材料分析 ．23 4．2 F类功率放大器PA仿真设计： ．．24 4．2．1晶体管的直流(DC)仿真 ．．25 4．2．2放大器偏置网络设计 ．．26 4．2．3包含寄生参数匹配电路的谐波控制电路 ．27 IV 万方数据 目录4．2．4多次谐波双向牵引． 目录 4．2．4多次谐波双向牵引． 31 4．2．5原理图与版图设计．． ． ． 34 第5章S波段高效率逆F类功率放大器 39 5．1引言 ．． ． ．39 5．2逆F类功放的仿真设计指标 ． ． 39 5．3有源晶体管等效电路参数提取 ． ．． 39 5．3．1提取寄生参数R、足和民 ．40 5．3．2对寄生参数电容的测量 ． ．．40 5．4多次谐波双向牵引 ．42 5．5谐波控制网络电路 ．45 5．6原理图与版图设计 ． 45 5．7逆F类功率放大器实物制作与测试 ．．48 第6章F类／逆F类功率放大器理论分析和设计对比 5l 6．1 F类／逆F类放大器波形峰化理论分析 ．51 6．2 F类／逆F类放大器设计对比分析 52 第7章总结和展望 ．． ．． ． 54 参考文献 ． ．．． ． ． ． ． 55 攻读硕士学位期间的研究成果 ．．60 V 万方数据 第1章绪论第1章绪论 第1章绪论 第1章绪论 1．1课题来源 国家自然科研基金资助项目：基于超宽带低功耗OTA和CCCII的频率捷变连 续时间滤波器研究(6136101 1)。 1．2课题研究目的和意义 目前，在通信行业进入4G时代背景下，无线通信技术正处在一个高速发展的 时期，各种无线通信技术呈现出快速演进，相互融合，不断革新的状态。无线通 信技术运用到了每个人的日常生活和工作中，其中包括适应各种不同需求的无线 通信系统如无线局域网、智能手机、蓝牙等。这给人们的日常生活提供极大的方 便。人们在数据、图像、声音、视频等各种通信业务上迅猛增长的需求强力的推 动着无线通信系统的不断更新，也使得组成无线通信系统中的各个模块的性能要 求越来越高。 在无线通信系统中，射频功率放大器是收发机前端的关键模块，其消耗整个 通信系统功率的绝大部分，同时功放输出功率大小决定了系统输出信号空间传输 距离的长短，其功率转换效率高低决定了整个系统的能耗程度，因此，高效率的 功率放大器设计是降低系统能耗的关键，已成为了当前功放研究者们的目标阳1。 高效率功率放大器通常工作在开关模式上，如D类、E类、F类等放大器，这类 功放是设计人员研究的重点。尤其是，F类和逆F类功率放大器以开关模式工作， 通过对信号的谐波频率进