射頻功放設(shè)計(jì)資料（共59頁pdf下載）

ID:386878 · 發(fā)表于 2018-8-16 14:02

在射頻系統(tǒng)中系統(tǒng)阻抗通常為 50 歐姆；而微波功率管的輸入、輸出阻抗值很小，通常只有幾個(gè)歐姆或零點(diǎn)幾歐姆，并且隨著功率管輸出功率能力的提高，單管的輸入和輸出阻抗值在逐漸減小。雖然近年來隨著廠家技術(shù)水平的提高和制造工藝的不斷改進(jìn)，在功率管內(nèi)部加入了一些內(nèi)匹配電路，使單管的輸入和輸出阻抗值有所提高，但大功率的功率管輸入、輸出阻抗仍然只有幾個(gè)歐姆。這樣就要求我們在功率放大器的設(shè)計(jì)過程中，必須考慮到把功率管的輸入、輸出阻抗從幾個(gè)歐姆匹配到 50 歐姆，可以說成功的設(shè)計(jì)阻抗匹配電路是設(shè)計(jì)功率放大器的一個(gè)重要核心組成部分。
在任何一個(gè)功放的設(shè)計(jì)中，不良的阻抗匹配將使電路工作不穩(wěn)定，同時(shí)也會(huì)造成整個(gè)功放的效率降低，非線性失真的成分加大。理想的匹配電路應(yīng)同時(shí)滿足匹配、帶寬、駐波、諧波衰減和線性指標(biāo)等多項(xiàng)要求。但在實(shí)際匹配電路設(shè)計(jì)過程中，往往不可能同時(shí)讓所有的指標(biāo)都達(dá)到最優(yōu)的狀態(tài)，所采用的匹配電路要綜合權(quán)衡以上的指標(biāo)。通常把我們最關(guān)注的幾個(gè)性能指標(biāo)放在首位，而犧牲功放的其它一些性能指標(biāo)，另外在設(shè)計(jì)中我們還要考慮到性能的一致性和可生產(chǎn)性及實(shí)際所要求的電路尺寸等要求。
功放單元的設(shè)計(jì)包括單級功放和多級功放的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)單級功率放大器主要是進(jìn)行輸入匹配電路和輸出匹配電路的設(shè)計(jì)；而設(shè)計(jì)兩級或多級功率放大器除了要考慮輸入和輸出匹配電路外，還要考慮到級間匹配電路，級間匹配電路的目的是使后級功放管的輸入阻抗和前級阻抗管的輸出阻抗共軛匹配。
應(yīng)用在不同頻段的功率管，其外圍的輸入、輸出匹配電路的類型也有所不同，集總參數(shù)元件構(gòu)成的匹配電路能夠應(yīng)用到 UHF 頻段及以下的頻率范圍。而在更高頻率的應(yīng)用場合，其匹配電路通常要通過分布參數(shù)來實(shí)現(xiàn)。
5.1 用集總參數(shù)元件進(jìn)行阻抗匹配電路的原理及設(shè)計(jì)實(shí)例
在集總參數(shù)元件進(jìn)行阻抗匹配電路的設(shè)計(jì)過程中，我們經(jīng)常要用到“Q”值這個(gè)概念，Q 的物理意義為電路的儲存能量和消耗的能量之比。通過 Q 我們可以方便地進(jìn)行串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的相互轉(zhuǎn)換，從而很容易地得到需要匹配的電抗值。

第六章功放設(shè)計(jì)中的前饋技術(shù)
數(shù)字移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展，尤其是窄帶 CDMA 和第三代移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展，對線性功放提出了新的要求。在移動(dòng)通訊系統(tǒng)中，為了保證一定范圍的信號覆蓋，我們通常使用功率放大器來進(jìn)行信號放大。在 CDMA 或 W-CDMA 的基站中，即使是單載頻，也需要采用線性功放。這是因?yàn)?CDMA 技術(shù)是隨機(jī)包絡(luò)的寬帶信道，如果采用一般的高功放（通常工作于 AB 類）將由于交調(diào)失真的影響產(chǎn)生頻譜再生效應(yīng)，如圖 6.1 所示。有趣的是頻譜再生盡管對本信道的影響不大甚至毫無影響，但它將會(huì)干擾相鄰信道。為此，3gpp 規(guī)范規(guī)定了頻譜輻射模板（ Spectrumemission mask）的要求，而通常所說的高功放是難以達(dá)到此要求的。雖然采用 A 類功放能達(dá)到要求，但它的效率太低，也難以把功率放大到幾十瓦的量級。因此。在高功放的基礎(chǔ)上必須對其進(jìn)行線性化處理，把運(yùn)用了線性化技術(shù)的功放，就稱為線性功放，它可以較好的解決信號的頻譜再生問題。

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