基于谐波控制的Doherty功率放大器设计

功率放大器是无线通信里面重要的射频前端电路。为满足现代无线通信对功率放大器高效率的要求,首先基于谐波控制理论分析,设计了一种新型谐波控制电路,此新型谐波控制电路可对功率管产生的封装寄生参数进行补偿,也可对二次谐波、三次谐波进行谐波控制,提高了Doherty功率放大器效率。随后,针对传统Doherty功率放大器限制带宽的问题,提出了采用后匹配结构的方式设计Doherty功率放大器,提高了Doherty功率放大器的带宽。最后,采用Cree公司的CGH40010F GaN HEMT设计一款Doherty功率放大器并进行测试。在1.85~2.15 GHz工作频带内,Doherty功率放大器输出功率可达到44.3~44.8 dBm,增益为12~15 dB,输出漏极效率(DE)大于75%,6 dB回退效率大于60%。结果表明,提出的Doherty功率放大器在效率方面具有显著优势。

高效率双频连续F类功率放大器的设计

为满足多标准和多频段无线通信的需求,针对特定频段如何提高效率问题,基于连续F类功放的谐波控制理论,提出了一种高达三次谐波控制的双频功放设计方法,实现了两个频段的高效率性能。首先,分析了电流源平面的各次谐波阻抗,基于连续F类阻抗设计空间的灵活性,设计的双频谐波控制网络将二次谐波控制在短路点附近,同时将三次谐波控制在开路点附近,可提高任意两个频段功放的效率。随后,针对传统耦合器基频匹配网络在多频匹配方面的不足,提出了改进的双频阻抗匹配网络,简化了匹配方法并实现了不同频点的最佳基波阻抗同时匹配到标准的50Ω。最后,使用Cree公司的CGH40010F GaN HEMT设计了一款工作在1.8和2.6 GHz的双频连续F类功率放大器,并进行测试,结果显示在1.8和2.6 GHz的饱和输出功率分别为40.6 dBm和39.5 dBm,最大功率附加效率分别为75.4%和74%,最大漏级效率均大于75%。测试结果表明,所提出的双频谐波控制网络设计方法在提高功放效率方面具有显著优势。

应用于5G通信的三频F类功率放大器设计

为满足5G通信技术的多标准和多频段需求,针对如何提高多频段效率的问题,提出了一种三次谐波控制的三频功率放大器设计方法。首先基于F类功率放大器的原理设计了三频谐波控制网络,用于提高三频功率放大器效率;然后又给出了一种三频基波匹配方法,用来实现任意三频的基波匹配并简化输出匹配结构;最后设计了一款高效率的三频F类功率放大器并进行测试,测试结果表明该功率放大器在1.8、2.6和3.4 GHz的漏级效率分别为74.2%、73.8%和69.0%,饱和输出功率均在40 dBm左右,增益也可达到14.5 dB。

基于谐波控制的高效线性功率放大器设计

为了满足当前第五代移动通信系统对高速率传输的要求,采用谐波控制的方法设计了一款高效线性功率放大器。结合三阶交调分量的产生机制,综合考虑基带阻抗、基波阻抗及二次谐波阻抗对输出功率、效率和线性度的影响,在保证效率的基础之上,改善功放线性度。并采用紧凑、便于集成的耦合线SIR(Step Impedance Resonator)带通滤波器作为输出匹配网络,实现对谐波的抑制。该功率放大器采用GaN HEMT器件CGH40010F,通过仿真与实物测试,验证了该方案的可行性,最终测试结果表明,功率放大器在中心频率3.4 GHz处,间隔5 MHz的双音信号下,输出功率为37 dBm时,对应的功率附加效率(PAE)为40%,三阶交调失真(IMD3)为-30 dBc,增益约为10.5 dB。

一种Doherty功率放大器的频带拓展方法设计与实现

5G及后续的通信系统相比于4G通信系统需要使用更宽的带宽,为了突破传统Doherty功率放大器的窄带限制,提出一种拓宽带宽的方法.该方法利用双阻抗匹配对主功放输出匹配电路进行合理的设计并用后匹配结构优化功率合成网络,形成Doherty功率放大器简单的宽带化电路结构.为验证提出的方法,用GaN晶体管CGH40010设计了带宽为3.3~3.7 GHz的Doherty功率放大器并进行测试.实际测试结果显示,该Doherty功率放大器实现了3.3~3.7 GHz工作带宽,获得了43.2~44.5 dBm的饱和输出功率,在饱和状态下和6 dB功率回退状态下的效率分别为67%~76%和42%~56%,饱和增益为8~11 dB.

基于阶梯阻抗匹配网络的连续逆F类功率放大器

为了满足移动通信系统中功率放大器宽频带和高效率的需求,采用阶梯阻抗网络实现宽带匹配电路,设计了一款高效率连续逆F类功率放大器。选用CGH40010F GaN HEMT晶体管,通过对连续逆F类功率放大器的理论分析,并且结合ADS负载牵引与源牵引仿真,提取各频点的最佳负载阻抗和源阻抗,设计阶梯阻抗匹配电路,最终实现了一款宽带高效率功率放大器。测试结果表明,该功率放大器在3.2~3.8 GHz频段内,增益大于14 dB,增益平坦度小于±0.4 dB,饱和输出功率为40.6~40.9 dBm,最大漏极效率为64%~68%。该功率放大器的测试性能良好,可以为宽频带高效率功率放大器的设计提供参考。

高精度可变增益放大器的研究与设计

为了实现可变增益放大器高精度及大动态范围的优势,基于GaAs 0.25μm pHEMT工艺,设计了一款工作在0.1~4.0 GHz并行控制的可变增益放大器。放大器由数控衰减器和射频放大器组成。数控衰减单元采用桥T型结构和电平转换电路来实现;正压控制衰减电路简化了电路结构,提高电路可靠性;改进型并联电容补偿衰减结构改善大衰减态高频衰减精度;射频放大器电路采用并联电阻负反馈的共源共栅(Cascode)结构,实现了高增益平坦度和大动态范围。测试结果显示,在工作频带内,可变增益放大器的增益可达20 dB以上、平坦度在1.5 dB以内,可变增益范围为0~31.5 dB、衰减步进0.5 dB,输出三阶交调点最高可达39 dBm,端口回波损耗均小于-15 dB。

对数放大器特性研究与应用分析

从分析连续检波式对数放大器的特性参数入手,对其传输函数进行了数学推导,重点讨论了影响其传输特性的主要因素,通过Matlab和MatrixX仿真,研究了输入动态范围与级联级数、单级增益和对数精度的相互关系,得出了两点结论:一是在限定动态范围的前提下采用的级数越多其单级增益越小而精度就会越高,二是采用双放大链结构可以提高对数起点,从而提高其稳定性。最后将结论应用于塔康信标接收机实际电路的分析中。

一种基于MMIC的甚高频程控增益放大器

以单片微波集成电路(MMIC)INA02186为核心,VCA824和HMC470为增益控制芯片,设计了一种可变增益放大器。单片机(MCU)通过D/A转换控制VCA824实现增益的粗调节,同时控制HMC470实现增益的细调节,在20~300MHz甚高频(VHF)带上实现了-19~52 d B的增益控制。放大器具有宽频带、低噪声和增益控制精确等特点。

幅度和相位预失真参数并行估计的间接学习结构预失真方法

为解决传统间接学习结构自适应预失真器中幅度和相位预失真参数之间相互影响的问题,提出了一种对功率放大器的幅度和相位预失真参数进行分开和并行估计的自适应预失真方法,其中幅度和相位预失真器均采用间接学习结构进行训练;将该方法应用在典型的无记忆功率放大器模型中,对DVB-T标准中2k模式OFDM信号的预失真过程进行了实验仿真;仿真结果表明,在预失真多项式阶数相同条件下,改进的间接学习结构预失真方法与传统间接学习结构预失真方法相比较,带外谱抑制增益平均提高了约4dB。

一种用于10位50MS／s流水线ADC的MDAC

利用运放共享技术,设计了一种用于10位50 MS/s流水线ADC的增益D/A转换器(MDAC)。采用SMIC 0.25μm 1P5M标准数字CMOS工艺,整个MDAC模块的版图面积为0.064 mm2。仿真结果表明,在50 MHz采样率下、输入信号为2 MHz(1.5 V振幅)正弦波时,整个电路模块的功耗为7.12 mW。

差分放大器的误差分析

在差分放大电路中 ,电路的偏置电阻、晶体管 (BJT)的参数、信号源的内阻、工作温度都会引起输出的误差 .通过对典型电路的分析 ,得出了误差计算公式 。

前馈线性功率放大器的设计

从前馈线性功率放大器的基本原理出发,采用HP ADS仿真软件对主功放进行优化设计,并在此基础上,提出加入反馈环路的前馈线性化设计方案,在保证系统性能的同时大大降低了系统实现难度。仿真结果表明该系统在输出10 W连续波功率的同时,三阶交调失真(IMD)低于信号功率-77 dBc,取得了明显的线性度改善效果。

反向抽运光纤拉曼放大器阈值的数值分析

为分析反向抽运光纤拉曼放大器的阈值特性,基于已有的耦合微分方程,采用龙格库塔法和打靶法相结合的算法,数值模拟了反向抽运光纤拉曼放大器中信号光功率沿光纤的演变过程,在此基础上根据实际情况推导出反向抽运光纤拉曼放大器的阈值公式,并详细分析了各个参数对反向抽运光纤拉曼放大器阈值特性的影响,结果表明,初始信号光功率、光纤有效长度、拉曼增益系数增加,阈值就会减小;光纤有效面积越大,阈值越大。

12～15GHz5 W GaAs宽带内匹配功率管及其应用

报道了一种新型的砷化镓宽带高效内匹配功率放大器,它采用集总参数与分布参数相混合的匹配电路形式,取用南京电子器件研究所研制的12 mm功率PHEMT管芯,研制的内匹配功率放大器在12～15 GHz频带内,输出功率大于5 W,功率增益大于6 dB,相对带宽为25%,典型功率附加效率为25%。

移动通信中AGC中放电路的设计与实现

该文介绍了一种简单易行的AGC电路,可用于第三代移动通信和其它通信系统中,文中包括了电路原理、实现方法和测试结果.

测量高压差分探头1 MHz共模抑制比窄带放大器的研制

为了完整测量高压差分探头共模抑制比性能,需测量其50Hz^1MHz频率处的共模抑制比值。由于标准信号源的输出电平能力随着输出频率的升高而不断减小,1MHz时仅为20V左右,经过差分探头的衰减及共模抑制作用,使差分探头1MHz时共模输出信号电平极小,无法利用示波器进行测量。故研制了一台中心频率为1MHz的窄带放大器,该窄带放大器由低噪声高带宽放大单元和谐振选频单元组成,试验结果表明了其在输入电平50μV^1mV范围内的增益线性度优于±0.5dB,适用于差分探头1MHz频率处共模抑制比的测量。

具有正斜率增益的GaAs MMIC宽带放大器芯片设计

介绍了一种宽带放大器芯片,该放大器的工作频率覆盖了2～12 GHz,采用砷化镓(GaAs)赝配高电子迁移率晶体管(PHEMT)单片电路工艺实现。在一个宽带负反馈放大器的前面集成了一个幅度均衡器,使放大器的增益在整个带内具有7 dB的正斜率,频率低端(2 GHz)增益为3 dB,高端(12 GHz)为10 dB,输入输出电压驻波比为1.6∶1,饱和输出功率为20 dBm,芯片尺寸为2.0 mm×1.5 mm×0.1 mm。详细描述了电路的设计流程,并对最终的测试结果进行了分析。该芯片具有频带宽、体积小、使用方便的特点,可作为增益块补偿微波系统中随着频率升高而产生的增益损失。

基于微变等效电路的差分—共基负反馈放大器的仿真与分析

在使用稳压管较好解决直流电平配置与输入信号有效放大的基础上,设计了差分-共基电流串联负反馈放大电路。经静态电流计算得晶体管交流等效电阻,按晶体管小信号模型得微变等效电路。对等效电路开、闭环仿真结果与理论计算相对误差分别是0.61%和1.01%,吻合很好,说明分析方法正确。对基本电路仿真与理论的相对误差分别是2.89%和0.69%,基本一致。另外从等效电路和基本电路仿真中都得到反馈电压,求得反馈系数、闭环增益,它们也与理论计算相符合,验证了反馈放大器中基本关系式。

压缩感知框架下宽带功放预失真模型

射频功放的非线性特性是一个重要的研究方向,针对预失真系统采样率过高的问题,提出一种新的宽带功放预失真模型,即在反馈回路采用基于正弦调频(SFM)信号的调制宽带解调(MWC)对信号进行采样,再用变步长广义自适应匹配追踪(VS-GSAMP)算法对信号进行重构,降低反馈回路采样速率,提升线性化效果。实验结果表明,在提高信号重构精度的同时,NSME(normalized mean squared error)显示较MP、GMP模型提升了2~3 d B,ACPR(adjacent channel power radio)约改善了21 d B,该方法能够使系统在较低的采样率下获得良好的线性性能。