HBT自热效应对功率放大器偏置电路的影响及补偿

研究了GaAs HBT的自热效应对功率放大器镜像电流源偏置电路性能的影响.HBT自热效应使得这种偏置电路的镜像精度和温度特性变差.利用HBT器件特有的集电极电流热电负反馈理论,通过优化基极偏置电阻的方法,对自热效应进行了有效补偿,偏置电路的电流镜像精度得到有效提高,偏置电流温度漂移由9.5%减小到0.5%.

用于非线性超声检测的高频高功率E类功率放大器研究

超声波与金属的微小缺陷相互作用可产生非线性效应,由于非线性效应信号弱,在微小缺陷检测时必须采用高频高功率的发射装置来增强非线性效应信号强度。为此研究了一款高频大功率的超声驱动放大电路,该放大电路选用开关速度快、耐高压的氮化镓晶体管设计高效率的零电压开关(ZVS)型E类功率放大器,设计开关管保护电路、输入输出匹配电路以及可独立控制导通和关断驱动强度的栅极驱动电路,确保了高频高压大功率信号的高效输出。经测试,该E类功放驱动电路在工作频率为5 MHz,供电电压100 V时瞬时输出功率为223.9 W,峰值电压为150 V,直流转换效率为76.7%,表明该驱动电路可以用做高频大功率超声发射驱动。

LDMOS功率放大器热效应最小化偏置电路设计

LDMOS功率放大器的热效应会导致放大器的性能恶化,在LDMOS场效应管自热效应模型的基础上分析和仿真了一种最小化器件热效应的偏置电路设计。实验结果验证了偏置电路的仿真设计方法的有效性。

偏置电路对功率放大器性能的影响

文章首先给出偏置电路影响功率放大器性能的理论依据,然后采用3种不同的偏置电路,得出了3种不同的试验结果。试验结果表明,偏置电路会对放大器的输出功率、线性度、三阶交调产生影响。最后给出了一种比较好的偏置电路和元件取值。

面向功放-整流一体化设计的逆F类功率放大器

针对微波无线功率传输对于高功率处理能力的高效整流器需求,提出一种基于高效率功率放大器的功放-整流一体化设计思路。文章首先使用型号为CG2H40010F的氮化镓高电子迁移率晶体管(GaN HEMT),通过谐波控制、负载牵引等方法,设计出一款工作在2.45GHz逆F类高效率功率放大器。在高效率功率放大器的基础上基于时间反转对偶理论,通过改变逆F类功率放大器电流方向,同时结合耦合器和移相器实现了高功率容量整流电路的设计。仿真结果表明,在2.45GHz工作频率下,功率放大器的输入功率为28dBm时,功率附加效率达到76%,输出功率40dBm;整流电路的输入功率为41dBm时,RF-DC转换效率可达到79%,整流最佳效率大于80%,显示了整流器的高功率处理能力。引入了两个单刀双掷开关实现功率放大器和整流器的功能切换,文章对核心电路功率放大器进行了实物测试,测试结果与仿真重合较好,验证了功放-整流一体化设计的可行性。

应用于WiFi6的新型高线性度功率放大器设计

针对WiFi 6的设备需求,设计了一款工作在5.15 GHz~5.85 GHz的高线性度砷化镓异质结双极型晶体管射频功率放大器。为了保证大信号和高温下功率管静态工作点的稳定性,采用了一种新型有源自适应偏置电路。对射频功率检测电路进行了设计和改进,有效降低了射频系统的功耗。针对各次谐波分量产生的影响,对输出匹配网络进行了优化。仿真结果表明:该射频功率放大器芯片小信号增益达到了32.6 dB;在中心频率5.5 GHz时1 dB压缩点功率为30.4 dBm,功率附加效率超过27.9%;输出功率为26 dBm时,三阶交调失真低于-40 dBc。实测数据表明:小信号增益大于31.4 dB;5.5 GHz时1 dB压缩点功率为29.06 dBm;输出功率为26 dBm时,三阶交调失真低于-30 dBc。当输出功率为20 dBm时,二次三次谐波抑制到-30 dBc和-45 dBc。

两个可调节传输零点的双频高效率功率放大器设计

为了解决矿井下多频无线终端中双频功率放大器极易干扰其他终端的难题,提出具有两个可调节传输零点的双频高效率功率放大器设计方法.该双频阻抗变换电路由解析的计算方式获得全部设计参数,同时可通过调节两个自由变量将全部的传输线特性阻抗参数调整到合适范围,另外还将二次谐波控制电路和两个传输零点产生电路融合到双频基波阻抗变换电路中.仿真结果表明,在0.7 GHz和2.6 GHz的最大功率附加效率为81.0%和71.5%;当输入功率分别为25.5 dBm和29.5 dBm时,在0.9 GHz和2.1 GHz两个频率相应的输出功率分别为-0.9dBm和-22.9dBm,从而验证了本文设计方法的有效性.

基于5G通信的三频F类功率放大器设计研究

5G通信具备多标准、多频段的基本特点,通信功率、效率是影响5G通信效果的关键。随着5G技术的普及,功率放大器的应用越来越广泛,如何保障5G高效通信传输是核心。在此背景下,本文设计一款应用于5G通信的三频功率放大器,放大器以F类工作方式运行,用于解决射频信号功率不足的问题,扩大5G信号的覆盖范围、传输质量,起到放大功率的作用。研究重点围绕F类功率放大器的基本原理,设计应用三频谐波控制网络,简化匹配结构。完成三频F类功率放大器设计后设置三个频段测试公路放大器漏级效率,识别饱和输出功率,测定功率放大器对于5G通信的增益效果。结果表明,本文设计的三频F类功率放大器具备射频信号功率扩大功能,对提高5G通信质量和效率有重要作用。

一种射频大功率放大器电源偏置电路设计方法(英文)

设计射频大功率放大器时,为了传输大的电源电流而加宽的λ/4电源偏置微带线往往不能很好地对偏置电路和信号电路进行隔离,从而影响放大器的性能.本文对一种采用加厚微带线设计λ/4电源偏置电路的方法进行了分析,并根据一种卫星数传发射机的功率放大器设计要求,分别采用本文介绍的方法和传统方法设计了两个功率放大器,给出了分析和试验结果,结果表明加厚λ/4偏置微带线可以比传统方法令功率放大器获得更高的性能,具有较大参考意义.

一款用于5 G功率放大器的分段线性温度补偿偏置电路

实现了一款用于功率放大器的具有温度补偿特性的偏置电路,首先通过正温度系数(PTAT)电流与负温度系数(NTAT)电流对功率放大器所需的偏置电流进行线性温度补偿,然后在线性补偿的基础上引入分段设计,实现分段线性温度补偿,保证全温范围内功率放大器增益线性化。同时通过分段电流舵型DAC灵活调整偏置电流的大小,将功率放大器偏置在合适工作点的同时降低开关噪声。该偏置电路采用Jazz 0.18μm SOI工艺实现。测试结果表明:在-30~30℃温度区间内,电流补偿斜率为14.9%;在30~90℃温度区间内,电流补偿斜率为29.6%,电流斜率的精度均在1.5%以内;室温下偏置电流的线性调整率为1.4%,输出偏置电流在20.2~1 022.0μA范围内可调。采用该偏置电路的一款功率放大器输出功率典型值为28dBm,误差矢量幅度(EVM)在-30~90℃温度区间内小于3%。

开关型功率放大器缓冲电路的多目标优化设计

对开关型功率放大器(SPA)缓冲电路的选型、原理和优化设计进行研究。依据原理分析,缓冲电路的设计任务被归结为求解一具有3个目标函数的多目标优化问题(MOP)。该文选择了目前解决MOP最有效的Ⅱ型非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)对以上MOP进行求解。为使求解过程更加高效,该文通过引入带前加速的拥挤距离分配(PACDA)、无重串的繁殖(RWD)、指针分组快速非支配排序(PGFNS)和带混沌因子的中间重组(CFBMR)4个策略对NSGA-Ⅱ进行了改进,提出了改进的NSGA-Ⅱ(MNSGA-Ⅱ)。仿真实验表明,MNSGA-Ⅱ较之NSGA-Ⅱ更加有效和快速;而试验证明,由MNSGA-Ⅱ寻找到的缓冲电路的最优参数使设计充分达到了预期的目标。

匹配电路谐波特性对功率放大器性能的影响

用 HP EESOF Series IV软件的负载牵引法对功率放大器进行分析 ,给出了匹配电路的基波特性及谐波特性对功率放大器性能的负载牵引结果 ,提出了功率放大器匹配电路谐波设计的思想 。

AB类功率放大器驱动电路的研究与设计

功率放大器是无线系统的重要组成部分,驱动电路是任何一类功放都必不可少的。各类功放的设计已有大量的文献发表,但只有较少的专利和文献涉及驱动电路的设计。AB类功率放大器是目前应用比较多的一种,因此AB类功放驱动电路的研究具有重要意义。针对MOS管的BSIM3模型,提出和分析了AB类经典功放的多种驱动电路方案,最后用HSpice对每个所设计的驱动电路进行了精确的仿真,验证了其可行性及正确性。

一种偏置电流可调节的高效率2.4GHz锗硅功率放大器

基于IBM0.35μm SiGe BiCMOS工艺BiCMOS5PAe实现了一种偏置电流可调节的高效率2.4GHz锗硅功率放大器。该功率放大器采用两级单端结构和一种新型偏置电路,除射频扼流电感外,其它元件均片内集成。采用的新型偏置电路用于调节功率放大器的静态偏置电流,使功率放大器工作在高功率模式状态或低功率模式状态。在3.5V电源条件下,功率放大器在低功率模式下工作时,与工作在高功率模式下相比,其功率附加效率在输出0dBm时提高了56.7%,在输出20dBm时提高了19.2%。芯片的尺寸为1.32mm×1.37mm。

晶体管放大器偏置电路的噪声计算

本文首次给出了晶体管放大器三种电路组态各管脚偏置噪声的计算方法．该方法能够定量模拟晶体管放大器不同工作状态下的偏置噪声，从而为晶体管放大器偏置电路的噪声分析和低噪声优化设计提供了有利的工具．

电离辐射对CMOS运算放大器恒流偏置电路的影响

介绍了确定 CMOS运算放大器各级工作点的恒流源偏置电路随辐照总剂量变化的响应特征及其辐照敏感性对运放整体性能参数的影响规律。结果表明 ,恒流源特性的衰降对电参数的变化有一定的影响 。

电流型功率放大器保护电路设计

电流型功率放大器工作在高电压、大电流情况下,因此保护电路更为重要。分析了功率放大器中功率管容易损坏的情况,研制了避免功放损坏的电路。死区硬件产生电路可以防止因程序故障造成的死区时间减小而导致桥臂短路损坏;当出现上下桥臂同时导通的信号时,防误导通电路可以中止功率驱动芯片IR2110的信号输出;当出现干扰信号导致全桥电路同侧导通时,短路保护电路中止功率驱动芯片的输出,同时还具有过流保护的功能。经过实验验证,这些电路在实际应用中效果良好。

LDMOS功率放大器热效应最小化偏置电路设计

LDMOS功率放大器热效应会导致放大器的性能恶化,在LDMOS场效应管自热效应模式的基础上分析和仿真了一种最小化器件热效应得偏置电路设计。实验结果证实了偏置电路的仿真设计方法的有效性。

基于CPLD的固态功率放大器的保护电路设计

介绍了一种基于CPLD的固态功率放大器的保护电路设计。该电路设计方案具有开发快、抗干扰能力强、响应速度快和可靠性高等优点。仿真和实验结果验证了此设计的合理性。

改进偏置电路提高音质的单声道60W晶体管功率放大器

本文介绍一款通过仿真对各种偏置电路的传输特性做了认真分析比较后设计的单声道60W功率放大器,使放大器的传输特性有所改善,音质进一步提高.整个放大器由对称的两级电压放大器和两管作达林顿连接的SEPP电路构成.电压放大级和功率放大器均采用独立的稳压电源单独供电,并设置有电源关闭型扬声器保护电路、输出级晶体管过流防止电路等保护电路.在8Ω扬声器上可输出60W,其音色非常自然.