一种自适应线性化偏置的单片集成功率放大器

提出一种自适应线性化偏置的电路结构,通过调节控制电压改变偏置管的工作状态,提高功率放大电路的线性度,降低偏置电流对参考电压和环境温度的敏感度。利用双反馈环结构抑制输入阻抗随频率的变化,实现了宽带匹配,拓展了放大器的带宽。采用微波电路仿真软件AWR进行仿真,验证了带宽范围内的相位偏离度在2°以内。基于2μm InGaP/GaAs HBT工艺,设计了集成电路版图并成功流片。测试结果表明:在3.5V电压供电下,该放大器在1～2.5GHz频带范围内,输入反射系数均在-10dB以下,功率增益为23dB,输出功率大于30dBm,误差向量幅度在2.412GHz时为2.7%@24dBm,最大功率附加效率达40%。

802.11n高线性功率放大器的设计与实现

为了扩大802.11n无线产品的覆盖范围,设计了一款符合802.11n标准的2.4GHz高线性功率放大器。在该功率放大器的设计中采用了双路均衡功率合成技术和差异化加速开关技术,在提供高功率输出的同时满足了802.11n的误差向量幅度(EVM)的要求,尤其是实际应用中的动态EVM。测试结果表明,该功率放大器回退7dB后的线性输出功率为27dBm,此时的EVM为-30dB,合成功率输出为29.5 dBm。该功率放大器可广泛用于无线局域网中,与各种类型的无线AP直接匹配使用,提高其覆盖范围。

一种适用于RFID阅读器的新型自动增益调节电路

为了提高射频识别(RFID)阅读器中接收机的动态范围,并实现对贴有标签目标物体的跟踪,在分析传统自动增益控制模块的基础上,设计了一种适用于RFID接收机的大动态范围自动增益调整电路,电路结构简单。基于ADS软件的仿真结果表明:该电路能够根据输入信号的功率水平自动地调整其增益,输入动态范围高达80 dB,自动增益调节范围为0～59 dB。该自动增益调节电路可以应用于超高频RFID阅读器的接收机,使接收机达到很高的动态范围,有利于对复杂电磁、地理环境下的目标物体的跟踪与距离评估。

一种基于Wilkinson功率合成的双向放大器

本文提出了一种支持IEEE802.11n标准的高性能双向放大器设计方案,该放大器采用了基于微带线的Wilkinson功率分配/合成网络进行双路功率放大的合成,既保证了大的功率输出,而且解决了传统单功放结构下EVM指标差的问题。文章通过仿真验证了功率合成网络的可行性,并设计出了高输出功率高线性度的双向放大器。实验的测试结果表明,采用该方案的双向放大器发射通道的输入反射系数小于-20dB,在30dBm输出时,EVM为-30.4dB,满足IEEE802.11n的标准。

5.8GHz堆叠式功率放大器设计

基于2μm GaAs HBT工艺,采用堆叠晶体管结构设计了一款5.8GHz功率放大器。通常堆叠式功率放大器在高频情况下,上下两层晶体管间需要电感来完成功率匹配,在芯片设计中其电感会增加版图面积和级间功耗,为此该设计则利用上层晶体管的基极与地之间的串联电阻、电容等效成堆叠结构级间的感性负载,从而减小了级间的损耗与匹配难度。实测结果表明,该堆叠功率放大器在5.8GHz时增益为20.6dB,饱和输出功率为29dBm,饱和输出时功率附加效率达到36.4%,芯片面积仅为1×0.85mm2。

三级Colpitts微波混沌振荡器的仿真研究

提出一种具有3级结构的微波Colpitts混沌振荡器,这种新的结构通过增加共基极组态的三极管抑制了电路中三极管寄生电容的负面影响,以提高微波Colpitts混沌振荡器的基本振荡频率和频带宽度。借助Matlab和HSPICE软件对新结构的理想非线性动力学模型和电路进行了时域和频域分析。选用截止频率为9 GHz的三极管时,模型的电路仿真结果表明,新结构的基本振荡频率可达到4.9 GHz;信号的频谱分布更为均匀平坦,10 dB带宽可以达到4.9 GHz。

一款结构新颖的2GHz～8.5GHz宽带放大器

提出了一种拓展带宽的新型电路拓扑结构,该结构由四级射极跟随器级联而成,通过自适应有源偏置电路调节各级晶体管跨导,以及改变级间电感与后一级射极跟随器的结电容Cbe谐振峰的频率位置来拓展带宽。对其工作原理和稳定性进行了分析,并基于2μm InGaP/GaAs HBT工艺,设计了应用此结构的宽带放大器。仿真结果表明:新型电路拓扑结构能有效地扩展带宽,提高增益。在2 GHz～8.5 GHz的频率范围内,增益达到20 dB,增益平坦度小于±0.5 dB,P1 dB点输出功率大于17 dBm。

补偿网络对Cascode结构放大器线性度的改善

宽带功率放大器是现代多频段无线通信系统中的关键器件.Cascode结构由于其良好的带宽特性以及输出阻抗特性,被广泛应用在宽带功率放大器的设计当中.带宽和线性是宽带功率放大器的重要指标.通常用RLC补偿网络可以增加Cascode结构功率放大器的带宽.本文提出通过选择合适的RLC补偿网络电路参数,使得晶体管处于良好的工作状态,可以实现在增加Cascode放大器带宽的同时,改善其线性度.从电路原理上分析了——补偿网络改善功率放大器非线性的原因,并利用Volterra级数方法计算了三阶交调截止点(IP3),证实了IP3可以改善3dB±.采用2μm InGaP/GaAs HBT半导体工艺流片后,测试结果表明,其3dB工作宽带扩展了1GHz(带宽从1.5GHz扩展到2.5GHz),IP3改善了3dB,与计算结果非常一致.

应用于包络跟踪的高线性跨导运算放大器的设计

设计了一款改进的基于交叉耦合结构的跨导运算放大器(OTA)。设计和分析过程中依据严格的理论推导,新结构在高输入摆幅下线性度得到明显优化,当输入为2V@5MHz正弦波时,谐波总量从0.7%降至0.3%,并成功应用于包络跟踪功率放大器。仿真测试基于CSMC 0.5μm CMOS工艺,仿真结果表明二到五次谐波分量总和从传统OTA的-40 dB降低到-52 dB,同时在VSS系统联合仿真平台上,用15 MHz带宽的OFDM调制信号测试星座图,其聚敛性也得到了明显优化,矢量误差从4.7%降至3.6%。