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制造射頻功率放大器技術(shù)

來源: 發(fā)布時間:2022-01-29

    以便能保證它工作在一個線性工作區(qū),要具有足夠的電壓范圍以便隨著整個輸入信號幅度的變化在不被剪裁或壓縮的情況下復(fù)制它。A類放大器的優(yōu)點(diǎn):A類設(shè)計(jì)相比其他類設(shè)計(jì)要簡單,輸出部分可以有一個器件。當(dāng)器件通過偏置設(shè)置工作在其傳輸特性的線性部分時,放大器可以非常精確地以更多功率再現(xiàn)輸入信號,在輸入信號功率增加1dB時,輸出功率也增加1dB,因此是線性放大器。當(dāng)工作在線性區(qū)時,產(chǎn)生的其他頻率分量的能量很小,也就是諧波很小。因?yàn)槠骷ㄟ^偏置電壓設(shè)置一直處于工作狀態(tài),不會被關(guān)閉,所以沒有“開啟”時間??梢灾覍?shí)地再現(xiàn)連續(xù)波和脈沖式的連續(xù)波信號。A類放大器的缺點(diǎn):因?yàn)殪o態(tài)工作電流大約是大輸出電流的一半,所以效率比較低。理論上大效率是50%,但實(shí)際效率會受到輸出端的損耗影響而降低,比如濾波器,合路器,耦合器,隔離器,電源的轉(zhuǎn)換效率等,這些可能會將實(shí)際效率降低10%左右。如果需要通過A類功放實(shí)現(xiàn)更高的輸出功率,則浪費(fèi)的功率和伴隨著的發(fā)熱量將增加。對于每一瓦傳遞到負(fù)載的功率,放大器可以消耗多達(dá)9瓦的熱量。對于大功率A類功放,這就意味著要具有非常大和昂貴的供電電源以及散熱裝置。對于散熱能力不足的A類功放。功率放大器的放大原理主要是將電源的直流功率轉(zhuǎn)化成交流信號功率輸出。制造射頻功率放大器技術(shù)

    因?yàn)樵O(shè)計(jì)的可控衰減電路中電感的品質(zhì)因數(shù)q較低,因此頻選特性不明顯,頻率響應(yīng)帶寬較寬,帶來的射頻信號的插入損耗相對較小。負(fù)增益模式下的回波損耗和頻率響應(yīng)帶寬也能滿足要求。假設(shè)fh為上限頻率,fl為下限頻率,fo為中心頻率;且有:fh=900mhz,fl=600mhz,fo=800mhz,回波損耗大于15db,頻率響應(yīng)的帶寬可達(dá)到300mhz以上,相對帶寬可達(dá)到(fh-fl)/fo=(900-600)/800=%。下面再提供一種采用可控衰減電路和輸入匹配電路的結(jié)構(gòu),如圖5b所示,在該結(jié)構(gòu)中的可控衰減電路的電阻r1可以變?yōu)殚_關(guān)sw2,增強(qiáng)了對射頻輸入端口rfin的esd保護(hù)能力。本申請實(shí)施例提供的技術(shù)方案的有益效果在于:通過在信號的輸入端設(shè)計(jì)可控衰減電路,在實(shí)現(xiàn)功率放大器增益負(fù)增益的同時,對高增益模式性能的影響很小,并且加強(qiáng)了對rfin端口的esd保護(hù)。該電路結(jié)構(gòu)簡潔,對芯片面積占用小,能降低硬件成本。在本申請實(shí)施例提供的射頻功率放大器電路中,反饋電路中可以用于切換的電阻有多種,例如當(dāng)射頻功率放大器電路需要實(shí)現(xiàn)三檔增益模式:高增益30db左右,低增益15db左右,負(fù)增益-10db左右。此時,反饋電路如圖6所示,c51、c52、c53和c54是1pf~2pf范圍的電容。電阻r53大于r51大于r52。安徽U段射頻功率放大器哪里賣射頻放大器的穩(wěn)定性問題非常重要,是保證設(shè)備安全可靠運(yùn)行的必要條件。

    用于放大所述級間匹配電路輸出的信號;所述輸出匹配電路,用于使所述射頻功率放大器電路和后級電路之間阻抗匹配。本申請實(shí)施例中,通過射頻功率放大器電路中的可控衰減電路、反饋電路、驅(qū)動放大電路、功率放大電路等電路對輸入信號進(jìn)行處理,實(shí)現(xiàn)射頻功率放大器電路的負(fù)增益模式與非負(fù)增益模式之間的切換,電路結(jié)構(gòu)簡單,能有效的降低硬件成本。附圖說明圖1a為本發(fā)明實(shí)施例提供的相關(guān)技術(shù)中射頻功率放大器電路的組成結(jié)構(gòu)示意圖;圖1b為本發(fā)明實(shí)施例提供的相關(guān)技術(shù)中射頻功率放大器電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖;圖2a為本發(fā)明實(shí)施例提供的射頻功率放大器電路的組成結(jié)構(gòu)示意圖;圖2b為本發(fā)明實(shí)施例提供的射頻功率放大器電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的可控衰減電路的示意圖;圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的可控衰減電路的示意圖;圖5a為本發(fā)明實(shí)施例提供的可控衰減電路和輸入匹配電路的示意圖;圖5b為本發(fā)明實(shí)施例提供的可控衰減電路和輸入匹配電路的示意圖;圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的反饋電路的示意圖;圖7為本發(fā)明實(shí)施例提供的偏置電路的示意圖;圖8為本發(fā)明實(shí)施例提供的可控衰減電路的等效示意圖;圖9為本發(fā)明實(shí)施例提供的可控衰減電路的的示意圖。

    較小的線圈自感和較大的寄生電容會額外影響變壓器的輸入輸出阻抗,需要增加或調(diào)節(jié)輸入輸出的匹配電容來調(diào)節(jié)阻抗,進(jìn)而產(chǎn)生額外的阻抗變換),這會影響變壓器有效的阻抗變化比和轉(zhuǎn)換后的阻抗相位,也會降低能量傳輸效率。在本發(fā)明實(shí)施例中,增加輔次級線圈,可以在不影響初級線圈和主次級線圈的前提下增加輸入到輸出的能量耦合路徑,減小耦合系數(shù)k值較小對阻抗變換的影響。根據(jù)初級線圈和主次級線圈的k值等參數(shù),選擇合適的輔次級線圈的大小和k值可以有效提高功率合成變壓器的阻抗變換工作頻率范圍,降低功率合成變壓器損耗。此外,將功率合成變壓器的主次級線圈和輔次級線圈以及匹配濾波電路協(xié)同設(shè)計(jì),能夠進(jìn)一步提高射頻功率放大器的寬帶阻抗變換和濾波性能。本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種通信設(shè)備,包括上述任一實(shí)施例所提供的射頻功率放大器。通信設(shè)備中還可以存在其他模塊,例如基帶芯片、天線電路等,上述的其他模塊均可以采用現(xiàn)有技術(shù)中已有的模塊,本發(fā)明實(shí)施例不做贅述。雖然本發(fā)明披露如上,但本發(fā)明并非限定于此。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員,在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi),均可作各種更動與修改,因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。功率放大器在無線通信系統(tǒng)中是一個不可缺少的重要組成部分通信體制的發(fā)展功率放大器進(jìn)入了快速發(fā)展的階段。

    RF)微波和毫米波應(yīng)用,設(shè)計(jì)和開發(fā)高性能集成電路、模塊和子系統(tǒng)。這些應(yīng)用包括蜂窩、光纖和衛(wèi)星通信,以及醫(yī)學(xué)及科學(xué)成像、工業(yè)儀表、航空航天和防務(wù)電子。憑借近30年的經(jīng)驗(yàn)和創(chuàng)新實(shí)踐,Hittite在模擬、數(shù)字和混合信號半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域有著深厚的積淀,從器件級到完整子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和裝配,覆蓋面十分。HittiteMicrowave于2014年被AnalogDevices,Inc.(ADI)收購合并。但筆者還是更喜歡Hittite作為射頻微波器件的名稱,所以暫不更改稱呼^_^。筆者本人并沒用用過Hittite的WiFiPA,倒是用過其他頻段GainBlock和PA,查找其官方網(wǎng)站,似乎也只有一款PA適用于WiFi行業(yè),HMC408,其性能如下。MicrochipMicrochip(2010年收購了SST)是全球的單片機(jī)和模擬半導(dǎo)體供應(yīng)商,為全球數(shù)以千計(jì)的消費(fèi)類產(chǎn)品提供低風(fēng)險(xiǎn)的產(chǎn)品開發(fā)、更低的系統(tǒng)總成本和更快的產(chǎn)品上市時間。Mircrochip的WiFiPA常見于Mediatek(Ralink)的參考設(shè)計(jì)。射頻功率放大器是無線通信系統(tǒng)中非常重要的組件。廣東低頻射頻功率放大器值得推薦

效率:功率放大器的效率除了取決于晶體管的工作狀態(tài)、電路結(jié)構(gòu)、負(fù)載 等因素外,還與輸出匹配電路密切相關(guān)。制造射頻功率放大器技術(shù)

    控制信號vgg通過電阻與開關(guān)連接,同時通過備用電阻與備用開關(guān)連接。備用電阻的參數(shù)與電阻的參數(shù)相同,二者都是作為上拉電阻給開關(guān)供電。備用開關(guān)的參數(shù)與開關(guān)的參數(shù)相同,開關(guān)和備用開關(guān)的寄生電阻皆為單開關(guān)的寄生電阻值ron的一半,因此雙開關(guān)的整體寄生電阻值與單開關(guān)的寄生電阻值相同。開關(guān)和備用開關(guān)的控制邏輯相同:非負(fù)增益模式下,開關(guān)和備用開關(guān)同時關(guān)斷;負(fù)增益模式下,開關(guān)和備用開關(guān)同時打開,不需要考慮電阻r1和備用電阻rn。其中,開關(guān)和備用開關(guān)均為n型mos管,其具體的類型可以是絕緣體上硅mos管,也可以是平面結(jié)構(gòu)mos管。可見,在本申請實(shí)施例中,因?yàn)槭褂昧睡B管設(shè)計(jì),將開關(guān)和備用開關(guān)疊加,使得mos管的耐壓能力和靜電釋放能力提升,相對于單mos管,能在大電流下更好的保護(hù)開關(guān)和備用開關(guān),使其不被損壞。在一個可能的示例中,輸入匹配電路101包括第三電阻r3、電容c1和第二電感l(wèi)2,第二電感的端連接第二電阻的第二端,第二電感的第二端連接電容的端,電容的第二端連接第三電阻的端。在圖9中,假設(shè)輸入端的輸入阻抗zin=r0-jx0,可控衰減電路的等效阻抗為z20=r20+jx20,輸入匹配電路的等效阻抗為z30=r30+jx30,為了實(shí)現(xiàn)z20和zin的共軛匹配。制造射頻功率放大器技術(shù)

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