高效率包絡(luò)跟蹤功率放大器的設(shè)計(jì).pdf

1、為了提高數(shù)據(jù)速率和頻譜利用率，現(xiàn)代的無(wú)線通信系統(tǒng)中普遍采用變包絡(luò)的復(fù)雜調(diào)制技術(shù)，這導(dǎo)致信號(hào)具有很高的峰均功率比。為了滿足線性要求，這就要功放工作在輸出功率回退的低效率區(qū)域。采用電源調(diào)制的包絡(luò)跟蹤技術(shù)是由于其高效寬帶等優(yōu)點(diǎn)成為提高功放平均效率的最有效的方案之一。本文主要研究高效包絡(luò)跟蹤放大器的設(shè)計(jì)，首先對(duì)包絡(luò)跟蹤放大器的結(jié)構(gòu)原理進(jìn)行了簡(jiǎn)要介紹，然后重點(diǎn)研究了包絡(luò)放大器和對(duì)應(yīng)功放的優(yōu)化設(shè)計(jì)。
　　高效寬帶的包絡(luò)放大器設(shè)計(jì)是ET設(shè)計(jì)的主

2、要難點(diǎn)之一。本文著重分析了線性放大器和 Buck型開(kāi)關(guān)直流-直流變換器并聯(lián)組成的混合型包絡(luò)放大器的原理和設(shè)計(jì)，并對(duì)其紋波和開(kāi)關(guān)頻率等指標(biāo)進(jìn)行了估計(jì)。以此為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)了小功率（500mW以下）低輸出電壓（5V及以下）輸出的混合型包絡(luò)放大器，以不同的單音包絡(luò)信號(hào)進(jìn)行了測(cè)試，效率約為51％到75%。此外，本文對(duì)該包絡(luò)放大器線性和開(kāi)關(guān)部分設(shè)計(jì)進(jìn)行改進(jìn)，制作了最高輸出功率約10W、最大輸出電壓約15V的混合型包絡(luò)放大器，在輸入幾組不同的單音包絡(luò)信

3、號(hào)測(cè)試下，效率約在60%到80%。最后，對(duì)利用甚高頻E類直流-直流變換器的新型高效寬帶包絡(luò)放大器進(jìn)行了初步研究，并設(shè)計(jì)仿真了E類直流-直流變換器。
　　射頻功放所能到達(dá)的最大效率限制著ET技術(shù)的效率。本文分析了晶體管寄生參數(shù)對(duì)實(shí)際F類功放設(shè)計(jì)的影響，尤其是ET中功放管的非線性輸出電容隨漏極電壓的變化而引起負(fù)載阻抗的變化。為了取得最大平均效率，文中針對(duì)特定信號(hào)（WCDMA信號(hào)）的概率分布對(duì)功放負(fù)載進(jìn)行了優(yōu)化匹配設(shè)計(jì)。最終，利用飛思卡

4、爾公司的GaAs pHEMT晶體管MRFG35010設(shè)計(jì)制作了用于ET的F類功放，經(jīng)單音信號(hào)測(cè)試，在漏極電壓12V，輸入功率為28.9dBm時(shí)，輸出功率39.1dBm，漏極效率約為70.5%。
　　最后，本文對(duì)ET整體設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)中功放特征提取和包絡(luò)波形控制進(jìn)行了研究，并對(duì)理想包絡(luò)放大器下的ET進(jìn)行了整體仿真。驗(yàn)證了ET對(duì)功放平均效率的提高以及等增益包絡(luò)波形控制對(duì)ET線性的改善。最終，借助儀器以實(shí)際的包絡(luò)放大器和功放進(jìn)行了簡(jiǎn)化的ET實(shí)