高效可設(shè)置波形功率發(fā)生器的研制.pdf

1、可設(shè)置波形功率發(fā)生器，從原理及結(jié)構(gòu)上，主要由波形發(fā)生器及功率放大器組成。所需形態(tài)的信號(hào)波形由可設(shè)置波形發(fā)生器產(chǎn)生，經(jīng)功率放大器，輸出無(wú)失真功率波形。理論上，可設(shè)置波形功率發(fā)生器，可應(yīng)用于工業(yè)、醫(yī)療、通訊及消費(fèi)電子等任何需要功率波形的領(lǐng)域。
　　本文首先分別對(duì)波形發(fā)生器及功率放大器的相關(guān)技術(shù)進(jìn)行了回顧。分析對(duì)比了各種類型功率放大器的性能特點(diǎn)，由于開(kāi)關(guān)型功率放大器普遍存在輸出波形失真大、動(dòng)態(tài)性能不好等缺點(diǎn)，而線性功率放大器(Linea

2、r Power Amplifier, LPA)輸出波形帶寬高、質(zhì)量好，本文選用LPA來(lái)進(jìn)行信號(hào)波形的功率放大。鑒于LPA損耗大、效率低，引入射頻領(lǐng)域包絡(luò)跟蹤電源的方式給 LPA供電，該電源通過(guò)高效的同步Buck開(kāi)關(guān)變換器來(lái)實(shí)現(xiàn)，從而組成混合模式功率放大器，該功率放大器既保持了高質(zhì)量的輸出特性，又具有高效率。
　　本文應(yīng)用可變時(shí)鐘計(jì)數(shù)器尋址方式來(lái)產(chǎn)生所需的待放大信號(hào)波形，通過(guò)希爾伯特-黃變換(Hilbert-Huang Transf

3、orm, HHT)的方法提取待放大信號(hào)波形的包絡(luò)跟蹤信號(hào)。由于開(kāi)關(guān)變換器帶寬有限，通過(guò)應(yīng)用HHT方法對(duì)待放大信號(hào)波形進(jìn)行分析處理，來(lái)獲取開(kāi)關(guān)變換器可跟隨的包絡(luò)跟蹤基準(zhǔn)信號(hào)。
　　本文設(shè)計(jì)了一款 LPA，通過(guò)實(shí)驗(yàn)深入研究了LPA供電含有大量紋波情況下對(duì)其輸出波形質(zhì)量的影響。實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)給LPA供電添加不同形狀、不同幅值、不同頻率的紋波信號(hào)，分析各種供電情況下LPA輸出波形的質(zhì)量，為輸出含有大量紋波的開(kāi)關(guān)變換器給LPA供電的可行性提供

4、了依據(jù)。
　　本文深入研究了同步整流Buck變換器的傳遞函數(shù)，應(yīng)用零極點(diǎn)補(bǔ)償方式設(shè)計(jì)了變換器的補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)。針對(duì)雙極點(diǎn)輸出濾波器易引起系統(tǒng)振蕩問(wèn)題，采用零極點(diǎn)補(bǔ)償方式設(shè)計(jì)變換器的補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)，使其輸出穩(wěn)定跟隨變化的包絡(luò)基準(zhǔn)。
　　最終，本文研制了一款可設(shè)置波形功率發(fā)生器，在相同輸出負(fù)載條件下，分別測(cè)試了 LPA固定電壓供電及包絡(luò)跟蹤供電兩種情況下系統(tǒng)各自的輸入功率，并進(jìn)行了能效的對(duì)比分析。在信號(hào)幅值為10V、負(fù)載為5?條件下，包絡(luò)跟