安徽線性射頻功率放大器研發(fā)

來源: 發(fā)布時(shí)間:2022-06-07

    gr為基站的接收機(jī)天線增益,單位為分貝;rs為接收機(jī)靈敏度,是在可接受的信噪比(signaltonoiseratio,snr)情況下,系統(tǒng)能探測(cè)到的小的射頻信號(hào)。rs的計(jì)算可以參見公式(3):rs=-174dbm/hz+nf+10logb+snrmin(3);其中,-174dbm/hz為熱噪聲底限;nf為全部接收機(jī)噪聲,單位為分貝;b為接收機(jī)整體帶寬,snrmin則為小信噪比。一般來說,射頻功率放大器電路存在高功率模式(非負(fù)增益),率模式(非負(fù)增益)和低功率模式(負(fù)增益)這三種模式。由于射頻收發(fā)器的線性功率輸出范圍為-35dbm~0dbm,因此,若超出這一范圍,信號(hào)將產(chǎn)生非線性。當(dāng)射頻功率放大器電路工作在高功率模式時(shí),需要射頻功率放大器電路的飽和功率為,此時(shí)信號(hào)將產(chǎn)生非線性,其功率需要小于,此時(shí)射頻功率放大器電路的線性增益為30db,因此,其線性輸出功率范圍為:-5dbm~。當(dāng)射頻功率放大器電路工作在率模式時(shí),需要射頻功率放大器電路的飽和功率為20dbm,此時(shí)信號(hào)將產(chǎn)生非線性,其功率需要小于10dbm才能實(shí)現(xiàn)線性輸出,此時(shí)射頻功率放大器電路的線性增益為15db,因此,其線性輸出功率范圍為:-20dbm~10dbm。當(dāng)射頻功率放大器電路工作在低功率模式(負(fù)增益)時(shí),需要射頻功率放大器電路的飽和功率為5dbm。微波固態(tài)功率放大器的電路設(shè)計(jì)應(yīng)盡可能合理簡(jiǎn)化。安徽線性射頻功率放大器研發(fā)

    圖10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。具體實(shí)施方式對(duì)于窄帶物聯(lián)網(wǎng)(narrowbandinternetofthings,nb-iot)的終端(userequipment,ue)來說,射頻前端系統(tǒng)中的射頻功率放大器電路一般要求發(fā)射功率可調(diào),當(dāng)射頻功率放大器電路之前射頻收發(fā)器的輸出動(dòng)態(tài)范圍有限時(shí),就要求功率放大器增益高低可調(diào)節(jié)。在廣域低功耗通信的應(yīng)用場(chǎng)景中,對(duì)射頻功率放大器電路的增益可調(diào)要求變得更突出,其動(dòng)態(tài)范圍要達(dá)到35~40db,并出現(xiàn)負(fù)增益的需求模式。例如,在窄帶物聯(lián)網(wǎng)通信對(duì)象之間距離近(nb-iot的終端距離基站很近)的情況下會(huì)出現(xiàn)負(fù)增益的需求。在應(yīng)用中,一方面在射頻功率放大器的電路設(shè)計(jì)中,可以降低功率增益,在不過度影響原有電路匹配的前提下,通過增強(qiáng)驅(qū)動(dòng)級(jí)晶體管的負(fù)反饋;另一方面,可以在輸入匹配電路中插入可控衰減電路的設(shè)計(jì),這樣對(duì)功率放大器的性能影響較小,降低增益的效果明顯。下面介紹一種射頻功率放大器電路,是在高增益模式的電路基礎(chǔ)上,一般通過增強(qiáng)驅(qū)動(dòng)級(jí)的負(fù)反饋來降低增益。圖1a為相關(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為圖1a的電路結(jié)構(gòu)示意圖,參見圖1a和圖1b,方案。上海品質(zhì)射頻功率放大器服務(wù)電話由于功率放大器的源和負(fù)載都是50歐姆,輸入匹配電路和輸出匹配 電路主要是對(duì)一端是50歐姆。

    nmos管mn07的漏極和nmos管mn08的漏極分別連接第三變壓器t03的原邊。在第二主體電路率放大器中源放大器的柵極與激勵(lì)放大器的輸出端連接,功率放大器柵放大器的漏極連接第四變壓器的原邊。如圖3所示,nmos管mn13的柵極、nmos管mn14的柵極為功率放大器的輸入端,nmos管mn13的柵極、nmos管mn14的柵極與激勵(lì)放大器的輸出端連接。nmos管mn15的漏極和nmos管mn16的漏極分別連接第四變壓器t04的原邊。nmos管mn05的源極、nmos管mn06的源極接地,nmos管mn13的源極、nmos管mn14的源極接地。nmos管mn07的柵極和nmos管mn08的柵極通過電容c06和電感l(wèi)02接地,nmos管mn15的柵極和nmos管mn16的柵極通過電容c13和電感l(wèi)05接地。第三變壓器t02原邊的中端通過電感l(wèi)03接電源電壓vdd,第三變壓器t02原邊的中端還連接接地電容c08。第四變壓器t04原邊的中端通過電感l(wèi)06接電源電壓vdd,第四變壓器t04原邊的中端還連接接地電容c15。本申請(qǐng)實(shí)施例提供的高線性射頻功率放大器,通過自適應(yīng)動(dòng)態(tài)偏置電路和兩個(gè)主體電路,不提高了射頻功率放大器的線性度,還提高了射頻功率放大器的輸出功率。圖4示例性地示出了本申請(qǐng)實(shí)施例提供的高線性射頻功率放大器中自適應(yīng)動(dòng)態(tài)偏置電路對(duì)應(yīng)的偏置電壓曲線圖。

    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(hào)半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域有著深厚的積淀,從器件級(jí)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(shí)間。Mircrochip的WiFiPA常見于Mediatek(Ralink)的參考設(shè)計(jì)。放大器能把輸入信號(hào)的電壓或功率放大的裝置,由電子管或晶體管、電源變壓器和其他電器元件組成。

    vgs是指柵源電壓,vth是指閾值電壓。開關(guān)關(guān)斷的寄生電容:coff=fom/ron。其中fom為半導(dǎo)體工藝商提供的開關(guān)ron與coff乘積,單位為fs(飛秒)。另,w/l較大,發(fā)生esd時(shí)有利于能提供直接的低阻抗電流泄放通道。用兩個(gè)sw疊加,相對(duì)單sw,能在esd大電流下保護(hù)sw的mos管不被損壞。當(dāng)可控衰減電路的sw使用了疊管設(shè)計(jì),兩個(gè)開關(guān)sw1和sw2的控制邏輯是一樣的:(1)非負(fù)增益模式下,sw1和sw2同時(shí)關(guān)斷;(2)負(fù)增益模式下,sw1和sw2同時(shí)打開。本申請(qǐng)實(shí)施例中的sw1和sw2在應(yīng)用中可以采用絕緣體上硅(silicononinsulator,soi)cmos管,也可以是bulkcmos管(平面結(jié)構(gòu)mos管)。下面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5a所示,圖5a中l(wèi)2、c1和r2構(gòu)成驅(qū)動(dòng)放大級(jí)電路之前的輸入匹配電路,可以將輸入端口的阻抗匹配到適合射頻功率放大器電路的輸入阻抗位置,這是由于驅(qū)動(dòng)放大級(jí)電路需要某種特定阻抗范圍,輸出功率才能實(shí)現(xiàn)所需的效率,增益等性能??煽厮p電路的并聯(lián)到地支路的sw1和r1,在它們之前的電感l(wèi)1用于對(duì)并聯(lián)到地支路的寄生電容的匹配補(bǔ)償。在高增益模式下,這種射頻功率放大器電路輸入的匹配結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔,輸入端口匹配良好,因此輸入端的回波損耗好。輸出匹配電路確定后功率放大器的輸出功率及效率也基本確定了但它 的增益平坦度并不一定滿足技術(shù)指標(biāo)的要求。湖南寬帶射頻功率放大器供應(yīng)商

匹配電路是放大器設(shè)計(jì)中關(guān)鍵一環(huán),可以說放大設(shè)計(jì)主要是匹配設(shè)計(jì)。安徽線性射頻功率放大器研發(fā)

    通過可控衰減電路中的電阻吸收和衰減射頻功率,使得進(jìn)入后續(xù)電路的射頻功率減小,輸入信號(hào)衰減,從而實(shí)現(xiàn)負(fù)增益。在一個(gè)可能的示例中,可控衰減電路包括電阻r1、第二電阻r2、電感l(wèi)1和開關(guān)t1,開關(guān)的柵級(jí)與電阻的端連接,電阻的第二端連接電壓信號(hào),開關(guān)的漏級(jí)與第二電阻的端連接,開關(guān)的源級(jí)接地,電感的端連接輸入信號(hào),電感的第二端連接第二電阻的第二端;其中,開關(guān),用于響應(yīng)微處理器發(fā)出的控制信號(hào)使自身處于關(guān)斷狀態(tài),以使可控衰減電路處于無衰減狀態(tài),實(shí)現(xiàn)射頻功率放大器電路處于非負(fù)增益模式;還用于響應(yīng)微處理器發(fā)出的第二控制信號(hào)使自身處于導(dǎo)通狀態(tài),以使可控衰減電路處于衰減狀態(tài),實(shí)現(xiàn)射頻功率放大器電路處于負(fù)增益模式;其中,控制信號(hào)為具有電壓值的電壓信號(hào),第二控制信號(hào)為具有第二電壓值的電壓信號(hào),電壓值與第二電壓值不同。需要說明的是,開關(guān)為絕緣體上硅cmos管,或平面結(jié)構(gòu)mos管。電阻為上拉電阻,其阻值較小,電壓信號(hào)vgg通過電阻連接開關(guān)。在一些實(shí)施例中,微處理器通過控制vgg=,使得開關(guān)關(guān)斷,可控衰減電路處于無衰減狀態(tài),將輸入匹配電路與可控衰減電路隔離,此時(shí),射頻功率放大器電路對(duì)輸入信號(hào)放大,射頻功率放大器電路實(shí)現(xiàn)非負(fù)增益模式。安徽線性射頻功率放大器研發(fā)

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