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Wilfredo Rivas-Torres Technical Support Application Engineer October 12, 2004 大纲 引言 直流和负载线分析 偏置和稳定性 负载牵引(LoadPull) 使用Smith圆图工具匹配 源牵引(SourcePull) PA描述 – 我们确实满足这些参数了吗? 优化/细调设计 用真实的调制信号测试设计 制版 为什么我们需要功率放大器? 对功率放大器(PA)的要求 典型地,功率放大器是发射机电源的主要消费者。一个主要的设计要求就是功率放大器如何有效地把直流功率转换成射频输出功率。 设计工程师不得不经常关心功率放大器的效率。注意转换效率高意味着低的运行成本(如,手机机站)或较长的电池寿命(例如,无线手持)。 功率放大器的线性是另一个重要的要求。为了保证信号的真实性,输入/输出之间的关系必须是线性的。 功率放大器的设计经常包括效率和线性之间的折中。 PA 设计参数 射频输出功率: 50 W PEP 输入驱动电平 : 1 W 输出负载 (RL): 50 Ω 效率 (η) > 50% 偏置电压: 28 V 器件: MRF9045M DC 曲线 DC 曲线 偏置和稳定性 稳定性分析 稳定性分析 阻抗匹配 对匹配电路的需要是因为放大器为了以特定的方式(即,最大输出功率)工作,在负载和源端口都必须呈现特定的阻抗。 例如,为了传送最大的功率到负载RL ,晶体管必须具有端接阻抗Zs和ZL。 输入匹配网络被设计用于改变信号发生器阻抗Rs到放大器最佳源端输入阻抗Zs。 输出匹配网络转变终端负载阻抗RL (50 Ω)到放大器最佳负载端阻抗ZL。 负载牵引(LoadPull)测量将帮助设计者确定最佳的负载阻抗ZL。 负载牵引设置 负载牵引轮廓线 利用Smith圆图工具匹配 利用Smith圆图工具匹配 输出匹配 源牵引轮廓线 匹配电路 完成设计功率扫描 功率压缩曲线 增益压缩曲线 Power Added Efficiency 准备好优化PA 下一步优化设计满足需要。 设计者可以抓住机会看一下有无其它需求,例如在进行优化之前电路板需要什么改进。 例如:我们注意到晶体管垫片宁可比它连接的传输线宽一些而不是相同宽度。 由于传输线必须窄一些,所以我们可以添加一段渐变线以获得好的传输。 可以在输入和输出端分别包含一个 MTAPER。 优化设置 优化结果 优化值 PA 结果 Power Added Efficiency 增益压缩曲线 复杂调制信号 16 QAM 调制信号 DSP 和模拟电路设置 创建一个包含模拟设计的子电路。 你需要在模拟电路添加电路包络或者瞬态仿真控件。 我们特别使用电路包络仿真控件到我们的PA是因为我们有一个调制的载波。 电路包络将允许使用Fast Cosim (Automatic Verification Modeling – AVM)。这将引人注目的加快仿真速度 。 在 DSP原理图,我们将创建调制载波,把它馈入PA并收集信号样本和频谱。 DSP原理图包含包络输出选择器元件用于电路子网络输出和信号处理元件之间的界面。 Ptolemy Cosim 原理图 Fast Cosim 改进 同时仿真结果-频谱 同时仿真结果 – 星座 同时仿真结果 同时仿真结果– CCDF EVM 与功率测量 EVM 与功率结果 ADS到VSA的连接 来自ADS共同仿真的VSA频谱 来自ADS共同仿真的VSA星座 来自ADS共同仿真的VSA星座 来自ADS共同仿真的VSA EVM PA电路板 由原理图产生的PA电路板 PA电路板 – 填充地 其它可能性 运行EM Cosimulation – 在仿真中包含板层效应。如果需要也包含优化设计。 为IP3或ACPR运行Loadpull。优化负载这将导致在所有需求之间的一种妥协。 使用Connection Manager并且用真正的PA实现设计以及用实际PA比较仿真结果。 创建一个行为数据模型,它可以用于保护你的IP但可以访问你的设计结果。gdn红软基地

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