定制开发射频功率放大器经验丰富

时间:2022年08月30日 来源:

   以便能保证它工作在一个线性工作区,要具有足够的电压范围以便随着整个输入信号幅度的变化在不被剪裁或压缩的情况下复制它。A类放大器的优点:A类设计相比其他类设计要简单,输出部分可以有一个器件。当器件通过偏置设置工作在其传输特性的线性部分时,放大器可以非常精确地以更多功率再现输入信号,在输入信号功率增加1dB时,输出功率也增加1dB,因此是线性放大器。当工作在线性区时,产生的其他频率分量的能量很小,也就是谐波很小。因为器件通过偏置电压设置一直处于工作状态,不会被关闭,所以没有“开启”时间。可以忠实地再现连续波和脉冲式的连续波信号。A类放大器的缺点:因为静态工作电流大约是大输出电流的一半,所以效率比较低。理论上大效率是50%,但实际效率会受到输出端的损耗影响而降低,比如滤波器,合路器,耦合器,隔离器,电源的转换效率等,这些可能会将实际效率降低10%左右。如果需要通过A类功放实现更高的输出功率,则浪费的功率和伴随着的发热量将增加。对于每一瓦传递到负载的功率,放大器可以消耗多达9瓦的热量。对于大功率A类功放,这就意味着要具有非常大和昂贵的供电电源以及散热装置。对于散热能力不足的A类功放。放大器能把输入信号的电压或功率放大的装置,由电子管或晶体管、电源变压器和其他电器元件组成。定制开发射频功率放大器经验丰富

   温度每升高10°C将会导致内部功率器件的平均无故障工作时间(MTBF)缩短。AB类放大器在讨论AB类放大器之前,让我们简单地说一说B类放大器。B类放大器的晶体管偏置使得器件在输入信号的半个周期内导通,在另半个周期截止,为了复现整个周期的信号,可采用双管B类推挽电路,如图所示。B类放大器的偏置设置使得当在没有输入信号的情况下器件的输出电流为零,每个器件只在特定的信号半周期内工作,因此,B类放大器具有高的效率,理论上可以达到。但由于两个管子交替着开启关闭引起的交越失真使得线性度不好。这种交越失真的存在使它不适合商用电磁兼容标准的应用。AB类放大器也是EMC领域常用的功率放大器,其工作原理图如图5所示。图5:AB类放大器的工作原理图AB类放大器试图使得工作效率与B类放大器接近,而线性度与A类放大器接近。通过调整对偏置电压的设置,使得AB类放大器中的每个管子都可以像B类放大器一样分别在输入信号的半个周期内导通,但在两个半周期中每个管子都会有同时导通的一个很小的区域,这就避免了两个管子同时关闭的区间,结果是,当来自两个器件的波形进行组合时,交叉区域导致的交越失真被减少或完全消除。通过对静态工作点的精确设置。广东短波射频功率放大器研发阻抗匹配,关系到功率放大器的稳定性、增益;输出功率、带内平坦度、噪声、谐波、驻波、线性等一系列指标 。

   本发明涉及通信技术领域,尤其涉及一种射频功率放大器及通信设备。背景技术:在无线通信中,用户设备需要支持的工作频段很多。尤其是第四代蜂窝移动通信(lte)中,用户设备需要支持40多个工作频带(band)。而宽带功率放大器(poweramplifier,pa)的性能会随着工作频率变化,难以实现很宽的功率频率范围。lte工作频率一般分为低频段(lb,663mhz~915mhz),中频段(mb,1710mhz~2025mhz),高频段(hb,2300mhz~2696mhz)。lte射频前端也包含lb、mb、hb三个pa,每个功率放大器支持一个频段,需要三个宽带pa。尤其是lb的相对频率带宽,pa很难在整个频段内实现高线性和高效率,在设计的过程中会存在线性度和效率和折中处理,同时频段内的不同频点的性能也不同。无线通信对发射频谱的杂散有严格的要求。当pa后连接的滤波器对谐波抑制较少因此要求pa的输出谐波也较低。pa的匹配路同时要具有滤波性能。部分高集成的射频前端芯片(如2g前端模组,nbiot前端模组),要求pa的匹配滤波电路同时具有很高的谐波抑制性能,因此不需要再在pa后增加滤波器。设计一种宽带功率放大器,在功率频率范围内实现一致且良好的性能,成为宽带pa的设计的重点和难点。

被公认为是很合适的通信用半导体材料。在手机无线通信应用中,目前射频功率放大器绝大部分采用GaAs材料。在GSM通信中,国内的紫光展锐和汉天下等芯片设计企业曾凭借RFCMOS制程的高集成度和低成本的优势,打破了采用国际厂商采用传统的GaAs制程完全主导射频功放的格局。但是到了4G时代,由于Si材料存在高频损耗、噪声大和低输出功率密度等缺点,RFCMOS已经不能满足要求,手机射频功放重新回到GaAs制程完全主导的时代。与射频功放器件依赖于GaAs材料不同,90%的射频开关已经从传统的GaAs工艺转向了SOI(Silicononinsulator)工艺,射频收发机大多数也已采用RFCMOS制程,从而满足不断提高的集成度需求。5G时代,GaN材料适用于基站端。在宏基站应用中,GaN材料凭借高频、高输出功率的优势,正在逐渐取代SiLDMOS;在微基站中,未来一段时间内仍然以GaAsPA件为主,因其目前具备经市场验证的可靠性和高性价比的优势,但随着器件成本的降低和技术的提高,GaNPA有望在微基站应用在分得一杯羹;在移动终端中,因高成本和高供电电压,GaNPA短期内也无法撼动GaAsPA的统治地位。全球GaAs射频器件被国际巨头垄断。全球GaAs射频器件市场以IDM模式为主。在通信和雷达系统率放大器是极其重要的组成部分主要参数有最大输出功率、效率、线性度和增益等。

主要厂商有美国Skyworks、Qorvo、Broadcom,日本村田等。三家合计占有全球66%的份额,Skyworks和Qorvo更是处于全球遥遥的位置。2017年GaAs晶圆代工市场,中国台湾稳懋(WinSemi)独占全球,是全球大GaAs晶圆代工厂。5G设备射频前端模组化趋势明显,SIP大有可为5G将重新定义射频(RF)前端在网络和调制解调器之间的交互。新的RF频段(如3GPP在R15中所定义的sub-6GHz和毫米波(mm-wave)给产业界带来了巨大挑战。LTE的发展,尤其是载波聚合技术的应用,导致当今智能手机中的复杂架构。同时,RF电路板和可用天线空间减少带来的密集化趋势,使越来越多的手持设备OEM厂商采用功率放大器模块并应用新技术,如LTE和WiFi之间的天线共享。在低频频段,所包含的600MHz频段将为低频段天线设计和天线调谐器带来新的挑战。随着新的超高频率(N77、N78、N79)无线电频段发布,5G将带来更高的复杂性。具有双连接的频段重新分配(早期频段包括N41、N71、N28和N66,未来还有更多),也将增加对前端的限制。毫米波频谱中的5GNR无法提供5G关键USP的多千兆位速度,因此需要在前端模组中具有更高密度,以实现新频段集成。5G手机需要4X4MIMO应用,这将在手机中增加大量RF流。结合载波聚合要求。微波固态功率放大器的工作频率高或微带电 路对器件结构元器件装配电路板布线腔体螺钉位置等都 有严格要求。安徽品质射频功率放大器

在所有微波发射系统中,都需要功率放大器将信号放大到足够的功 率电平,以实现信号的发射。定制开发射频功率放大器经验丰富

   第七电感l7与第五电容c5组成谐振电路。在具体实施中,射频功率放大器还可以包括驱动电路。驱动电路的输入端可以接收输入信号,驱动电路的输出端可以输出差分信号input_p,驱动电路的第二输出端可以输出第二差分信号input_n。驱动电路可以起到将输入信号进行差分的操作,并对输入信号进行驱动,提高输入信号的驱动能力。参照图7,给出了本发明实施例中的又一种射频功率放大器的电路结构图。在图7中,增加了驱动电路。可以理解的是,在图1~图6中,也可以通过驱动电路来对输入信号进行差分处理,得到差分信号input_p以及第二差分信号input_n。在具体实施中,匹配滤波电路还可以包括功率合成变压器对应的寄生电容,功率合成变压器对应的寄生电容包括初级线圈与次级线圈之间的寄生电容,该寄生电容可以参与功率合成和阻抗转换。宽带变压器的阻抗变换主要受匝数比、耦合系数k值和寄生电感电容的影响,具有宽带工作的特点,相对于lc网络的阻抗变换网络更容易实现宽带的阻抗变换,因此适用于宽带功率放大器。应用于高集成度射频功率放大器的宽带变压器,因为受实现工艺的影响,往往k值比较小(k值较小会影响能量耦合,即信号转换效率变低),寄生电感电容影响比较大。定制开发射频功率放大器经验丰富

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