四川低频射频功率放大器设计

    当射频功率放大器电路处于非负增益模式时，可控衰减电路处于无衰减状态，需要减少对射频功率传导的影响，在应用中需要将输入匹配电路和可控衰减电路隔离。当射频功率放大器电路处于负增益模式时，可控衰减电路处于衰减状态，一部分射频传导能量进入可控衰减电路变成热能消耗掉，另一部分射频传导能量进入功率放大器进行放大(在加强了负反馈的电路基础上，再放大衰减后的射频信号)。本申请实施例中的可控衰减电路处于衰减状态时，整个电路的衰减程度可达到-10db左右。可以理解为，比原来从rfin端进入电路的输入信号，已经衰减了10db。从整体电路的增益特性看，若原来的已经加强负反馈的放大器的增益是0db，那么现在功率放大器的增益就是-10db了。整个电路的负增益由三部分完成：(1)fet的偏置电路向降压降流切换；(2)射频功率放大器电路驱动级的反馈电路向反馈增强切换；(3)输入匹配中可控衰减电路的接地开关打开。其中(1)(2)同时满足时，从设计看整体电路增益低实现0db左右。再加入措施(3)，电路可再多衰减10db左右。即满足负增益放大。图2a中的可控衰减电路的结构如图3所示，可控衰减电路包括：串联电感l和并联到地的电阻r和开关sw1。稳定性是指放大器在环境(如温度、信号频率、源及负载等)变化比较大的情况 下依1日保持正常工作特性的能力。四川低频射频功率放大器设计

    宽带性能一致性差，谐波性能也较差。采用普通结构变压器级联lc匹配实现功率合成和阻抗变换的pa，采用变压器及其输入输出匹配电容，输出级联lc匹配滤波电路。这种结构优点是谐波性能好，可以实现宽带一致的阻抗变换；缺点是宽带性能一致性和插损之间存在折中，高频点插损较大。在本发明实施例中，通过增加辅次级线圈可以在不影响初级线圈和主次级线圈的前提下增加输入到输出的能量耦合路径，减小耦合系数k值较小对阻抗变换的影响。根据初级线圈和主次级线圈的k值等参数，选择合适的辅次级线圈的大小和k值可以有效提高功率合成变压器的阻抗变换工作频率范围，降低功率合成变压器损耗。此外，将功率合成变压器的主次级线圈和辅次级线圈以及匹配滤波电路协同设计，能够进一步提高射频功率放大器的宽带阻抗变换和滤波性能。为使本发明的上述目的、特征和有益效果能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。本发明实施例提供了一种射频功率放大器，参照图1。在本发明实施例中，射频功率放大器可以包括：功率放大单元(powercell)、功率合成变压器以及匹配滤波电路。在具体实施率放大单元可以包括两个输入端以及两个输出端。河南射频功率放大器标准由于进行大功率放大设计，电路必然产生许多谐波，匹配电路还需要有滤 波功能。

    微控制器控制第五一开关导通、第五二开关关断，此时可实现低增益；微控制器控制第五一开关和第五二开关均导通，此时反馈电路的等效电阻小，可实现负增益。在一些实施例中，当射频放大器电路的高增益为30db左右，低增益为15db左右，负增益为-10db左右时，可设置第五三电阻的阻值为5kω，第五一电阻的电阻为1kω，第五二电阻的电阻为100ω。需要说明的是，本实施例对反馈电路的具体形式不做限定。可见，通过控制反馈电路中第二开关的通断，可以改变射频功率放大器电路的增益大小，实现增益的大范围调节。在一个可能的示例中，级间匹配电路104包括：第三电感l3、第七电容c7和第八电容c8，其中：第三电感的端连接第三mos管的漏级，第三电感的第二端连接第二电压信号和第七电容的一端，第七电容的端连接第二电压信号，第七电容的第二端接地，第八电容的端连接第三mos管的漏级。其中，第二电压信号为vcc。在本申请实施例中，考虑到级间匹配电路的复杂性，将级间匹配电路简化为用第三电感、第七电容和第八电容表示。在一个可能的示例率放大电路105包括：第四mos管t4、第五mos管t5和第九电容c9，其中：第四mos管的栅级与第八电容的第二端连接。

    包括：第五一电容c51、第五二电容c52、第五三电容c53、第五四电容c54、第五一电阻r51、第五二电阻r52、第五三电阻r53、第五一开关k51和第五二开关k52，第五一电容c51、第五一电阻r51、第五一开关k51和第五二电容顺次连接构成支路，第五三电容c53、第五二电阻r52、第五三电阻r53、第五二开关k52和第五四电容c54构成第二支路，支路与第二支路并联，其中，第五三电容c53的两端分别连接第五一电容c51和第五二电阻r52的一端，第五二开关k52的两端分别连接第五二电阻r52的另一端和第五四电容c54的一端，第五三电阻r53的两端分别连接第五二电阻r52的一端和第五四电容c54的一端，第五四电容c54的另一端连接第五二电容c52。其中，第五一电容、第五二电容、第五三电容和第五四电容的电容取值范围均为1pf～2pf。因为在电路中，开关两端需要为零的直流电压偏置，所以在第五二电阻和第五三电阻两旁各用一个电容来进行隔直处理。反馈电路中等效电阻越小，反馈深度越大，射频功率放大器电路的增益越低，因此设置第五三电阻的阻值大于第五一电阻的电阻，第五一电阻的电阻大于第五二电阻的电阻。微控制器控制第五一开关和第五二开关均关断，此时反馈电路的等效电阻大，可实现高增益。线性：由非线性分析知道，功率放大器的三阶交调系数时与负载有关的。

    自适应动态偏置电路的输入端通过匹配网络连接射频输入端；自适应动态偏置电路的输出端连接功率放大器源放大器的栅极和共栅放大器的栅极。可选的，在自适应动态偏置电路中，nmos管的栅极为自适应动态偏置电路的输入端，nmos管的漏极连接pmos管的源极，nmos管的源极接地；第二nmos管的漏极与第二pmos管的漏极连接，第二nmos管的源极接地，第二pmos管的源极接电源电压，第二nmos管的栅极与第二pmos管的栅极连接后与nmos管的漏极连接；第三nmos管的漏极与第三pmos管的漏极连接，第三nmos管的源极接地，第三pmos管的源极接电源电压，第三nmos管的栅极与漏极连接，第三pmos管的栅极和漏极连接；第二nmos管的漏极与第二pmos管的漏极的公共端记为连接点，第三nmos管的漏极与第三pmos管的漏极的公共端记为第二连接点，连接点与第二连接点连接，第二连接点通过电阻接自适应动态偏置电路的输出端，输出端用于为功率放大器源放大器的栅极提供偏置电压；第四nmos管的漏极与第四pmos管的漏极连接后与pmos管的栅极连接，第四nmos管的源极接地，第四pmos管的源极接电源电压，第四nmos管的栅极和第四pmos管的栅极连接后与nmos管的漏极连接。为减小 AM—AM失真，应降低工作点，常称为增益回退。浙江1w射频功率放大器

输出匹配电路确定后功率放大器的输出功率及效率也基本确定了但它 的增益平坦度并不一定满足技术指标的要求。四川低频射频功率放大器设计

    gr为基站的接收机天线增益，单位为分贝；rs为接收机灵敏度，是在可接受的信噪比(signaltonoiseratio，snr)情况下，系统能探测到的小的射频信号。rs的计算可以参见公式(3)：rs＝-174dbm/hz+nf+10logb+snrmin(3)；其中，-174dbm/hz为热噪声底限；nf为全部接收机噪声，单位为分贝；b为接收机整体带宽，snrmin则为小信噪比。一般来说，射频功率放大器电路存在高功率模式(非负增益)，率模式(非负增益)和低功率模式(负增益)这三种模式。由于射频收发器的线性功率输出范围为-35dbm～0dbm，因此，若超出这一范围，信号将产生非线性。当射频功率放大器电路工作在高功率模式时，需要射频功率放大器电路的饱和功率为，此时信号将产生非线性，其功率需要小于，此时射频功率放大器电路的线性增益为30db，因此，其线性输出功率范围为：-5dbm～。当射频功率放大器电路工作在率模式时，需要射频功率放大器电路的饱和功率为20dbm，此时信号将产生非线性，其功率需要小于10dbm才能实现线性输出，此时射频功率放大器电路的线性增益为15db，因此，其线性输出功率范围为：-20dbm～10dbm。当射频功率放大器电路工作在低功率模式(负增益)时，需要射频功率放大器电路的饱和功率为5dbm。四川低频射频功率放大器设计

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