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        設計兼顧高線性和高效率的RF放大器

        作者: 時間:2008-06-18 來源:網絡 收藏

        本文引用地址:http://www.antipu.com.cn/article/261390.htm

          Doherty放大器的完善性使它適合用于手機應用的基站側。在手機側,對空間和成本的要求要嚴格得多。在此情況下,必要時可使用RF開關切換增益模塊,從而大大降低功耗。例如,Avago的CoolPAM(功率放大器模塊)RF部件給手機設計師提供了一個選擇,使他們可以在寬輸出功率范圍內保持高效率(圖8)??梢圆捎么酥苯亓水數募夹g,而不是用直/直變換器向輸出級供電。采用變換器可使RF輸出級始終在接近飽和點處工作,因此可以改善效率。但是,直/直變換器會占用較大空間,并且自身也有效率極限。Avago公司聲稱,通過使用CoolPAM技術,可將通話時間延長1個小時以上,這對于手機設計師是一項很具吸引力的選擇。


        圖8,低成本手機適合使用直接的方法提高效率。Avago生產的放大器模塊可在輸出功率大于16dBm的高功率模式(a)和輸出功率小于16dBm的低功率模式(b)間切換。由于效率改善,通話時間可延長1小時。

          建模

          人們對RF功率放大器中線性和效率的追求也對RF系統開發(fā)使用的EDA工具產生了影響。 由于這些RF系統本質上的非線性,所以也具有與其他非線性系統相同的所有數學問題。 Spice和其他電路仿真技術可能在這里并不適用,而且可能會很耗時,因為RF設計通常需要穩(wěn)態(tài)工作。而要達到此狀態(tài),可能需要經過數十億個信號波。RF設計師一般采取黑箱建模方法(例如采用S(散射)參數)來設計系統。但是,S參數并沒有考慮非線性因素,且缺乏放大器偏移模型。為了解決此問題,曾經推廣了S參數設計方法的Agilent公司最近引入了X參數,即多諧波失真模型方法(參考文獻2)。在X參數中綜合了線性系統響應和非線性因素的響應。Agilent已提供了幾篇文章來詳細說明該技術,以后肯定會將X參數仿真加入到Agilent的RF設計工具,也肯定會開發(fā)可表征X參數的Agilent的測試設備。

          由于新的手機調制方案的設計要求,RF功率放大器的設計越來越困難。長期以來,RF領域都憑感覺設計和依賴于工程師的經驗。而由于這些新設計中對線性和效率的要求,人們?yōu)榱嗽O計可正常工作的放大器,需要有更多的專業(yè)技能。設計工作也開始跨越不同的領域。 RF、模擬和數字系統設計師都對信號鏈性能有影響。由于有經驗的設計師現在可從EDA和測試設備制造商那里可獲得先進工具和儀表,可以預期未來性能會有更驚人的提高,而成本則會顯著降低。

          參考文獻

          1. Vani Viswanathan, Efficiency Enhancement of Base Station Power Amplifiers Using Doherty Technique, Virginia Polytechnic Institute and State University.

          2. Verspecht, Jan, and David E Root, Polyharmonic Distortion Modeling, IEEE Microwave Magazine, Volume 7, Issue 3, June 2006, pg 44.


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