用ADS进行功率放大器仿真设计

主要介绍了工作频率为2.4GHz的A类功放的设计方法和仿真过程,采用负载迁移法使用ADS仿真软件,获得射频功率放大器电路的输入输出最佳匹配阻抗,并对设计电路进行了稳定性分析、线性度分析、电源效率分析及对整个电路进行了优化。仿真设计出一个工作频率2.4GHz、增益9.5dB,1dB压缩点功率34dBm、2次谐波小于-50.8dBc的射频功率放大器。     

0.18 μm CMOS高效高增益功率放大器设计

在自偏置A类共源共栅射频功率放大电路拓扑基础上,基于SMIC 0.18 μm CMOS工艺设计了两级自偏置A类射频功率放大器电路.该射频功率放大器电路采用两级共源共栅结构,在共栅MOS管上采用自偏置.采用Cadence公司的SpectreRF工具对电路进行仿真与优化.设计与优化结果表明,在2.4GHz频率下,输出功率为20.3dBm,功率附加效率为49％,功率增益达到32dB.     

WCDMA线性功率放大器设计

针对WCDMA信号具有高峰均功率比的特点,应用微波CAD软件对所设计的电路进行了仿真和优化,输出匹配电路采用微带加并联电容的混合结构实现共轭匹配。设计了一个高线性功率放大器,制作了功率放大器模块,并对该功率放大器模块进行了基本参数测试。测试结果为当输出功率达到40 dBm、峰均比为10.57 dB时,邻道抑制为50.64 dB (@5 MHz)、66.29 dB (@10 MHz),EVM=1.85%,输出效率为12%,满足国际标准3GPP的要求。     

高二次谐波抑制度UHF波段功率放大器

设计了一款470~510 MHz波段的功率放大器电路,给出了功率放大器的设计方法和过程,使用负反馈技术提高电路的稳定性并改善了电路部分性能,采用集总元件及微带传输线混合方式实现了电路匹配。使用ADS对电路进行了仿真,对电路加工后进行测试,测试结果表明增益大于11.2 dB,二次谐波抑制能力优于-24 dB,P1dB输出功率大于11 dBm,测试结果与仿真结果接近。     

X波段GaN高效率连续B类功率放大器芯片设计

为有效地提升功率放大器的工作带宽和效率,基于0.25μm GaN HEMT工艺,利用末级管芯输入、输出二次谐波调谐技术,设计了一款X波段GaN高效率连续B类功率放大器微波单片集成电路.末级管芯输出二次谐波调谐技术将晶体管的输出电容并入LC并联调谐电路中,简化了电路结构,并且优化并联LC调谐电路,将宽工作频带内各频点二次谐波负载阻抗与基波负载阻抗实现逐点对应,有效匹配支持宽高效率带宽的连续B类工作模式,并进一步结合二次谐波源阻抗牵引技术,采用输入二次谐波调谐技术,在末级晶体管输入端插入串联LC调谐电路.通过优化串联LC调谐电路,将工作频带内的二次谐波源阻抗点均移入各频点的高效率区域,实现功率放大器宽工作频带内输出效率的整体提升.实测结果表明,该功率放大器芯片在8.0～10.5 GHz工作频带内,饱和输出功率增益为40.8～42.2 dBm,饱和输出效率可达51%～59%,功率增益为19.8～21.2 dB,小信号增益为23.6～25.6 dB,输入回波损耗小于-10 dB.芯片尺寸面积为3.2 mm×2.4 mm.本研究提出的电路结构为提高功率放大器芯片的输出效率和带宽提供了一种可行的思路.     

动态偏置射频功率放大器研究

分析了功率放大器输入输出响应特性与栅极偏置电路时间常数的关系,以及信号通过功率放大器后的矢量幅度误差(EVM)和邻信道功率抑制比(ACPR)。并基于MW4IC2230设计了工作于2 GHz频段,输出33 dBm的TD-SCDMA三载波射频功率放大器,以验证该关系。当动态偏置电路时间常数为1 ms时,功率放大器输出EVM为2.5%,ACPR为?43 dB。根据TD-SCDMA物理信道特点,提出对偏置电路的控制可以比传输信号起始时刻提前,当该提前量为1.5 μs、动态偏置电路时间常数为1 ms时,功率放大器输出EVM为1.8%,ACPR为?45 dB,满足TD-SCDMA系统标准要求。     

基于Volterra级数的功率放大器偏置电路优化设计

以Volterra级数为理论基础,根据AB类功率放大器的特点,采用混合Π型等效电路对共射放大电路进行建模.对功放中的非线性元件进行具体描述与分析,从而获得放大器电路的系统行为模型.提出一种基于Volterra级数和基尔霍夫电流定律(KCL)的优化设计方法,快速找出最佳偏置参数.设计一个工作频率在850 MHz的射频放大器,并计算出工作在兼顾放大器效率和线性的最佳输入偏置大小为6Ω,此时输出的P1dB为23.4dBm(1 mW为基准功率).Multisim电路仿真证明了理论分析结果.     

基于预设定频率分布的Colpitts混沌电路设计

为了找出Colpitts混沌电路的设计综合准则,给出基于预设定频率分布的电路主要元件参数表达式.通过引入了电路的数学模型,导出电路的归一化状态方程,在电路仿真的基础上,得到电路的频率分布特征.根据三个预设定的频率分布,计算出电路主要元件参数,使用专业的射频微波仿真软件高级设计系统(ADS)对电路进行仿真.仿真结果表明,在上限频率为100MHz～1GHz的预设定频率分布的情况下,电路输出混沌信号的频谱与预设定频率分布均吻合较好.对混沌Colpitts电路和蔡氏电路的设计准则差异的研究表明,Colpitts电路更适合于高频宽带混沌发生器的应用.     

基于实频技术的1.3～2.4GHz宽带功率放大器的研究

功率放大器作为射频微波发射机系统中的关键部件,一直成为学术界以及产业界的重点研究对象。主要对功放的性能提升技术进行相应的研究,使用实频技术研究功放的匹配技术,首先理论分析实频技术,然后通过ADS进行仿真验证,仿真结果表明,使用CGH40010FGaN HEMT功放管进行输入输出匹配网络,在1.3～2.4GHz频率范围内功放的漏极附加效率不小于58%,输出饱和功率≥40dBm,功放增益 6.5dB,显著地提升功放效率以及功放的输出功率。     

C波段GaN HEMT功率放大器设计

该文介绍了一款应用于38 GHz的大功率超宽带功率放大器。电路设计中采用了键合线连接裸片与微带电路,并对该部分单独进行电磁场仿真。采用渐变微带线的方法实现了宽带匹配,通过HFSS与ADS的联合仿真优化设计,完成了大功率宽频带的功率放大器设计和仿真过程,仿真结果表明在频率38 GHz范围内增益（8．5＆#177;1） dB,1 dB压缩点输出功率为48 dBm最大饱和功率为49．5 dBm。     

W-band 3.4 W/mm GaN power amplifier MMIC

A high power density monolithic microwave integrated circuit (MMIC) power amplifier is presented for W band application. The chip is fabricated using the 100 nm GaN high electron mobility transistor (HEMT) technology on a 50 μm SiC substrate. The amplifier is designed for a high gain and high output power with three stage topology and low-loss impedance matching networks designed with high and low characteristic impedance micro-strips and metal-insulator-metal (MIM) capacitors. And quarter-wave micro-strips are employed for the DC bias networks, while the power amplifier is also fully integrated with bias networks on the wafer.Measurement results show that, at the drain bias of 15 V, the amplifier MMIC achieves a typical small signal gain of 20 dB within the frequency range of 88~98 GHz. Moreover, the saturated output power is more than 250 mW at the continuous-wave mode. At 98 GHz, a peak output power of 405 mW has been achieved with an associated power gain of 13 dB and a power-added-efficiency of 14.4%. Thus, this GaN MMIC delivers a corresponding peak power density of 3.4 W/mm at the W band.     

一种使用 MESFET 管芯的功率放大器的设计

笔者使用MESFET管芯,利用ADS软件对其进行了仿真优化,用小信号S参数法进行设计,并研制出一种线性功率放大器,该放大器采用Excelics公司low distortion Power FET EFC480C作为管芯,尺寸为15mm×20mm,在2.7GHz~3.1GHz频带内增益≥11d B,输出功率P(sat)≥30d Bm,功率起伏≤1d B;输入输出驻波比≤2,达到了较好的性能。不仅比管壳封装器件体积小,而且可以消除封装参数的有害影响。     

2.4GHz线性功率放大器的分析与设计

该文介绍了基于SMIC 0.18μm CMOS工艺工作于2.4GHz功率放大器的设计方法,并给出了仿真结果.电路采用两级放大的结构,驱动级采用自偏置Cascode结构,为了保证驱动级有足够的线性度,偏置电压采用了自适应结构,使偏置电压随着输入功率的不同而变化,保证了放大器的线性度并提高了功率附加效率,功率级采用共源结构...     

用SG3525作调制器的D类音频功放

介绍采用一块专用的脉宽调制芯片,用一种新的方法对音频信号进行处理,并配以合适的功率输出、解调电路,减小失真、提高带宽,使其成为一个性价比较高的功率放大器。     

基于PSpice的功率放大电路输出功率和效率的分析

为了分析OCL功率放大电路的输出功率和效率,借助电子电路辅助设计,分析软件PSpice,采用直流扫描分析和瞬态分析两种方法,对功率放大电路的最大输出电压、最大输出功率和电源提供的功率进行仿真实验及数据分析。由仿真输出波形可以看到仿真结果与理论分析基本一致,并以此为依据计算效率,从而加深对功率放大电路理论的理解。     

X 波段单级氮化镓固态放大器

利用自主研制的SiC 衬底的栅宽为2.5mm的AlGaN/GaN HEMT器件,设计完成了单级X波段氮化镓固态放大器模块．模块由AlGaN/GaN HEMT器件、偏置电路和微带匹配电路构成．采用金属腔体和测试夹具,保证在连续波下具有良好的接地和散热性能．利用双偏置电路馈电,并且采用独特的电容电阻网络和栅极串联电阻消除了低频和射频振荡．利用微带短截线完成了器件的输入输出匹配．在 8GHz频率及连续波情况下(直流偏置电压为 V_ds= 27V, V_gs= -4.0V),放大器线性增益为 5.6dB,最大效率为30.5％,输出功率最大可达 40.25dBm (10.5W),此时增益压缩为 2dB．在带宽为 500MHz内,输出功率变化为 1dB．     

1414．5 GHz Doherty 功率放大器研究

该文设计了一款应用于卫星通信基站的Ku波段高效率功率放大器。设计电路中的有源器件为Triquint 0．25μm GaN HEMT功率管,首先对该功率晶体管等效电路模型进行参数提取,用HFSS软件对无源元件进行电磁场仿真,用Agilent ADS软件对电路有源和无源进行了联合仿真。电路拓扑结构为Doherty结构,其中主放大器和辅助放大器分别设计,再通过Wilkinson功分器两路合成。仿真结果显示,在1414．5 GHz频率下,设计的功率放大器输出功率大于12 W,功率增益大于8 dB,功率附加效率高于45％。