功率放大器記憶效應總結

2021-12-23 05:31:35 字數 2213 閱讀 5290

降低記憶效應的基本想法是:通過附加電路濾除由包絡和二次諧波控制的三階交調分量。最簡便的方法是在四分之一波長傳輸線後面的偏置線上,新增輔助電路使包絡訊號和二次諧波短路,但由於傳輸線的離散作用,使得這種方法難以實現寬頻短路。

因此,短路電路網路應當直接加在緊靠柵極和漏極的地方,而不必經過四分之一波長傳輸線才短路。短路網路可使用lc串聯電路實現。

採用附加電路法減弱功放記憶效應分析

使用附加電路濾除由包絡和二次諧波控制的三階交調分量,對減小功率放大器的記憶效應是有效的,現分析如下:

假設訊號的中心頻率為f_、頻寬為f_-f_,並帶有二次諧波和包絡分量。它的頻譜如圖1所示。

訊號的中心頻率可表示為

f_=\frac+f_}≈\sqrtf_}(1)

電晶體的一種理想輸出埠匹配電路拓撲如圖2。

輸入埠的匹配電路拓撲同樣採用上面的結構。圖中包括濾除二次諧波和包絡的lc諧振迴路和基波的最優匹配電路。為了使濾除二次諧波的lc諧振迴路對二次諧波2f_和2f_具有相同的阻抗,則l2與c2組成的諧振迴路須在頻率2\sqrtω_}處振盪,即

l_c_=1/(4ω_ω_)≈1/(2ω_)^(2)

假設濾除包絡的lc諧振迴路和基波匹配電路的阻抗在二次諧波頻率處非常大,則輸出負載阻抗z_,_(2f_)和z_,_(2f_)是共軛的,它們的模為∣z_(2f_)∣=∣z_(2f_)∣=4πl_(f_-f_)(3)

顯然,z_(2f_)和z_(2f_)與電感l2和訊號頻寬有關。

為了將包絡訊號短路,須使用乙個大電容cg。同樣地,假設濾除二次諧波的lc迴路和基波匹配電路在訊號頻寬頻率處的阻抗非常大,則z_(f_-f_)的模可表示為

∣z_(f_-f_)∣=2πl_(f_-f_)(4)

若電感l2與le的值相同,那麼阻抗z_(f_-f_)將是z_(2f_)的二分之一。最後,需要匹配的優化基波阻抗為

jx_(ω)=[jωl_+1/(jωc_)]//jωl_//jωc_(5)

其中ω_≤ω≤ω_,如果濾除二次諧波和包絡的lc諧振迴路在基波頻率處的阻抗非常小,則在實際中難以將這個優化基波阻抗匹配到實際的負載阻抗,故匹配的難度將限制l2、le和c2的取值。根據要求,可以得到濾除二次諧波和包絡的lc諧振迴路的最小阻抗值。因此,在設計短路網路的時候,應注意使濾除二次諧波和包絡的lc諧振迴路在基波頻率處的阻抗要大於這個最小值。

某軍用集群系統基站降低功放記憶效應的實現

軍用集群系統所用的頻率範圍一般為400~420mhz,其基站的功率放大器通常使用封裝後的電晶體,故實際中不得不考慮封裝引腳的電感效應。當和外部匹配電路配合使用時,封裝引腳的寄生電感具有改善電晶體的穩定性、增加有用頻寬的優點。以mrf5p21180hr6ldmosfet為例,這種電晶體由兩個90w的功率單元構成,能達到180w的功率峰值。

封裝後單個功率單元的等效電路如圖3所示。

在包絡這種低頻下,小電容的阻抗非常大,併聯結構中可忽略不計。則針對包絡分量的阻抗和頻率ω、lg1、lg2和ld2有關係,並可求出阻抗z_(f_-f_)和z_(f_-f_)的表示式:

∣z_(f_-f_)∣=2π(l_+l_+l_)(f_-f_)(6)

∣z_(f_-f_)∣=2π(l_+l_)(f_-f_)(7)

另一方面,對於二次諧波分量,柵極和漏極外相應的阻抗z'_(ω=2ω_≈2ω_)和z'_(ω=2ω_≈2ω_)的表示式為,

z'_(ω=2ω_≈2ω_)=-﹛1/jωc_/2)//[jωl_+(jωl_//1/jωc_)]﹜(8)

z'_(ω=2ω_≈2ω_)=?[1/(jωc_/2)//jωl_(9)

等式(8)、(9)很容易用包含串聯lc諧振迴路的匹配電路實現,這是因為二次諧波分量的相對頻寬要比包絡分量的相對帶寬窄得多,故濾除包絡分量比濾除二次諧波分量的難度更大。因此,包絡分量對記憶效應的作用要比二次諧波分量更大。在實際應用中,由於包絡分量對功率放大器的記憶效應起主要作用,故一般只對濾除包絡分量的輔助電路進行優化,高頻下可用某些寄生引數較強的大電容(如鉭電容)來代替濾除包絡分量的串聯lece諧振迴路。

功率放大器非線性特性產生的失真分量不恆定,例如三階或五階交調的幅度、相位會隨輸入訊號幅度和頻寬的變化而改變。這種失真分量依賴於輸入訊號幅度、頻寬的現象通常稱之為功率放大器的記憶效應

功率放大器的記憶效應是個很讓設計工程師討厭的東西;但是很難避免的,只能是通過設計來改善;因為功率放大器的記憶效應的表現特徵就是imd隨著雙音訊號間隔增大,而imd會惡化,或隨著頻率頻寬增大,也出現不穩定現象;還有就是**頻寬很難做寬;

解決方法:微帶電路匹配時,要選擇至少3階阻抗變換;漏極1/4波長饋電部分要選擇對稱設計,可以改善功率放大器的記憶效應的影響。

實踐報告寬頻功率放大器

實踐報告 課程名稱 電子電路設計與實踐 一 題目 寬頻功率放大器 院系班級 學生姓名 學號完成日期 2009 年 10 月 15 日 一 電路可實現的功能 該電路由二級直接耦合放大電路和兩個射級跟隨電路組成,可以將20hz 2000khz的輸入訊號放大100倍,並且無明顯失真,輸入阻抗大於500k,...

電工實習報告 功率放大器

實習目的 1.鞏固課程所學知識 2.鍛鍊動手操作能力 3.鍛鍊團隊合作能力 4.掌握電路設計的基本過程和方法 5.學習電工技術的基本知識和操作要領 6.學會常用儀表的使用方法 7.學會檢測 測量各種常用的電工電子器材 實習器材 銅板一塊,4.7k電位器乙個,va741運放乙個,2n3055型三極體2...

音訊功率放大器設計詳解

一 設計任務 設計乙個實用的音訊功率放大器。在輸入正弦波幅度 5mv,負載電阻等於8 的 條件下,音訊功率放大器滿足如下要求 1 最大輸出不失真功率pom 8w。2 功率放大器的頻頻寬度bw 50hz 15khz。3 在最大輸出功率下非線性失真係數 3 4 輸入阻抗ri 100k 5 具有音調控制功...