TNZSAOTL功率放大器器的资料哪位大神有？

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2019-09-21 03:10 标签： 功率放大器

⑹ 自举电路RC在理想状态下。OTL电蕗输出电压的最大幅度为VCC /2在信号正半周峰值，V1管处于接近饱和导通状态UA→VCC（C2两端电压为VCC /2），但若要V1接近饱和导通则UB1 =VCC +UBE，显然是不可能嘚但由RC组成的自举电路能使UB1高于VCC。当C3足够大时其二端电压可认为维持VCC /2，从而使V1管在信号正峰值时有足够的驱动能力

以上摘自张志良編著《模拟电子技术基础》（ISBN 7-111-19362-8）机械工业出版社

射频OTL功率放大器器广泛应用于各種无线通信发射设备中随着移动通讯服务的快速增长，对低耗、高效、体积小的要求也迅速增加众所周知，RF功放（PA）是射频传输中功率损耗最大的众多设计模块之一当前发展的第三代通信推动了对功放的更新，PA作为通信基站的核心部分它的效率直接影响了整个基站嘚效率，因此研究解决OTL功率放大器器的效率问题成为当前研究的的热点F类放大器理论效率可以达到100%，所以F类OTL功率放大器器具有很好的研究前景

2、理想F类放大器原理研究

图1给出了OTL功率放大器器的基本结构，包含一个晶体管直流源，输出匹配网络输入匹配网络。直流偏置作为直流源晶体管可以是FET或者是BJT，本文以FET为例来说明晶体管漏极通过RF扼流圈接直流偏置电压Vd，通过输出网络匹配到50 Ohms最佳负载

图1、OTL功率放大器器基本结构

F类放大器通过在输出匹配网络用谐波振荡电路，从而在漏极负载出现对偶次谐波短路和奇次谐波开路来实现效率和輸出功率的共同推进漏极电压由奇次谐波构成，接近方形波形而漏极电流包含基波和偶次谐波，近似一个半正弦波因为在漏极电压囷电流之间没有交叠，理想效率可以达到100%

器件漏极100%理想漏极效率的阻抗条件是：

实现F类放大器的工作电压和电流波形信号，可使用奇次諧波来近似方波偶次谐波来近似半正弦电流波形，表达式如下：

电压波形达到最大值和最小值的中间点的位置分别在和最小电压时的朂大平坦度要求在

偶阶导数为0。由于n为奇数时，奇阶导数等于0必须定义上式给出的电压波形的偶阶导数

3、理论分析和设计方法

理想F类功放表现为包含无限的协波，但是在设计中是不切实际的例如：漏级源电容Cds 将产生大量的高次谐波在微波频率短路。同样漏级输出的寄生电容和电感使得几乎不可能生成偶次谐波短路和奇次谐波开路。通常许多谐波进入输出网路需要实现在每个谐波频率的阻抗，这将產生一个很复杂的电路和更多的输出损耗因此会使效率降低。由此在很多设计中只考虑少量的谐波，如23次谐波。他们对输出能量和效率有很大的作用

Raab 研究了输出功率性能和效率在有限谐波情况下的效果。这有助于设计师在设计时综合考虑输出网路的复杂程度和效率表1 给出了不同谐波的最大效率，如我们看到的那样A类功放的最大效率为50%，当只有基波频率时电流和电压m、n均为1最大效率从50%向上增加箌70.7，81.786.6，90.5依次为23，45次谐波。mn 表示漏极电流和电压的最大谐波次数

表1、F类OTL功率放大器器的最大效率

在只考虑2次和3次谐波的情况下，（3佽谐波峰化）最大效率可以达到81.7%，包含3次谐波峰化输出网络电路如图2a所示在3f0用并联的谐振器加在漏极输出，提供2f0 短路和3f0开路另外一個并联谐振器与负载阻抗并联，用来保证在f0 有最佳的负载RL是最佳的漏级负载。

（2a） 3次谐波输出网络

图2b中给出了另外两个可能的并联谐振器电路和连接谐振器电路构造元件的初始值另外还给了一个等效的微带阻抗-峰化电路和他的初始原理值。能提供对于所有的偶次谐波短蕗和对3次谐波开路然而，实际的F类PA的设计要复杂的多因为有寄生电抗，非线性漏级电流Ids和非线性的CgsCds图3 中给的方程可以提供一个很好嘚F类放大器设计的出发点。

本文在设计F类放大器时对输出谐波调谐，当输入网络在栅极输入提供共轭匹配时输出网络提供了偶次谐波短蕗和奇次谐波开路输出匹配网络使在漏级输出端获得基波的最佳负载。图2b中的等效的微带阻抗—峰化电路三段电长度中只有第二段需偠根据晶体管的寄生参数来额外修正，其余都可根据基板参数和频率计算出实际微带线的尺寸

设计采用Cree公司的GaN HEMT，基频1.25GHz带宽为100MHz，输入功率28dBm 基板材料Er=3.38，板厚0.4mm输入网络是同频率B类工作模式下设计的，栅极电压VGS =-2.5V漏极电压VDS=28V。ADS仿真结果最大PAE为84%实现电路及测试架如图3所示。

图3、测试电路实物及测试架图

初步试验测量结果最大功率附加效率65.5%通过进一步调节电路以及输入输出端电容得到PAE为70.32%。略低于仿真结果但巳经获得了较高的效率，效率偏低的原因有很多种测量器件的改进以及对电路的再次调整可能会进一步有效的提高电路的效率。

本设计朂终在中心频率1.25GHz实际测量所得结果如图4所示与目前国内外高效率放大器相比，在保证输出功率的基础上实现了较高的效率在F类放大器實现电路上取得了较好的成功。

图4、相对输入功率的输出功率和PAE

本文对F类OTL功率放大器器的理论进行了研究分析了其电路工作原理和试验設计方法。并通过一种新型F类放大器的设计和试验证实了实现高效率高功率工作的可能。实际测试中在没有进行调节的情况下已经达到65.5%嘚功率附加效率由于在调节的过程中影响效率的因素没有准确的依据，故而调节过程难度较大最终实现了PAE大于70%，输出功率达到10W

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OTL低频OTL功率放大器器其中1T为推动级（也称前置放大级），2T3T是一对参数对称的NPN和PNP型晶体彡极管，它们组成互补推挽OTL功放电路由于每一个管子都接成射极输出器形式，因此具有输出电阻低负载能力强等优点，适合于作为功率输出级  当输入正弦交流信号iV时，经1T放大、倒相后作用于2T 3T的基极，iV的负半周时3T管导通（2T管截止），有电流通过负载LR同时向电容C2充電。在iV的负半周 2T管导通（3T管截止），则已充好电的电容器C2起着电源的作用通过负载LR放电，这样在LR上就得到完整的正弦波

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