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射频功率放大器实时检测的实现

射频功率放大器实时检测的实现
射频功率放大器实时检测的实现

射频功率放大器实时检测的实现

广播电视发射机是一个综合的电子系统,它不仅包括无线发射视音频通道,而且还包括通道的检测和自动控制电路,因此在设计时,它除了必须保证无线通道的技术指标处于正常范围外,还必须设计先进的取样检测和保护报警等电路,以确保发射机工作正常,从而实现发射机在线自动监测和控制。近年来,随着大功率全固态电视发射机多路功率合成技术的发展,越来越多的厂家采用模块化结构设计,因此单个功率放大器模块是整个发射机的基本测单元,本文就着重讨论单个模块的检测和控制电路,从而实现发射机在线状态自动监测。

一、工作原理

在功放模块中,主要检测和控制参数为电源电压,各放大管的工作电流,输出功率,反射功率,过温度和过激励保护等,图1为实现上述检测控制功能的方框图,它由取样放大电路,V/F变换,隔离电路,F/V变换,A/D转换,AT89C51,显示电路和输出保护电路等组成。

1、隔离电路

在功放模块中,由于大功率器件的应用,往往单个模块的输出功率都比较大,因而对小信号存在较大的高频干扰,如处理不好,就会影响后级模数转换电路工作,从而导致检测数据不准确,显示数据跳动的现象,甚至出现误动作。这里采用光电耦合器进行隔离,由于光电耦合器具有体积小、使用寿命长、工作温度范围宽、抗干扰性能强、无触点且输入与输出在电气上完全隔离等特点,从而将模拟电路和数字电路完全隔离,保障系统在高电压、大功率辐射环境下安全可靠地工作。

2、LM331频率电压转换器

V/F变换和F/V变换采用集成块LM331,LM331是美国NS公司生产的性能价格比较高的集成芯片,可用作精密频率电压转换器用。LM331采用了新的温度补偿能隙基准电路,在整个工作温度范围内和低到4.0V电源电压下都有极高的精度。同时它动态范围宽,可达100dB;线性度好,最大非线性失真小于0.01%,工作频率低到0.1Hz时尚有较好的线性;变换精度高,数字分辨率可达12位;外接电路简单,只需接入几个外部元件就可方便构成V/F或F/V等变换电路,并且容易保证转换精度。

图2是由LM331组成的电压频率变换电路,LM331内部由输入比较器、定时比较器、R-S触发器、输出驱动、复零晶体管、能隙基准电路和电流开关等部分组成。输出驱动管采用集电极开路形式,因而可以通过选择逻辑电流和外接电阻,灵活改变输出脉冲的逻辑电平,以适配TTL、DTL和CMOS等不同的逻辑电路。

当输入端Vi+输入一正电压时,输入比较器输出高电平,使R-S触发器置位,输出高电平,输出驱动管导通,输出端f0为逻辑低电平,同时电源Vcc也通过电阻R2对电容C2充电。当电容C2两端充电电压大于Vcc的2/3时,定时比较器输出一高电平,使R-S触发器复位,输出低电平,输出驱动管截止,输出端f0为逻辑高电平,同时,复零晶体管导通,电容C2通过复零晶体管迅速放电;电子开关使电容C3对电阻R3放电。当电容C3放电电压等于输入电压Vi时,输入比较器再次输出高电平,使R-S触发器置位,如此反复循环,构成自激振荡。输出脉冲频率f0与输入电压Vi成正比,从而实现了电压-频率变换。其输入电压和输出频率的关系为:fo=(Vin×R4)/(2.09×R3×R2×C2) 由式知电阻R2、R3、R4、和C2直接影响转换结果f0,因此对元件的精度要有一定的要求,可根据转换精度适当选择。电阻R1和电容C1组成低通滤波器,可减少输入电压中的干扰脉冲,有利于提高转换精度。

同样,由LM331也可构成频率-电压转换电路。

3、数据处理电路

数据处理电路包括A/D数模转换ADC0809、AT89C51单片机和显示电路等组成。ADC0809是采用CMOS工艺制成的八位八通道单片A/D逐次逼近型转换器,逐次逼近型转换器包括1个比较器,1个数模转换控制器,1个逐次逼近寄存器(SAR)和1个逻辑控制单元,转换中的逐次逼近是按对分原理由控制逻辑单元完成的,它原理简单,便于实现,不存在延迟问题。AT89C 51是一个高性能的8位单片机,片内带有4k字节的FLASH可编程可擦除只读存储器,其指令系统与MCS-51完全兼容,因而可方便地应用各种控制领域。在设计中,P0口作为数据口,P1口作为开关量输入输出控制,P2作为显示模块和ADC0809的地址控制线,INT0端为键盘中断输入端,由此组成一个简单的单片机测量系统。

经过LM331 F/V变换后的电压信号,送入ADC0809进行数模转换,AT89C51单片机实时读取数模转换后的数据,通过内部软件的计算后,把结果送到显示屏显示,显示内容主要为各功放管的电流,电源电压,输出功率和反射功率等。输入的开关量检测信号经光电隔离后直接送入AT89C51的P1口。显示电路采用16×2字符点阵液晶显示模块,该显示模块具有内置192种字符(5×7点字型),指示功能强,可组成各种输入,显示和移位方式等功能,且与MCS-51系列单片机接口简单,软件编程简单等特点。

二、软件设计

软件基本结构框图3。主程序主要是循环采集模拟量和开关量信号,并根据信号类型进行计算,所得值送到液晶屏显示,同时根据控制要求,输出控制信号,以实现对功放模块的控制、报警和保护功能。

键盘中断子程序主要用于查看显示内容,设置一些如报警参数和RS232通信波特率等。RS232通信目的是把单个功放模块的数据传送给整机的控制单元,由整机总控制模块进行处理和显示,以实现远程控制和服务器连接。

三、结论

本文介绍的功放模块检测控制单元,由于存在于高功率和强磁场辐射的应用场合,因此关键在于解决信号在采集和传输过程的高频干扰和输入输出电路的隔离措施,同时对软件的数字波也要求较高。

射频功率放大器

实验四:射频功率放大器 【实验目的】 通过功率放大器实验,让学生了解功率放大器的基本结构,工作原理及其设计步骤,掌握功率放大器增益、输出功率、频率范围、线性度、效率和输入/输出端口驻波比等主要性能指标的测试方法,以此加深对以上各项性能指标的理解。 【实验环境】 1.实验分组:每组2~4人 2.实验设备:直流电源一台,频谱仪一台,矢量网络分析仪一台,功率计一只,10dB衰减器一个,万用表一只,功率放大器实验电路 板一套 【实验原理】 一、功率放大器简介 功率放大器总体可分成A、B、C、D、E、F六类。而这六个小类又可以归入不同的大类,这种大类的分类原则,大致有两种:一种是按照晶体管的导通情况分,另一种按晶体管的等效电路分。按照信号一周期内晶体管的导通情况,即按导通角大小,功率放大器可分A、B、C三类。在信号的一周期内管子均导通,导θ(在信号周期一周内,导通角度的一半定义为导通角θ),称为A 通角? =180 θ。导通时间小于一半周期的类。一周期内只有一半导通的成为B类,即? =90 θ。如果按照晶体管的等效电路分,则A、B、C属于一大称为C类,此时? <90 类,它们的特点是:输入均为正弦波,晶体管都等效为一个受控电流源。而D、E、F属于另一类功放,它们的导通角都近似等于? 90,均属于高功率的非线性放大器。 二、功率放大器的技术要求 功率放大器用于通信发射机的最前端,常与天线或双工器相接。它的技术要求为: 1. 效率越高越好 2. 线性度越高越好 3. 足够高的增益

4. 足够高的输出功率 5. 足够大的动态范围 6. 良好的匹配(与前接天线或开关器) 三、功率放大器的主要性能指标 1.工作频率 2.输出功率 3.效率 4.杂散输出与噪声 5.线性度 6.隔离度 四、功率放大器的设计步骤 1.依据应用要求(功率、频率、带宽、增益、功耗等),选择合适的晶体管 2.确定功率放大器的电路和类型 3.确定放大器的直流工作点和设计偏置电路 4.确定最大功率输出阻抗 5.将最大输出阻抗匹配到负载阻抗(输出匹配网络) 6.确定放大器输入阻抗 7.将放大器输入阻抗匹配到实际的源阻抗(输入匹配网络) 8.仿真功率放大器的性能和优化 9.电路制作与性能测试 10.性能测量与标定 五、本实验所用功率放大器的简要设计过程 1. PA 2. 晶体管的选择 本实验所选用的晶体管为安捷伦公司的ATF54143_PHEMT,这种晶体管适合用来设计功率放大器。单管在~处能达到的最大资用增益大于18dB,而1dB压缩点高于21dB。

射频功率放大器实时检测的实现

射频功率放大器实时检测的实现 广播电视发射机是一个综合的电子系统,它不仅包括无线发射视音频通道,而且还包括通道的检测和自动控制电路,因此在设计时,它除了必须保证无线通道的技术指标处于正常范围外,还必须设计先进的取样检测和保护报警等电路,以确保发射机工作正常,从而实现发射机在线自动监测和控制。近年来,随着大功率全固态电视发射机多路功率合成技术的发展,越来越多的厂家采用模块化结构设计,因此单个功率放大器模块是整个发射机的基本测单元,本文就着重讨论单个模块的检测和控制电路,从而实现发射机在线状态自动监测。 一、工作原理 在功放模块中,主要检测和控制参数为电源电压,各放大管的工作电流,输出功率,反射功率,过温度和过激励保护等,图1为实现上述检测控制功能的方框图,它由取样放大电路,V/F变换,隔离电路,F/V变换,A/D转换,AT89C51,显示电路和输出保护电路等组成。 1、隔离电路 在功放模块中,由于大功率器件的应用,往往单个模块的输出功率都比较大,因而对小信号存在较大的高频干扰,如处理不好,就会影响后级模数转换电路工作,从而导致检测数据不准确,显示数据跳动的现象,甚至出现误动作。这里采用光电耦合器进行隔离,由于光电耦合器具有体积小、使用寿命长、工作温度范围宽、抗干扰性能强、无触点且输入与输出在电气上完全隔离等特点,从而将模拟电路和数字电路完全隔离,保障系统在高电压、大功率辐射环境下安全可靠地工作。 2、LM331频率电压转换器

V/F变换和F/V变换采用集成块LM331,LM331是美国NS公司生产的性能价格比较高的集成芯片,可用作精密频率电压转换器用。LM331采用了新的温度补偿能隙基准电路,在整个工作温度范围内和低到4.0V电源电压下都有极高的精度。同时它动态范围宽,可达100dB;线性度好,最大非线性失真小于0.01%,工作频率低到0.1Hz时尚有较好的线性;变换精度高,数字分辨率可达12位;外接电路简单,只需接入几个外部元件就可方便构成V/F或F/V等变换电路,并且容易保证转换精度。 图2是由LM331组成的电压频率变换电路,LM331内部由输入比较器、定时比较器、R-S触发器、输出驱动、复零晶体管、能隙基准电路和电流开关等部分组成。输出驱动管采用集电极开路形式,因而可以通过选择逻辑电流和外接电阻,灵活改变输出脉冲的逻辑电平,以适配TTL、DTL和CMOS等不同的逻辑电路。 当输入端Vi+输入一正电压时,输入比较器输出高电平,使R-S触发器置位,输出高电平,输出驱动管导通,输出端f0为逻辑低电平,同时电源Vcc也通过电阻R2对电容C2充电。当电容C2两端充电电压大于Vcc的2/3时,定时比较器输出一高电平,使R-S触发器复位,输出低电平,输出驱动管截止,输出端f0为逻辑高电平,同时,复零晶体管导通,电容C2通过复零晶体管迅速放电;电子开关使电容C3对电阻R3放电。当电容C3放电电压等于输入电压Vi时,输入比较器再次输出高电平,使R-S触发器置位,如此反复循环,构成自激振荡。输出脉冲频率f0与输入电压Vi成正比,从而实现了电压-频率变换。其输入电压和输出频率的关系为:fo=(Vin×R4)/(2.09×R3×R2×C2) 由式知电阻R2、R3、R4、和C2直接影响转换结果f0,因此对元件的精度要有一定的要求,可根据转换精度适当选择。电阻R1和电容C1组成低通滤波器,可减少输入电压中的干扰脉冲,有利于提高转换精度。 同样,由LM331也可构成频率-电压转换电路。

射频功率放大器的主要技术指标

射频功率放大器是各种无线发射机的主要组成部分。在发射机的前级电路中,调制振荡电路所产生的射频信号功率很小,需要经过一系列的放大如缓冲级、中间放大级、末级功率放大级,获得足够的射频功率后,才能馈送到天线上辐射出去。为了获得足够大的射频输出功率,必须采用射频功率放大器。 射频功率放大器电路设计需要对输出功率、激励电平、功耗、失真、效率、尺寸和重量等问题进行综合考虑。 射频功率放大器的主要技术指标是输出功率与效率,是研究射频功率放大器的关键。而对功率晶体管的要求,主要是考虑击穿电压、最大集电极电流和最大管耗等参数。 为了实现有效的能量传输,天线和放大器之间需要采用阻抗匹配网络。 3.1.1输出功率 在发射系统中,射频末级功率放大器输出功率的范围可小到毫瓦级(便携式移动通信设备)、大至数千瓦级(发射广播电台)。 为了要实现大功率输出,末级功率放大器的前级放大器单路必须要有足够高的激励功率电平。显然大功率发射系统中,往往由二到三级甚至由四级以上功率放大器组成射频功率放大器,而各级的工作状态也往往不同。 根据对工作频率、输出功率、用途等的不同要求,可以用晶体管、FET 、射频功率集成电路或电子管作为射频功率放大器。 在射频功率方面,目前无论是在输出功率或在最高工作频率方面,电子管仍然占优势。现在已有单管输出功率达2000kW 的巨型电子管,千瓦级以上的发射机大多数还是采用电子管。 当然,晶体管、FET 也在射频大功率方面不断取得新的突破。例如,目前单管的功率输出已超过100W ,若采用功率合成技术,输出功率可以达到3000W 。 3.1.2效率 效率是射频功率放大器极为重要的指标,特别是对于移动通信设备。定义功率放大器的效率,通常采用集电极效率?c 和功率增加效率PAE 两种方法。 1. 集电极效率?c 集电极效率?c 定义为输出功率P out 与电源供给功率P dc 之比,即 dc out p P =c η (3.1.1) 2.功率增加效率(PAE ,power added efficiency ) 功率增加效率定义为输出功率P out 与输入功率P in 的差于电源供给功率P dc 之比,即 c p dc in out PAE A P P P PAE ηη)11(-=-== (3.1.2) 功率增加效率PAE 的定义中包含了功率增益的因素,当有比较大的功率增益。 如何提高输出功率和保证高的效率,是射频功率放大器设计目标的核心。 3.1.3线性 ? 衡量射频功率放大器线性度的指标有三阶互调截点(IP3)、1dB 压缩点、谐波、邻道功率比等。邻道功率比衡量由放大器的非线性引起的频谱再生对邻道的干扰程度。 ? 由于非线性放大器的效率高于现行放大器的效率,射频功率放大器通常采用非线性放大器。但是分线性放大器在放大输入信号的放大的同时会产生一系列的有害影响。 ? 从频谱的角度看,由于非线性的作用,输出信号中会产生新的频率分量,如三阶互调分 量、五阶互调分量等,它干扰了有用信号并使被放大的信号频谱发生变化,即频带展宽了。

射频功率放大器在移动通信工程和测试中的应用

应用一:功率放大器作为传播模型校正发射机 在移动通信基站新站选址前,需要采用经验模型来进行小区规划。无论采用哪种经验模型,由于和实际环境存在一定的误差,同时,对各种地形的判断也具有主观性,所以其预测结果往往和实际结果有较大的差异。因此,在工程上需要用连续波(CW)模拟发射机对预测的传播模型进行校正。 采用信号发生器加宽带功放的模式,一套设备就可以实现各种频段的模型校正发射系统,包括CDMA、CDMA2000、GSM900/1800、E-GSM、PHS、TD-SCDMA和WCDMA,成本十分低廉。如果采用CW信号源(如Agilent 8646),可以组成宽带的CW发射机;如果采用矢量信号源(如Agilent ESG),则可以组成各种带调制信号的宽带发射机。 放大器应用一:宽带放大器实现通用的模型校正发射机 应用二:功率放大器作为基站发射机来评估基站天馈系统 前例是应用于在新基站选址之前,而本例则是应用于在站址确定,而且天馈系统架设完毕后,用功率放大器来评估天馈系统的实际覆盖范围,在这种情况下,放大器的输出应该和基站发射机的输出功率大小一致。

放大器应用二:用放大器来评估天馈系统的覆盖范围 应用三:用功率放大器来配合室内分布系统的安装 在移动通信室内分布系统,尤其是兼容多制式、多频段的综合室内分布系统中,功率放大器可以作为以下二种应用。 1. 作为模拟发射系统,这种应用类似于应用一,只是本应用是在室内进行; 2.作为模拟干线放大器。 在本应用中,增益可调的宽带放大器(0.8-2.5GHz)尤其适用。

放大器应用三:用放大器来配合综合室内分布系统的安装和调试 应用四:用功率放大器来测量泄漏同轴电缆 功率放大器可以用来测量泄漏同轴电缆的泄漏大小,如果是宽带测试,可采用均衡器来补偿通带频响。

(完整版)射频功率放大器的发展现状

1.1 研究背景 随着人类社会进入信息化时代,无线通信技术有了飞速的发展,从手机,无线局域网,蓝牙等,到航空航天宇宙探测,已经深入到当今社会生活的各个方面,成为社会生活和发展不可或缺的一部分。无线通信设备由最初体积庞大且功能单一的时代,发展到如今的口袋尺寸,方寸之间集成了各类功能强大的电路。这些翻天覆地的变化,都离不开射频与微波技术的支持。而急速增长的应用需求又促使着射频微波领域不断的研究,更新换代。快速的发展使得射频微波领域的研究进入了白热化阶段,而在几乎所有的射频与微波系统中,都离不开信号的放大,射频与微波功率放大器作为系统中功耗最大,产生非线性最强的模块,它的性能将直接影响系统性能的优劣,由于其在射频微波系统中的突出位置,功率放大器的研究也成为射频微波领域研究的一个十分重要的方向[1]。 功率放大器作为射频微波系统中最重要的有源模块,其理论方面已经十分成熟。 A 类、 B 类、 C 类、 D 类、AB 类、E/I E 类、F/I F 类、Doherty等各类功率放大器也已经成功应用到各个领域。 1.2射频功率放大器的发展现状 射频功率放大器的核心器件为其功率元器件——晶体管,它是一种非线性三端口有源半导体器件,它的放大作用,并不是晶体管能凭空产生能量,使能量放大,而是完全由集电极(BJT)或漏极(FET)电源的直流功率转换而来的。晶体管只是起到了一种控制作用,即用比较小的信号去控制直流电源产生随小信号变化的大信号,从而把电源的直流功率转换成为负载上的信号功率。功率放大器的理论知识发展已经十分完善,其面临的更多是一些工程的问题。所以,射频功率放大器性能的提升主要来自于晶体管性能的提升,即半导体技术的发展,和放大器本身电路形式的改进。根据晶体管所用的半导体材料的不同,可以大体将其分为三个不同的发展阶段。第一代半导体材料以硅(Si)和锗( Ge)等元素半导体为主。第二代半导体材料以砷化镓(GaAs)、磷化铟( InP)、锗硅(SiGe)等化合物半导体为代表,相比于第一代半导体材料,其禁带更宽、 1

射频功率放大器RFPA概述

基本概念 射频功率放大器(RF PA)是发射系统中的主要部分,其重要性不言而喻。在发射机的前级电路中,调制振荡电路所产生的射频信号功率很小,需要经过一系列的放大(缓冲级、中间放大级、末级功率放大级)获得足够的射频功率以后,才能馈送到天线上辐射出去。为了获得足够大的射频输出功率,必须采用射频功率放大器。在调制器产生射频信号后,射频已调信号就由RF PA将它放大到足够功率,经匹配网络,再由天线发射出去。 放大器的功能,即将输入的内容加以放大并输出。输入和输出的内容,我们称之为“信号”,往往表示为电压或功率。对于放大器这样一个“系统”来说,它的“贡献”就是将其所“吸收”的东西提升一定的水平,并向外界“输出”。如果放大器能够有好的性能,那么它就可以贡献更多,这才体现出它自身的“价值”。如果放大器存在着一定的问题,那么在开始工作或者工作了一段时间之后,不但不能再提供任何“贡献”,反而有可能出现一些不期然的“震荡”,这种“震荡”对于外界还是放大器自身,都是灾难性的。 射频功率放大器的主要技术指标是输出功率与效率,如何提高输出功率和效率,是射频功率放大器设计目标的核心。通常在射频功率放大器中,可以用LC谐振回路选出基频或某次谐波,实现不失真放大。除此之外,输出中的谐波分量还应该尽可能地小,以避免对其他频道产生干扰。 分类 根据工作状态的不同,功率放大器分类如下: 传统线性功率放大器的工作频率很高,但相对频带较窄,射频功率放大器一般都采用选频网络作为负载回路。射频功率放大器可以按照电流导通角的不同,分为甲(A)、乙(B)、丙(C)三类工作状态。甲类放大器电流的导通角为360°,适用于小信号低功率放大,乙类放大器电流的导通角等于180°,丙类放大器电流的导通角则小于180°。乙类和丙类都适用于大功率工作状态,丙类工作状态的输出功率和效率是三种工作状态中最高的。射频功率放大器大多工作于丙类,但丙类放大器的电流波形失真太大,只能用于采用调谐回路作为负载谐振功率放大。由于调谐回路具有滤波能力,回路电流与电压仍然接近于正弦波形,失真很小。 开关型功率放大器(Switching Mode PA,SMPA),使电子器件工作于开关状态,常见的有丁(D)类放大器和戊(E)类放大器,丁类放大器的效率高于丙类放大器。SMPA将有源晶体管驱动为开关模式,晶体管的工作状态要么是开,要么是关,其电压和电流的时域波形不存在交叠现象,所以是直流功耗为零,理想的效率能达到100%。 传统线性功率放大器具有较高的增益和线性度但效率低,而开关型功率放大器具有很高的效率和高输出功率,但线性度差。具体见下表: 电路组成 放大器有不同类型,简化之,放大器的电路可以由以下几个部分组成:晶体管、偏置及稳定电路、输入输出匹配电路。

经典Wifi射频电路的设计与调试

一:WiFi产品的一般射频电路设计(General RF Design In WiFi Product) 2011-01-20 18:18:41 写在前面的话: 这篇文章是我结合多年的工作经验和实践编写而成的,具有一定的实用性,希望能够对大家的设计工作起到一定的帮助作用。 I. 前言 这是一篇针对性很强的技术文章。在这篇文章中,我只是分析研究了Wi-Fi产品的一般射频电路设计,而且主要分析的是Atheros 和Ralink的解决方案,对于其他厂商的解决方案并没有进行研究。 这是一篇针对性很不强的技术文章。在这篇文章中,我研究,讨论了Wi-Fi产品中的射频电路设计,包括各个组成部分,如无线收发器,功率放大器,低噪声放大器,如果把这里的某一部分深入展开讨论,都可以写成一本很厚的书。 这篇文章具有一般性。虽然说这篇文章主要分析了Atheros和Ralink的方案,但是这两家厂商的解决方案很具有代表性,而且具有很高的市场占有率,因此,大部分Wi-Fi 产品也必然是具有一致或者类似的架构。经常浏览相关网站的人一定知道,在中国市场热卖的无线路由器,无线AP很多都是这两家的解决方案。 这篇文章具有一定的实用性。这篇文章的编写是基于我们公司的二十余种参考设计电路,充分吸收了参考设计的精华,并提取其一般性,同时,本文也重在分析实际的电路结构和选择器件时应该注意的问题,并没有进行深入的理论研究,所以,本文具有一定的实用性。 这篇文章是我在自己的业余时间编写的(也可以说我用这种方式消磨时间),如果这篇文章能够为大家的工作带来一点帮助,那将是我最高兴的事。我平时喜欢关注一些业界的新技术新产品,但是内容太多,没有办法写在文章中,感兴趣的同事可以访问我的博客:https://www.doczj.com/doc/4d15306464.html,。研发设计千人群(电子+结构) 在这里,实现资源共享,人脉扩张! 群号229369157 229369157 由于时间有限,编写者水平更加有限,错误之处在所难免,欢迎大家批评指正。 第1章. 射频设计框图 做技术的,讲解某个设计的原理时,都会从讲解框图开始,本人也不例外,先给大家展示一下Wi-Fi产品的一般射频设计框图。

射频功率放大器自动测试系统

Headline LS3600 射频功率放大器自动测试系统 ——北京航天新锐科技有限责任公司 IMAGE OF SOLUTION Body Copy 系统概述 系统主要由是德新一代的频谱分析仪、射频和微波信号源、网络分析仪、噪声系数分析仪、功率计、数字示波器、高性能直流电源、万用表、低频开关以及数字I/O、定制的射频微波开关矩阵等仪器和相关设备组成。 这些高性能的仪器设备不但为被测功放提供了激励和分析功能,同时也提供了功放所必需的直流供电和功率调整等外围电路。 LS3600射频功率放大器自动测试系统具有测试信号调理、配置和测试校准功能,能够对功放的各项主要参数进行精确、快速、灵活地测试。所有的仪器设备受控于核心的测试系统软件,可以进行全自动的生产型测试和手动型的研发设计型测试,符合不同阶段的测试要求。

系统特点 1. 可根据客户的需求和被测功放的类型,更换和添加其他测试仪器设备,真正为客户的特定需求而定制 在测试功放时,需要对激励信号的功率和输出的功率进行估算和配置,本测试系统中的开关矩阵软面板、路径损耗表和仪器软面板能帮助用户完成这样的功能。在手动测试模式下,用户可以方便地在界面上构思对被测功放的配置,而不必拆来拆去,而将精力集中在测量方法和测量结果上。 2. 集成了可程控的开关矩阵,简化了被测件和系统仪表之间的复杂连接 功放的测试需要衡量多方面的参数,而这些参数的测量涉及到众多的仪器以及这些仪器的连接、校准、信号调理和复杂操作。本测试系统中集成的可程控开关矩阵就能实现这样的要求,使得被测功放和所有仪表一次连接完成。在自动测试模式,系统会根据预先设定好的测试流程自动切换信号路径,配置激励信号功率和功率衰减,完成每项参数的测试。而在手动测试模式,系统允许用户操作程控开关和所有仪表的软面板,完成必要的数据估算和测量工作。路径的位置、损耗及衰减值和仪表测量结果在软件平台上一目了然。 3. 测试软件可以在不同的模式下工作:全自动模式和手动测试模式,全自动模式适用于生产型测试;手动测试模式适用于研发设计型测试 全自动的生产型测试要求系统可以提供自动连接、快速准确的测试和定制的测试结果及报告显示。 本测试系统可以让用户自由选择被测件的待测参数,并对相关参数和极限值进行设置,测试配置和测量结果都可以方便地存储和调用,与测量结果相关被测件和测试者、测试日期、 被测件串号等所有信息都可一并存入数据库,并可实现浏览、管理、打印等功能。

射频功率放大器

射频功率放大器 射频功率放大器(RF PA)是各种无线发射机的重要组成部分。在发射机的前级电路中,调制振荡电路所产生的射频信号功率很小,需要经过一系列的放大一缓冲级、中间放大级、末级功率放大级,获得足够的射频功率以后,才能馈送到天线上辐射出去。为了获得足够大的射频输出功率,必须采用射频功率放大器。 目录 一、什么是射频功率放大器 二、射频功率放大器技术指标 三、射频功率放大器功能介绍 四、射频功率放大器的工作原理 五、射频放大器的芯片 六、射频功率放大器的技术参数 七、射频放大器的功率参数 八、射频功率放大器组成结构 九、射频功率放大器的种类 正文

一、什么是射频功率放大器 射频功率放大器是发送设备的重要组成部分。射频功率放大器的主要技术指标是输出功率与效率。除此之外,输出中的谐波分量还应该尽可能地小,以避免对其他频道产生干扰。 射频功率放大器是对输出功率、激励电平、功耗、失真、效率、尺寸和重量等问题作综合考虑的电子电路。在发射系统中,射频功率放大器输出功率的范围可以小至mW,大至数kW,但是这是指末级功率放大器的输出功率。为了实现大功率输出,末前级就必须要有足够高的激励功率电平。 射频功率放大器的主要技术指标是输出功率与效率,是研究射频功率放大器的关键。而对功率晶体管的要求,主要是考虑击穿电压、最大集电极电流和最大管耗等参数。为了实现有效的能量传输,天线和放大器之间需要采用阻抗匹配网络。 二、射频功率放大器技术指标 1、工作频率范围 一般来讲,是指放大器的线性工作频率范围。如果频率从DC开始,则认为放大器是直流放大器。 2、增益

工作增益是衡量放大器放大能力的主要指标。增益的定义是放大器输出端口传送到负载的功率与信号源实际传送到放大器输入端口的功率之比。 增益平坦度,是指在一定温度下,整个工作频带范围内放大器增益的变化范围,也是放大器的一个主要指标。 3、输出功率和1dB压缩点(P1dB) 当输入功率超过一定量值后,晶体管的增益开始下降,最终结果是输出功率达到饱和。当放大器的增益偏离常数或比其他小信号增益低1dB时,这个点就是大名鼎鼎的1dB压缩点(P1dB)。一般说放大器的功率容量,就是拿1dB压缩点来表示的了。 4、效率 由于功放是功率元件,需要消耗供电电流。因此功放的效率对于整个系统的效率来讲极为重要。 功率效率是功放的射频输出功率与供给晶体管的直流功率之比。 ηp=射频输出功率/直流输入功率 5、交调失真(IMD) 交调失真是指具有不同频率的两个或者更多的输入信号通过功率放大器而产生的混合分量。这是由于功放的非线性特质造成的。

射频功率放大器模块的设计与实现

射频功率放大器模块的设计与实现 摘要:提出了功率放大器设计中的两个关键问题,结合GSM直放站功率放大器模块的工程实例,详细分析了该功率放大器模块的设计过程。最后给出该模块样机的实测结果,进一步验证了设计方法的有效性。 关键词:功率放大器;射频电路;线性化 引言 随着现代数字移动通信技术的蓬勃发展,用户对无线通信设备的性能要求越来越高,实现在各种环境中的稳定、高速的数据传输是未来移动通信系统研究者的主要目标之一。射频功率放大器是发射机的末级,它将已调制的频带信号放大到所需要的功率,保证在覆盖区域内的接收机可以收到满意的信号电平,但不能过于干扰相邻信道的通信,同时又要尽量地保持放大后的大功率信号不失真畸变。这些不同方面的要求使得功率放大器的设计者要面面俱到地考虑到很多指标的平衡,功率放大器的设计也成为无线通信系统设计过程中的关键步骤之一。 功率放大器设计中的两个重要问题 电路设计中的电磁兼容(EMC)措施 射频电路工作在很高的频率上,在元件引脚或者电路引线上会产生一定的寄生参量。而射频功率放大器中,在高功率、大电流的环境下,寄生参量对于系统的影响大大增加,另外,引线电感及走线电感等又是引起高频辐射干扰的重要因素,这些功率不小的电磁干扰(EMI)可能会使功率放大器本身、电源部分或者系统的其他部分的性能大幅下降,很多情况下会直接影响系统的多项主要指标。 为了尽可能减小电磁干扰的影响,需要在电路设计及PCB设计中采取电磁兼容(EMC)措施,这样做也能有效地减少后期调试工作量,增加产品的可靠性和一致性,提高产品性能。 我们在工程中采取的措施主要有:电源线应尽量粗,器件电源或偏置网络都应该多加去耦电容和扼流电感,并选用高频性能好的器件,从而增加电源的稳定性,减少电源波动对于器件的影响;PCB设计要合理布局,功率放大器部分应该与其他低功率或者数字部分尽量远离,并在中间加装金属隔条、屏蔽罩或微波吸附材料,避免功率放大器与其他部分的相互辐射干扰;PCB设计中,在无元件、线路经过的位置多加保护地,并多加金属化通孔造成多点接地;射频走线尽量短,严格控制线头、引脚长度,匹配网络应尽量靠近需要匹配的器件,等等。实践证明,这些措施都能够很好地减少电磁干扰,改善电路性能。 功率放大器的线性化

射频功率放大器开题报告

第1章概述 本章介绍了射频功率放大器的研究目的和意义,讨论现阶段的研究现状以及发展趋势,最后阐述了在论文期间所做的主要工作和前期计划结构。 1.1课题研究的目的和意义 随着21世纪的到来,人类社会已步入信息时代社会信息极大的改变了人类社会的生产、工作、学习和生活方式,人们对信息的依赖与需求越来越大,随时随地、迅速可靠的与通信的另一方进行任何方式的信息交流成为人们不断追求的目标。从全球范围来看,无线通信用户的年增量都在大幅度的增长,无线通信已经进入规模化发展的阶段。如今快速的发展无线通信已成为信息产业中最耀眼的亮点,并成为社会经济发展的动力。现代通信迅速发展,对射频功率放大器的要求也越来越高,其在整个无线电通讯系统中非常重要,输出功率决定了通讯距离的长短,其他方面也对通讯的效率性能指标起决定性作用。 射频功率放大器由于尺寸、线性度高、噪声低等优点,广泛运用与在卫星通信、雷达和电子战以及各种工业装备,伴随着无线通讯和军事领域新标准新技术的发展,对射频功率放大器的性能要求也高,使之在更宽频带内,具有更高的输出功率、效率和可靠性,例如为在有限的频谱范围内容纳入更多的内容就要求更多的通讯通道,获得较高的输出功率,现在通讯系统均采用了QPSK、64QSN等线性调制技术,这些调制技术对功放的非线性非常敏感,因而对放大器有更高的线性要求,提高功率放大器的可靠传输,以避免对其他信道的干扰,保证通讯的正常可靠。 为了满足各种应用需求,近十几年来人们不断推动射频功率放大器的发展和进步,在这十几年发展过程中,射频器件及射频技术的发展是推动射频功率放大器发展的俩大因素射频器件的发展是射频功率放大器的发展成为可能,射频技术的发展使射频功率放大器的性能得到提高。目前,由于无线领域局域网的市场潜力,世界各国的工业界和科技界都投入巨大的力量,加强这方面的研究与开发工

射频功率放大器实验(虚拟实验)

射频功率放大器实验(虚拟实验) :学号: (一)甲类射频功率放大器电路 示波器中的输入输出信号的波形 分析: 观察可知,输入信号大小为40mV,输出波形的大小约为12V,放大了约300倍,此时放大器工作在大信号极限运用状态下,输出波形没有失真。 毫安表中的相应的读数为:3.035mA 功率表相应读数为:11.556mW = = D O P P η 观察失真 电路输入输出波形为: % 73 . 31 % 100 035 . 3 12 556 . 11 = ? ?

分析: 当输入信号提高至60mV时,按照甲类放大器的特点,输出信号会输入信号的比例放大,输出60mV*300>12V,这时放大器工作在非线性状态,产生了失真。 (二)乙类射频功率放大器电路 输入输出信号波形的仿真 示波器中显示的输入输出信号的波形 失真分析: 由于门槛电压的存在(NPN硅管约为0.6V,PNP锗管约为0.2V),功放管的i B必须大于其时才有显著变化,否则,两管都截止,出现一段死区,也即交越失真,如图所示。 至输入幅值为8V时,输入输出信号的波形

原因分析: 由上图可以观察到,当输入电压为8V 时,输出波形的交越失真现象出现明显的减弱。主要因为当幅度增大时,两管便能在很短的时间达到门槛电压,这段时间相比整个周期来说相对较短,可以忽略,因此失真现象不明显。 消除交越失真后的波形 输入信号幅值 (V) 2 4 5 6 6.5 7 电源电压利用系数ξ 0.167 0.333 0.42 0.497 0.542 0.583 输出功率L P (mW) 1.796 7.495 11.83 17.16 20.20 23.48 总的直流功率 D P (mW) 14.39 29.27 36.71 44.20 47.96 51.71 两管总耗散C P (mW) 12.60 21.78 24.88 27.05 27.76 28.23 效率η 12.49% 25.51% 32.2% 38.8% 42.08% 45.40%

射频功率放大器实验

射频功率放大器实验(虚拟实验) 一、实验目的 (1)进一步理解射频功率放大器的工作原理; (2)了解射频功率放大器的工程设计方法与常用参数的测量方法; (3)熟悉Multisim软件中常用虚拟测试仪器的使用方法。 二、实验原理 射频功率放大器它是无线通信系统的重要组成部分。射频功率放大器位于无线通信系统的发射前端,其作用是将已调制的射频信号放大到所需要的功率值并馈送到天线发射出去,保证在一定区域内的接收机可以收到可以处理的信号,并且不干扰相邻信道的通信。 射频功率放大器的主要功能是放大射频信号,其工作可频率最高可到GHz 频段。射频功率放大器的输出功率则取决于应用要求,一般从几毫瓦到上千瓦。由于功率放大的实质是在输入射频信号控制下将电源直流功率转换成射频功率,因此,除要求功率放大器产生符合要求的射频功率外,还特别要求具有尽可能高的转换效率。 射频功率放大器的工作特点是低电压、大电流。其基本组成单元包括晶体管、偏置电路、扼流圈、阻抗匹配网络与负载。射频功率放大器的主要参数除了常规的工作频率、小信号增益等指标外,还要特别考虑输出功率、效率等参数。 效率是功率放大器一个非常重要的性能指标。功率放大器可被认为是把直流电源功率输入转换为射频功率输出的一个器件,因此,转换效率是非常重要的性能指标。射频功率放大器中采用功率定义为射频输出功率与射频功率放大器总功耗之比,即: η=P o/P D (1)功率放大器按照电路中晶体管输出电流与输入电压或电流的关系可分为线性功率放大器和开关功率放大器两大类。线性功率放大器是指晶体管的输出电流是输入电流或电压的线性函数,而开关功率放大器的晶体管则工作在开关状态。按照电路中晶体管的直流偏置状态,功率放大器又可分为A类、B类、C类、D 类等,其中,A类、B类、C类为线性功率放大器,D类则为开关功率放大器。(一)线性射频功率放大器 A类(甲类)功率放大器相当于小信号放大器,也是“真正”的线性放大器,因为,在整个输入信号周期内,输出信号是输入信号的按比例增大而没有发生变化,因而可完全适于放大幅度调制信号。但是,与其它类功放相比,这种“真正”线性的获得是以需要大静态工作电流和高功耗以及低效率为代价的。 为了既不牺牲过多的线性度又能增加效率,提出了减小导通角的概念,即把晶体管的静态工作点降低,使输入射频信号仅在一个周期的部分时间开启晶体管。根据导通角大小,放大器的偏置从AB类到B类(乙类),最终到C类。 A类功放的导通角为180度。当导通角为90度时即为B类状态,此时,晶体管仅在输入信号的半个周期内导通,因此,功耗比A类小从而具有较高的效率。但是,B类放大器由于信号失真,其线性度比A类差。如果即考虑线性度又兼顾效率,一个较好的选择是使放大器工作在A类和B类之间的区域,这样,既改善了B类的线性度又提高了A类的效率。因此,这种工作状态称为AB类,其晶体管导通时间小于一个信号周期而大于半个周期,导通角则大于90度而小于180

射频功率放大器实验

通信电子线路实验报告射频功率放大器仿真实验 : XXX 学号: XXX 专业: XXX 日期: 11月10日

一、实验目的: 1.进一步了解射频功率放大器工作原理。 2.了解射频功率放大器的工程设计方法与常用参数测量方法。 3.熟悉Multisim软件中常用虚拟仪器的使用方法。 二、实验容: 1.A类射频放大器实验电路 (1)电路结构: (2)设置函数发生器的输入为1MHz,幅值为40mV的正弦波。(3)显示输入输出信号波形,以及毫安表,功率表相应的读数。(4)计算功率放大器效率。 (5)观察波形失真。 2.B类射频功率放大器电路 (1)电路结构

(2)输入输出信号波形仿真 (3)消除交越失真 (4)功放效率计算(消除交越失真后) 三、实验结果 1 .A类射频放大器实验电路 (1)毫安表,功率表相应的读数及输入输出信号波形。毫安表:3.279mA 功率表:12.759mW 输入输出信号波形:

(2)功放效率计算: 根据公式:P D=V dd I cm 以及公式:η=P o/P D 解得功放效率:η= 32.4% (3)观察失真 分析原因: A类放大器最多只能放大到2倍VDD,当输入乘以放大倍数大于2倍VDD时,管子处于饱和状态,造成类似于方波的失真。 2.B类射频放大器实验电路 (1)有交越失真的仿真结果图

分析原因: 理想三极管情况下,由于导通电压为0,一个管子到达截至区后另一个管子马上导通。 而在实际情况下,由于存在导通电压,一个管子截止后需要等另一个管子达到导通电压值时才有电流,造成了转换时的一段时间,两个三极管都没有电流通过的情况,造成失真。 (2)消除交越失真后的表格。 其中输入13V,14V时发生如下失真: (3)用MATLAB画出两管管耗与电源电压利用率的关系图。

射频功率放大器仿真设计

射频功率放大器仿真设计 本设计采用Freescale的功放管MRF7S38010H。 一、静态工作点直流扫描 功率放大器设计时,需输出功率、效率、线性度等指标要求选择功放管的工作状态。本设计根据datasheet给出的静态工作点来仿真,为AB类,如图1所示。 图1 静态工作点直流扫描 仿真结果如图2所示,静态电流为162mA,栅极电压为2.85V。

图2 静态工作点仿真结果 二、稳定性分析 对于功放来说,稳定性非常重要。不稳定的电路很容易引起功放管自激甚至损坏。所以,在放大器匹配电路设计的时,首先需要进行稳定性分析和稳定电路的设计,保证稳定系数K在整个频段内大于1。如果在整个频段内难以做到无条件稳定,有时只需确保晶体管工作频段以及附近频段的K>1即可。 该功放管的稳定性电路和仿真结果分别如图3和图4所示。 图3 稳定性仿真电路原理图 从图4的结果来看,在3.5GHz以下的频率范围内K值基本小于1,所以该电路是条件稳定,需要做稳定性措施。 解决稳定性的常用办法是在功放管输入端加入电阻等有损元件来消耗掉过多的能量,特别是低频部分。输出端一般不加入电阻,以免造成输出功率损失。在射频输入端口插入电阻和电容组成的并联网络;同时,在栅极端接射频扼流的 传输线,再并联射频去耦电容,最后串联一个稳定电阻,如图5所示。此方/4 法稳定效果好,但增益会降低。具体数值需要通过仿真结果来不断调试。

图4 稳定性仿真结果 图5 加入稳定元件后的稳定电路原理图 仿真结果如图6所示。从图6可见,稳定系数在整个频段内都大于1。加入了稳定电路后,整个系统的增益有所降低。

图6 稳定性仿真结果 一般情况下,稳定性与偏置电路的设计是结合在一起的。因为供电端和射频信号是连接在一起的,所以在进行匹配设计时也需要考虑偏置电路特性。/4λ传输线是匹配电路的一部分,在匹配设计中要注意这一点。实际上,射频扼流作用的微带线长度并非一定要为/4λ,而是小于/4λ,所以图5中的栅极电长度并非为90度。 在选择射频耦合电容时,要求电容的谐振点要高于所应用频率范围最高值。本设计中,最高频率为3.5GHz ,所以选择村田的2.7PF ,0603封装的射频电容。 三、 Loadpull 负载牵引 负载阻抗决定了功放电路的最大输出功率和效率。 在设计功率放大器时,为了得到最大的功率输出,采用功率匹配。通过Load-Pull 仿真得到最大功率点的最优负载阻抗值,然后进行输出匹配电路的设计,如图7所示。 需要注意的是,要保证功放输出功率达到最大,需将输入功率设定为合理的值,此设计中设置为25dBm 。

射频功率放大器调试方法

射频功率放大器调试 调试的一般步骤: 1、连接好系统,因为你的放大器有可能会自激,要注意的是做好仪器的保护,在仪器的输 入输出都得加上衰减器,特别是功放输出接到一起输入之间要根据你的攻放可能输出的功率 选择合适的衰减器;同时给mos管栅极供电的电源可以调节电压,给漏极供电的电源最好采 用的有限流功能的;焊好功率管之前,可以先调节好G极的电压为0或很小, 2、焊好功率管之后不要急着加电,一定仔细检查系统,注意测G极的电压的万用表最好使用 指针式的,数字表的表笔可能电压比较高,特别对cmos管,把漏极电源的输出电流限在比较 小的范围内; 3、上电后注意你的仪器的频响波形及电源电流,逐渐调高栅极电压,直至导通,导通后如 果不存在自激现象,逐渐加大电压、逐渐放开漏极电源的输出电流,直到你设计的静态工作 点电压; 4、调试频响,如果功放采用分立元件匹配,可以适当改变电感电容的大小和位置,耐心调 试可以调到你合理的指标要求;如果在较高频率使用,采用微带电路匹配,调试比较困难; 5、频响调试好后,需要调试功放的线性指标,一般来说输出匹配电路对线性影响比较大, 可以先不考虑频响的条件下改变输出匹配,以改善线性指标,待达到你需要的要求指标后, 回到第四步,调试频响,不过这时不要改变输出的匹配的电路, 来来回回调试几次我想可以达到你的要求的。 频响可以先调到2db左右,后就可以把功率调出来,调功率的技巧和你功放的频段有很大的关系,如果是ku的可以推到饱和调,功率够了,最后在在前级调最后的平坦度,一搬不会影响压缩点功率的! 还有就是在调试的时候不要加太大电容来调我上次调BLF147的时候用个220U的结果自激励把芯片烧了 一般800-900M可加10P以下的电容,而WCDMA的则要加1P以下的 我都调了三年了,现在想想,都是从理论出来了无非都是改变推动级和末级阻抗的问题. 就是在某个地方是加大电容容量还是减小电容容量.还有移动电容的位置,位置很重要. 首先要对硬件电路的原理理解,如果是仿真过的电路,实际中把原件参数在设计的范围上下进行修改测试还有就是PA的工作点的选择和输入输出的阻抗匹配。 调出来了,没啥规律,就用电容去调,很简单啊,嘿嘿 LDMOS 是一种横向功率器件,从工艺上它首先不同于CMOS;其次它主要为驱动设计,一般可以承受高压和大电流。 砷化镓GaAs Gallium arsenide。是Ⅲ-Ⅴ族元素化合的化合物,黑灰色固体,熔点1238℃。它在600℃以下,能在空气中稳定存在,并且不为非氧化性的酸侵蚀。砷化镓可作半导体材料,其电子迁移率高、介电常数小,能引入深能级杂质、电子有效质量小,能带结构特殊,可作磊晶片。由于传送讯号的射频元件需要工作频率高、低功率消耗、低杂讯等特色,而砷化镓本身具有光电特性与高速,因此砷化镓多用於光电元件和高频通讯用元件。砷化镓可应用在WLAN、WLL、光纤通讯、卫星通讯、LMDS、VSAT 等微波通讯上不过,砷化镓材料成本较高,使用的制程设备也与一般IC 业者常用的矽制程设备不同。

射频功率放大器实验(虚拟实验)

射频功率放大器实验(虚拟实验)

射频功率放大器实验(虚拟实验) 姓名:学号:(一)甲类射频功率放大器电路 示波器中的输入输出信号的波形 分析: 观察可知,输入信号大小为40mV,输出波形的大小约为12V,放大了约300倍,此时放大器工作在大信号极限运用状态下,输出波形没有失真。 毫安表中的相应的读数为: 3.035mA 功率表相应读数为: 11.556mW = = D O P P η 观察失真 电路输入输出波形为: 分析: 当输入信号提高至60mV时,按照甲类放大器的特点,输出信号会输入信号的比例放大,输出60mV*300>12V,这时放大器工作在非线性状态,产生了失真。 % 73 . 31 % 100 035 . 3 12 556 . 11 = ? ?

(二)乙类射频功率放大器电路 输入输出信号波形的仿真 示波器中显示的输入输出信号的波形 失真分析: 由于门槛电压的存在(NPN硅管约为0.6V,PNP锗管约为0.2V),功放管的必须大于其时才有显著变化,否则,两管都截止,出现一段死区,也即交越失i B 真,如图所示。 至输入幅值为8V时,输入输出信号的波形 原因分析: 由上图可以观察到,当输入电压为8V时,输出波形的交越失真现象出现明显的减弱。主要因为当幅度增大时,两管便能在很短的时间内达到门槛电压,这段时间相比整个周期来说相对较短,可以忽略,因此失真现象不明显。

消除交越失真后的波形 输入信号幅值 (V) 2 4 5 6 6.5 7 电源电压利用系数ξ 0.167 0.333 0.42 0.497 0.542 0.583 输出功率L P (mW) 1.796 7.495 11.83 17.16 20.20 23.48 总的直流功率 D P (mW) 14.39 29.27 36.71 44.20 47.96 51.71 两管总耗散C P (mW) 12.60 21.78 24.88 27.05 27.76 28.23 效率η 12.49% 25.51% 32.2% 38.8% 42.08% 45.40% 输入信号幅值 (V) 8 9 10 12 13 14 电源电压利用系数ξ 0.667 0.750 0.833 0.999 - - 输出功率L P (mW) 30.80 39.11 48.42 70.03 - 总的直流功率 D P (mW) 59.22 66.73 74.25 89.46 - - 两管总耗散C P (mW) 28.42 27.62 25.83 19.43 - - 效率η 51.0% 58.6% 65.2% 78.3% - - “-”表示无法测量

射频功率放大器

2013年全国大学生电子设计竞赛 射频宽带放大器(D题) 【本科组】 2013年9月7日

摘要 本作品由前置放大电路、吸收式电调衰减器、末级放大电路和增益控制模块构成。在放大电路中,采用AG604-89宽带放大器,实现了信号的固定增益放大。吸收式电调衰减器采用四元PIN二极管 型衰减器,通过电位器或单片机外加控制电压来调节衰减实现增益的手动控制与数字程控功能。采用合理的级联和阻抗匹配加入末级功率放大,全面提高了增益、带宽和带负载能力。综合应用电容去耦、滤波、使用屏蔽线传输信号等抗干扰措施以减少放大器的噪声并抑制高频自激,提高放大器的稳定性。经测试验证系统实现了全部基本功能和部分扩展功能。 关键词:射频,放大器,电调衰减器,增益控制 Abstract This design is composed of preamplifier circuit, absorptive voltage variable attenuator, post amplifier and AGC module. AG604-89 broadband amplifiers were used to implement the fixed gain amplification of signals in this amplifying circuit.Absorptive voltage variable attenuator which usedπType Electronic Attenuator adjusted the gain by the potentiometer and microcontroller. Cascade and impedance matching improved the overall gain, bandwidth, and loading capability of system. The anti-interference measures such as decoupling capacitance, f ilterin g and the shielded wire were used to reduce the noise, suppress the amplifier’s hig h frequency self-excitation and improve its stability. It has been verified that the system implements all the basic function and some extensions function. KEYWORDS: RF, amplifier, absorptive voltage variable attenuator, gain controlling

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