负载牵引法在开关类功率放大器设计中的应用

毫米波频率合成器技术研究基本知识积累《放大器电路识图与故障分析》P197知识摘抄。

电压放大级：放大信号电压推动级：放大信号电压和电流功放输出级：放大信号电流（因为前两级已经把电压放大到足够电平） 注：1. P=U*I 。

要放大电流，输出功率才大。

2. 因为功放有增益的指标，所以要电压放大。

具体知识（包括A 、B 、AB 类等的区分）可参见《放大器电路识图与故障分析》P197。

功率放大器设计（用FLL351，设计A 类，线性好）设计指标： 频率：2G输出功率：35dBm=3.5W 输入VSWR ：1.5第1章 偏置确定与设计 1第2章 确定负载阻抗的第一种方法-简单法 3 第3章 确定负载阻抗的第二种方法-负载牵引法 5第1章 偏置确定与设计因为要输出3.5W ，而甲类（A 类）放大器的效率最高只能做到50%。

PdcPo =η，其中η=50%，Pdc 是直流消耗的功率。

所以Pdc=7W 。

而FLL351的供电是10V ，则需要的最大电流为7W/10V=0.7A 。

所以Ids至少要大于700mA，因为要考虑线性，如果效率达到50%，那么它的线性就不会很好，所以一般增大Ids，以提高线性（Ids增大了，那直流功率也增大了，那么输出功率也相应增大了，相当于功率回退）。

毫米波频率合成器技术研究第2章 确定负载阻抗的第一种方法-简单法功率放大器的输出功率：()LCEsat R V Vcc Po 22-=,其中Po 是功放的输出功率，单位为瓦(W)；Vcc 是电源电压，单位为V ；CEsat V 为C 极和E 极之间的饱和电压，L R 为功放的负载阻抗。

根据前面的介绍和分析，我们这个功放的设计参数：Po =3.5W ，VCC=10V ，CEsat V =1V 。

CEsat V （即FLL351的V ds,sat ）的值可在FLL351的PDF 中找到，如下图：有了以上的已知条件，根据()LCEsat R V Vcc Po 22-=，求得最佳的负载阻抗L R =11.6欧。

功放负载牵引trl英文回答：The load pull technique is a widely used method in the design and optimization of power amplifiers. It involves varying the impedance at the output of the power amplifier and measuring the corresponding changes in the amplifier's performance. This allows engineers to determine the optimal load impedance for maximum power transfer and efficiency.Load pull is particularly important in the design of power amplifiers for wireless communication systems, where efficiency and linearity are critical. By adjusting the load impedance, engineers can achieve the desired trade-off between power output, linearity, and efficiency.For example, let's say I am designing a power amplifier for a cellular base station. I want to maximize the power output while maintaining good linearity and efficiency. I can use load pull measurements to determine the optimalload impedance that achieves this goal. By varying the load impedance and measuring the resulting changes in power output, distortion, and efficiency, I can find the load impedance that provides the best overall performance.Load pull measurements can also help identify potential issues with the power amplifier design. For instance, if the amplifier exhibits poor linearity or efficiency at certain load impedances, load pull measurements can reveal this and help engineers understand the underlying causes. This information can then be used to make design improvements and optimize the amplifier's performance.In addition to its use in power amplifier design, load pull is also employed in other applications, such as the characterization of active devices and the design of matching networks. It is a versatile technique that provides valuable insights into the behavior of RF and microwave circuits.中文回答：负载牵引技术是功放设计和优化中广泛使用的一种方法。

一文带你深入了解先进的矢量有源谐波负载牵引测试技术简介负载牵引（LOADPULL）技术是功率放大器设计优化非常有效的测试解决方案。

有源谐波LOADPULL可以更加高效准确的对功放的谐波特性进行评估测量，进而优化功放的功率效率等指标，这对LDMOS，GaN功率放大器的设计尤为重要。

RS的网络分析仪ZV A24/40/67，内部带有4个激励源，协同FOCUS的MPT多谐波TUNER，可以构建业内最先进最简洁的有源谐波LOADPULL解决方案，无需额外的信号源，就可以对基波，二次谐波和三次谐波进行有源负载牵引，实现功放的全面高效测试优化。

负载牵引系统介绍负载牵引（LOADPULL）系统用来进行功率放大器的参数优化，可以准确确定功率放大器的最优直流工作点，最大输出功率，最高效率，最优线性，最优噪声匹配和最佳功率匹配点等，一般来说，负载牵引系统都是由阻抗调谐器（TUNER），辅助器件和测试仪器构成，对于功率放大器的在片测试，还需要探针台系统联合构建。

从测试方法上讲，负载牵引系统可以分为传统负载牵引和现代负载牵引两类。

传统无源负载牵引主要由信号源，TUNER，功率计和频谱仪组成，加上负载牵引测试软件就可进行功放的优化测试，对于无源的测试附件及TUNER等还需要网络分析仪进行校准。

现代负载牵引除了上述设备之外，还需要谐波接收机，通常由网络分析仪实现，可以进一步的测试PAE，同时简化系统的配置，进一步的，还可以搭建更为高效先进的系统。

负载牵引的作用：由于功率放大器的小信号和大信号特性不同，只通过矢量网络分析仪测得的小信号特性，很难用来优化功放在大信号情况下的各种指标，使得整个调试工作变得异常的复杂和繁琐，也难以达到最优性能。

通过负载牵引系统的扫描测试，改变功放输入输出端的阻抗负载，找到最大功率，效率等指标下的最优匹配阻抗，从而实现放大器的优化设计。

无论是卫星，雷达，还是基站，手机的应用，对于功放效率的要求都是很高的，而且可以说是越高越好。

功率放大器的匹配方法在线性网络设计中，为获得最大功率传输，网络通常采用共轭阻抗匹配方式，但由于功率放大器输入、输出阻抗呈现非线性，不可能实现共轭匹配，通常是将50Ω负载变换到这样一个阻抗值，其实部可在输入、输出偏置电压下获得最大输出功率，其虚部可以将晶体管内部寄生元件调谐掉，该网络变换成的阻抗称为最佳负载阻抗，也称为动态输出阻抗。

由于功率放大器工作于非线性，小信号放大器的网络设计方法不再适用。

通常采用以下三种方法来设计功率放大器的匹配网络：动态阻抗法、大信号S参数法和负载牵引法。

1、动态阻抗法动态阻抗法要求提供大信号工作状态下的动态输入、输出阻抗。

动态阻抗测试原理是：将功率管调整到最大功率输出状态，然后分别测出从信号源向功率管输入端看去、从负载向输出端看去的阻抗，其阻抗值即为动态输入（Zin）、动态输出阻抗（ZOL），2、大信号S参数法利用大信号S参数可以进行功率放大器的功率增益、稳定性的分析和增益、平坦度的设计。

用大信号S参数设计功率放大器时，除了应根据输出功率的大小选择负载阻抗外，还可以根据绝对稳定条件和潜在不稳定条件两种情况分别进行考虑。

由于大信号S参数的测量比较困难，通常采用双信号法或大电流直流拟合法来测量大信号S参数。

3、负载牵引法负载牵引法要求给出对应各种不同的输出功率、功率增益和效率等参数的数据，由计算机进行综合设计。

其设计系统较为复杂。

通常对于大功率晶体管而言，厂家都会给出功率晶体管道动态输入、输出阻抗。

由于匹配网络设计一般以50W（即史密斯圆图圆心）为准，所以采用以上三种方法，无论是通过仿真软件还是实际仪器如矢量网络分析仪，都要在史密斯圆图上匹配到50W。

匹配电路设计目标1、输入匹配电路：把微波晶体管的复数输入阻抗变换为50W电阻性的源阻抗1) 最佳噪声：Gout1=Gopt (Zout1=Zopt=1/Yopt)；2) 最大功率增益：Zout1=Zin*。

2、输出匹配电路：把微波晶体管的复数输出阻抗变换为负载实数阻抗(50W)1) 提高增益，在保持稳定的前提下有尽可能高的增益；2) 改善整机增益平坦度；3) 满足放大器输出驻波比；4) 改善放大器稳定性。

负载牵引技术在功率放大器设计中是一种重要的技术手段，它主要用于评估放大器对预期负载的功率放大能力。

这种技术的主要步骤包括：
1. 明确预期负载：这是负载牵引技术的第一步，你需要明确你想要测试的功率放大器对哪种类型负载的放大能力，例如，纯电阻负载、感性负载，还是容性负载。

2. 制定测试方案：根据预期负载的类型，设计合适的测试方案。

这可能包括选择适当的测试设备、设置测试参数、确定测试步骤等。

3. 实施测试：按照制定的测试方案，进行实际的测试操作。

在测试过程中，你需要记录并分析测试数据，以评估功率放大器的性能。

4. 结果评估：根据测试数据，评估功率放大器对预期负载的放大能力。

如果测试结果满足设计要求，那么你就完成了负载牵引。

如果结果不符合预期，你可能需要进一步优化设计，或者重新选择预期负载。

这种技术对于优化功率放大器的性能，确保其在各种实际应用中的表现，具有重要的指导意义。

在设计过程中，你可能还需要考虑其他因素，如电路设计、散热设计、电源管理、抗干扰能力等。

负载牵引法原理全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：负载牵引法原理，又称为拉引法，是指在牵引物体的过程中，由一辆车辆用绳、链等装置将另一辆车辆或者物体移动起来的一种物理现象。

负载牵引法是一种简单有效的牵引方法，广泛应用于农业、建筑、运输等领域。

负载牵引法的原理是利用牵引车辆对被牵引物体施加拉力，使得被牵引物体产生受力，从而实现牵引的目的。

在负载牵引中，牵引车辆和被牵引物体之间通过绳、链等连接装置相连，当牵引车辆向前移动时，绳、链传递力量，施加在被牵引物体上，从而产生运动。

牵引车辆需要克服被牵引物体的摩擦力和惯性力，才能使被牵引物体移动起来。

负载牵引法的原理可以用牛拉车为例来解释。

在古代，人们利用牛拉车来运输货物，牛是牵引车辆，车是被牵引物体。

当牛向前走的时候，通过挽具将车和牛相连接，牛的拉力通过挽具传递给车，车受到力的作用而移动起来。

牛需要克服地面的摩擦力和车的惯性力，才能使车顺利移动。

这就是负载牵引法的基本原理。

除了牛拉车外，现代社会中还有许多应用负载牵引法的例子。

汽车拖车、拖拉机拉拖、吊车吊重物等，都是利用负载牵引法来实现牵引作业。

在建筑工地上，工人们经常使用吊车将重物吊运到目标位置，这也是负载牵引法的应用之一。

负载牵引法在实际应用中有着广泛的用途。

它不仅可以帮助人们进行货物运输，还可以用于农业作业、建筑施工、汽车拖带等场合。

通过合理的设计和操作，负载牵引法可以有效提高工作效率，减少人力和物力的浪费，提升生产效益。

负载牵引法也存在一些限制和安全隐患。

在实际操作中，需要考虑牵引车辆和被牵引物体的重量、地面的摩擦情况、牵引装置的强度等，以确保牵引过程稳定安全。

操作人员需要具备必要的技能和经验，避免发生意外事故。

第二篇示例：负载牵引法原理是指通过利用外部的负载来产生牵引力的一种原理。

在物理学中，负载牵引法是一种利用重物拉动轻物的方法，从而实现牵引作用的原理。

这种方法是在古代就已经存在的，但是直到近代才被系统地研究和应用。

基于负载牵引和记忆效应的X参数的功放建模南敬昌;樊爽;高明明【摘要】为了更加快速准确地描述带有记忆效应的射频功率放大器,基于传统的X 参数模型,结合负载牵引和功放的记忆效应,提出一种新型X参数功放建模方法.新方案首先引入负载反射系数;然后利用双记忆路径模型提取出表征记忆效应的非线性函数替换核函数,采用幅度、负载反射系数与频率三变量作为输出信号的新型前馈(FF)结构建立X参数模型;最后采用阶跃信号代替原始的双音信号提取模型用以达到简化模型提取方法的目的,进而提高模型提取的可行性.经仿真测试CG H40045F 功放的数据,利用提出的新型X参数建模方案对功放进行建模,仿真功放的相对误差与传统X参数模型、FF结构X参数模型、FB结构X参数模型相比,均有所减小;与FF结构模型和反馈(FB)结构模型相比,仿真时间分别减少了4.08 s和1.64s.实验结果表明,该模型能够更加快速有效地拟合带有非线性记忆效应的射频功率放大器.【期刊名称】《计算机应用》【年(卷),期】2018(038)010【总页数】8页(P2982-2989)【关键词】X参数模型;记忆效应;负载牵引;功率放大器;行为模型【作者】南敬昌;樊爽;高明明【作者单位】辽宁工程技术大学电子与信息工程学院,辽宁葫芦岛125105;辽宁工程技术大学电子与信息工程学院,辽宁葫芦岛125105;辽宁工程技术大学电子与信息工程学院,辽宁葫芦岛125105【正文语种】中文【中图分类】TN722.70 引言近年来，无线通信系统的飞速发展对于通信的质量和效率提出了非常高的要求。

作为无线通信的主要器件，射频功率放大器对于通信系统有着重要影响，研究射频功率放大器的各项性能指标成为电子与信息系统的科研方向和热点问题。

如何更精准地表征功率放大器的非线性特性以及记忆效应，使其能够方便地应用于系统级仿真，提高模型的精确度，成为研究功放行为模型的重要问题。

行为模型理论能够较高精度地完成仿真计算，同时能够精确地展现出系统的非线性效应。

详析Doherty功放设计之如何提升效率（下）Doherty如何提升效率？从输入开始，经过一个功分器后分为两路Doherty提升效率都是指其可以提升回退功率时的效率。

源是指实现负载牵引的电路元件是有源器件，在Doherty里就是指功放管。

最近一直在加班定位问题，搞得人精疲力竭，这系列的文章更新的慢了。

今天准备把经典的两路Doherty功放原理做个介绍，力图不用公式，把原理说明白就行。

上一回把负载牵引的原理大致说了一下，解释了负载牵引提升效率的机理。

这回就书接前文，先把Doherty 如何提升效率简单做个说明，然后把有源负载牵引讲一下，进而说明有源负载牵引如何提升Doherty回退时的效率。

Doherty如何提升效率？直接看图2-1。

该图是一个典型的两路Doherty。

容我略做介绍。

从输入开始（作图匆忙，图中未标，就是最左边那个节点），信号经过一个功分器后分为两路，其一路我们称为Carrier路，亦称主路；其二路叫做Peak路，又唤辅路。

这两路信号最终在一个叫合路点（就是图中两路信号输出交点处）的地方汇聚（就像长江黄河同出一源（有待考证），最后又汇于汪洋大海一样），然后浩浩荡荡流入负载。

图2-1 典型两路Doherty架构其实说Doherty提升效率都是指其可以提升回退功率时的效率。

如第一回所讲，现在的通信信号都具有高的峰均比，功放大都在均值功率处工作。

举个例子，比如信号峰均比是6dB，平均功率是100W，那么功放的输出功率最高就要达到400W，因此如果你用一个400W的AB类功放回退到100W工作，那效率低的你自己都怕。

因此呢对Doherty架构来讲，其一，总的输出功率是由两个（或更多）的功放管非隔离合路在一起的。

如上图中的Carrier和Peak两个管子一起提供输出功率。

如此每个管子输出功率就不需要那么大了；其二，在输出均值功率时（回退时），通常只有一个功放管在工作（如上图中只有Carrier 管子，Peak关断），这个管子在输出该等级功率时的效率较高，比普通AB类回退要高近30%。