当前位置：文档之家 › 紧凑型K波段单级反馈式MMIC中功率放大器

紧凑型K波段单级反馈式MMIC中功率放大器

  • 格式：pdf
  • 大小：164.23 KB
  • 文档页数：4

第!"卷!第#期!$$#年#月半!导!体!学!报%&’()*)+,-.(/0,1*)2’%,(3-%4,.*5678!"!(68#+9:;!!$$#

"上海市科委基金"批准号#$VNPPN$!P$和上海市新泰基金资助项目O通信作者8)KGH7#\G:I?F9G:IPM!KGH78AHK8G?8?:!!$$NWP$W!T收到!!$$NWP!WPP定稿"!$$#中国电子学会

紧凑型D波段单级反馈式MM.C中功率放大器"

王!闯O!钱!蓉!孙晓玮"中国科学院上海微系统与信息技术研究所!上海!!$$$N$$摘要!给出了一种基于功率<&)24工艺技术设计加工完成的紧凑型h波段单级反馈式22’%宽带功率放大器8在!P%!TU&^的工作频段内!当漏极电压为#5!栅电压为d$Y!N5!电流为T!K/时!PCa压缩点输出功率大

于!PCaK!小信号增益为"Ca左右!输入驻波比小于M!输出驻波比均小于!8芯片尺寸为PKKcPY!KKc$YPKK8

同时!给出了一种芯片级电磁场仿真验证方法!用该方法仿真的结果和测试结果非常一致!保证了电路设计的准确性8

关键词!功率<&)24%22’%功率放大器%全芯片级电磁场仿真=+CC#"MV$+!!!GG+CC#!N#$1%!N#$&%!N#$.中图分类号!4(MTN!!!文献标识码!/!!!文章编号!$!NMWVP"""!$$##$#WP$[VW$V

J!

引言

随着微电子技术的日趋成熟!微波单片集成电路"22’%$由于体积小&可靠性高&一致性好等优势得到了广泛应用8近年来!随着无线通信的发展!由于低频段频率的拥挤!电路向频段高端发展8例如!在h波段"PT%!"U&^$!随着本地多点通信系统"023*$和防撞雷达等的发展!对毫米波单片电路的需求越来越大8本文设计的22’%驱动放大器电路!具有极小的芯片面积!并且!在!P%!TU&^的工作频段内!具有较高的压缩点输出功率!可与输出功率较高的<&)245%,""CaK左右$级联!应用在防撞雷达收发前端上!达到实际应用的目的8

K!

电路设计

图P给出了放大器实际电路拓扑结构!为了获得较小的面积和较高的压缩点输出功率!采用单级栅宽较长的管子!管子栅长为$Y!N&K!栅宽为#c

#$&K8电路采用反馈式放大!满足了放大器带宽的要求!并增加带内稳定%源极和漏极采用电阻电容网络来降低低频增益!消除低频振荡8

放大器设计的基本步骤是#"P$首先对管子直流特性曲线扫描!选取适当的静态工作点!使管子工作在最大增益电流点8设计中!选取的管子偏置为#2

CA第#期王!闯等!!紧凑型h波段单级反馈式22’%中功率放大器参数单位平均值偏差标准值’3**&1)4’K/$KK!"V8!M"8"N!N$%V$$UKP&1)4’K*$KKV!M8"VV8!"6M"$5IP$$&1)4’5d$8"[V$8$#Pd$8"%dP8!5DCA&1)4’5PV8MNP8!$T6P!.?G==R/’$#[M8M#$8VPVTN%P$N%?GBG&$5’B1$KK!!N"8PM8!V!!$%!T$.2;@G&P$#’’$#MP8P$8V[M!#%MV

4!

实验结果和分析

利用/3*软件进行了电路及版图设计"并进行了版图设计规则检查8实际加工出的22’%芯片如图M所示"芯片尺寸为PKKcPY!KKc$YPKK8

测试时"将驱动放大器芯片粘到载体板上并外接偏置电容"置于%GA?GC;42P!$$$探针台上测试8

小信号测试时"用&测试#大信号测试时"输入信号由/IH7;:@)T!V"%

扫频信号源提供"通过/:=H@A92*!V#T%频谱分析仪观察输出信号功率8

在小信号输入功率MH:ZdP$CaK"偏置为C

I

Zd$Y!N5"CCZ#5"2CAZT!K/的条件下"小信号

图M!h波段功率放大器的芯片照片1HI8M!%FHBBF6@6I=GBF6LhDG:CB6\;=GKB7HLH;=

测量结果如图V所示8从图中可以看出"放大器在工作频率!P%!#U&^范围内"有#%"Ca的小信号增益"输入驻波小于M"输出驻波小于!"电路结果较仿真结果有一定的误差"小信号增益降低!%MCa"输入驻波比从小于!恶化到M左右"输出驻波比稍有改善8这是由于电路采用紧凑型结构"互耦效应导致性能变差8此外"由于工艺误差"在相同的偏置下"测试时的漏源电流为T!K/"较仿真时的漏源电流TTK/较小"这也导致了测试的增益偏低8半!导!体!学!报第!"卷点输出功率8第#期王!闯等!!紧凑型h波段单级反馈式22’%中功率放大器计"制作的h波段反馈式22’%宽带功率放大器#芯片达到较好的指标#且芯片面积小#成品率高#可靠性好#因此可广泛使用在微波通信和雷达系统中8

参考文献$P%!.6D;=@A6:’38.1’%G:C22’%C;AHI:G:C@;?F:676IE8

06:C6:#@F;’:A@H@9@H6:6L)7;?@=H?G7):IH:;;=A#!$$P$!%!%F69&*#0H9%%#%F;:4&8hGWDG:CK6:67H@FH?UG/A

<&)2476\:6HA;G:CC=HJ;GKB7HLH;=A8<=6?;;CH:IA6L/<2%!$$P#!$$P!PM[$M%!*GAGXHQ#h9=9A9&#&6AFH&#;@G78!$%M$U&^D=6:CDG:C

22’%B6\;=GKB7HLH;=A\H@F?6KBG?@L7G@IGH:<&)24?;77A8’)))244W*3HI;A@#!$$P!P$#"$V%!*HK6:h#S6F7;=@.#S;:C7;=+#;@G78h4F=69IFhGWDG:C

C=HJ;=G:CB6\;=GKB7HLH;=A8’)))2H?=6\GJ;G:C2H77HK;W@;=SGJ;26:67H@FH?%H=?9H@A*EKB6AH9K#P[[#!![$N%!*G@6F4#*FHK9=G4#’?FHXG\G*#;@G78/?6KBG?@

K6C97;L6=hWDG:CFHIFWAB;;C\H=;7;AAAEA@;KA8’)))244W*3HI;A@#!$$$!PMMM$#%!)CH@6=HG7%6KKH@@;;6L@F;%6KB7;@;CS6=XA6L%FH:G’:@;W

I=G@;C%H=?9H@A82H?=6\GJ;H:@;I=G@;C?H=?9H@A8a;H>H:I!(GW

@H6:G73;L;:?;’:C9A@=E<=;AA#!$$$&H:%FH:;A;’$中国集成电路大全编委会8微波集成电路8北京!国防工业出版社#!$$$%$"%!aGH3GL9#0H9_9:?F9:#Q9G:RFHB;:I#;@G78’*2DG:CK;W

CH9KB6\;=GKB7HLH;=8%FH:;A;+69=:G76L*;KH?6:C9?@6=A#

!$$V#!N&#’!#!#&H:%FH:;A;’$白大夫#刘训春#袁志鹏#等8’*2频段中功率功率放大器8半导体学报#!$$V#!N&#’!#!#%$T%!jHG:Q6:I‘9;#0H9_9:?F9:84F;C;AHI:6L’:UG<(UG/A

&a4KH?=6\GJ;B6\;=GKB7HLH;=8%FH:;A;+69=:G76L*;KHW?6:C9?@6=A#!$$M#!V&"’!"NM&H:%FH:;A;’$钱永学#刘训春8’:UG<(UG/A&a4微波功率放大器的设计8半导体学报#

!$$M#!V&"’!"NM%$[%!+HG&6:IE6:I#0H9RFH:6:I#0HUG6]H:I#;@G78*HU;&a4

?7GAA/aB6\;=GKB7HLH;=L6=\H=;7;AA?6KK9:H?G@H6:A8%FHW:;A;+69=:G76L*;KH?6:C9?@6=A#!$$!#!M&[’![!P&H:%FHW:;A;’$贾宏勇#刘志农#李高庆#等8用于无线通信的*HU;异质结双极型晶体管/a类功率放大器8半导体学报#!$$!#!M

&[’![!P%$P$%!jHG:Q6:I‘9;#0H9_9:?F9:#SG:I.9:K;H#;@G78*;7LWGW

7HI:;CUG’:<(UG/A&a4C;JH?;8%FH:;A;+69=:G76L*;KHW?6:C9?@6=A#!$$!#!M&N’!NPM&H:%FH:;A;’$钱永学#刘训春#王润梅#等8自对准UG’:<(UG/A&a4器件8半导体学报#!$$!#!M&N’!NPM%

+DAU")

合集下载

基于LMX2594的K波段频率源的设计与实现

基于LMX2594的K波段频率源的设计与实现

基于LMX2594的K波段频率源的设计与实现胡格;王志鹏;文继国【摘要】介绍了一种K波段频率源的设计方法.本文采用LMX2594数字锁相环芯片,并用C8051F330单片机对锁相环芯片进行操作,然后再倍频的方法实现了实现了该K波段频率源的设计.该频率源具有频率稳定度高,相位噪声低,杂散低等优点.测试结果表明该频率源的相位噪声为-90dBc@1kHz,-98dBc@10kHz;输出功率大于10dBm,可以满足系统的各项要求.【期刊名称】《电子世界》【年(卷),期】2018(000)017【总页数】3页(P119-121)【关键词】K波段;频率源;锁相环;相位噪声;杂散【作者】胡格;王志鹏;文继国【作者单位】成都信息工程大学;成都信息工程大学;成都信息工程大学【正文语种】中文1 引言频率源是现代微波通信系统的重要功能单元，在收发射机、雷达、通信、电子对抗和检测仪器等电子设备中被广泛应用，它的性能直接影响整个通信系统的性能[1]。

随着雷达等信息技术的发展，对频率源的稳定性、相位噪声、杂散和体积等性能指标提出了越来越高的要求[2]。

频率源的设计方法有直接频率合成、锁相环频率合成、直接数字频率合成、PLL+DDS频率合成[3-4]。

本文所设计与实现的点频源是通过采用锁相环频率合成技术产生一个点频率然后放大再通过倍频，最后滤波得到我们最终所需的信号。

图1 LMX2594功能框图2 锁相环的工作原理LMX2594是德州仪器生产的一款较高性能的宽带合成器，能产生10MHz至15GHz 范围内的任何频率，其显著特点是实现非常低的带内噪声和集成抖动。

高速N分频器没有预分频器，能够有效减少杂散的数量和振幅。

还有一个可减轻整数边界杂散的可编程输入乘法器。

LMX2594可以是单端输入输出，也可以是差分输入输出。

参考信号先由管脚 OSCINM 或 OSCINP 进入芯片，经过倍频，R分频器，然后再送到鉴相器。

鉴相器的输出经过电荷泵后由管脚CPOUT 输出至外部的环路滤波器，滤波后再经过管脚VTUNE来控制VCO，VCO信号经过一个可编程的N分频器来控制需要的频率，最后通过RFOUT输出。

基于LMX2594的K波段频率源的设计与实现

基于LMX2594的K波段频率源的设计与实现

• 119•基于LMX2594的K波段频率源的设计与实现成都信息工程大学 胡 格 王志鹏 文继国【摘要】介绍了一种K波段频率源的设计方法。

本文采用LMX2594数字锁相环芯片，并用C8051F330单片机对锁相环芯片进行操作，然后再倍频的方法实现了实现了该K波段频率源的设计。

该频率源具有频率稳定度高，相位噪声低，杂散低等优点。

测试结果表明该频率源的相位噪声为-90dBc@1kHz,-98dBc@10kHz；输出功率大于10dBm，可以满足系统的各项要求。

【关键词】K波段；频率源；锁相环；相位噪声；杂散Design of K Band Frequency Source based on LMX2594HU Ge，WANG Zhi-peng，WEN Ji-guo（Chengdu University of Information Technology，Chengdu，China）Abstract：A design method of the K-band frequency source is introduced in this paper.The chip of LMX2594 Digital PLL is used in this paper，C8051F330MCU is used to do operation in the PLL chip，and then multipliers it to achieve the K-band frequency source，which has lots of characteris-tics，such as high frequency stability，low phase noise and low spurs.The test results show that：the phase noise of the frequency source is -90dBc@1kHz，-98dBc@10kHz；the power level of the output greater than 10dBm，which can meet the requirements of the system.Key words：K-band；frequency synthesizer；PLL；phase noise；spurs1 引言频率源是现代微波通信系统的重要功能单元，在收发射机、雷达、通信、电子对抗和检测仪器等电子设备中被广泛应用，它的性能直接影响整个通信系统的性能[1]。

LTK5128_F类3.1W_音频功率放大器

LTK5128_F类3.1W_音频功率放大器

⏹ 管脚说明及定义LTK5128建议使用在单节锂电方案中，因功放芯片在动态播放中，瞬态电流也不停变动，在动态播放时 可能会产生电源电压尖峰，因此LTK5128不建议使用在升压或USB-5V 供电方案中。

如用到升压、USB-5V 供电时，请使用高耐压、高性能版本LTK5129。

Bottom View⏹基本电气特性⏹ 性能特性曲线图1：Input Amplitude VS. Output Amplitude图2：THD+N VS .Output Power Class_D1010010001000010100100010000O u t p u t A m p l i t u d e (m V r m s ) Input Voltage Amplitude （mVrms ）VDD=5V RL=4Ω+33uH Class_DInput Amplitude VS Output Amplitude图3：THD+N VS .Output Power Class_D图4：THD+N VS. Output Power Class_AB图5：Frequency VS.THD+N0.010.11101000.1110T H D +N %Output Power （W ）VDD=5V RL=4Ω+33uH Claas_D VDD=4.2V RL=4Ω+33uH Claas_D VDD=3.8V RL=4Ω+33uH Claas_DTHD+N VS Output Power0.010.11101000.1110T H D +N %Output Power （W ）VDD=5V RL=4Ω+33uH Claas_AB VDD=4.2V RL=4Ω+33uH Claas_AB VDD=3.8V RL=4Ω+33uH Claas_ABOutput Power VS THD+N%0.010.1110100100010000T H D +N （%）Frequency(HZ)VDD=5V PO=1W RL=4Ω+33uH Class_DTHD+N VS Frequency-6-5-4-3-2-1012310100100010000G a i n （d b ）Frequency(HZ)VDD=5V RL=4Ω Class_DFrequency ResponseSD 管脚是芯片使能脚位。

小型化K波段集成下变频器应用与论文

小型化K波段集成下变频器应用与论文

小型化K波段集成下变频器的应用与研究摘要:本文结合实际情况,在分析了微波下变频器结构及工作原理的基础上,对小型化k波段集成下变频器的技术指标与特性进行了研究。

关键词:k波段下变频器技术指标0 引言变频器作为节能降耗减排的利器之一,在电力设备中的应用已经极为广泛而成熟。

在未来三十年,变频器在电力节能降耗中的作用极为明显,变频器也成为越来越多电力行业改造技术的首选。

而且,由于国家政策的宏观调控,节能减排政策的出台,以及目前经济环境对制造业的冲击,使得变频器开始寻求一些新的增长点[1]。

下变频器的应用很广,但是目前国内尚没有完整系列的产品,进行微波产品开发的公司也比较少,尤其是mmic芯片的开发,还处于初始阶段。

而许多海外微波公司已开发成系列产品。

并且性能优良。

因此,利用已有的芯片资源,发挥自身的优势,开发符合要求的产品,是一种可行的办法。

小型化k波段下变器,其组件主要包括倍频器、滤波器、混频器,能有效的减少系统的体积,提高性能,降低成本。

1 微波下变频器技术指标与特性分析根据上述需实现的技术指标和功能,k波段下变频器由以下几个部分组成:镜像抑制滤波器、混频器、二倍频器、增益放大器、本振滤波器、中频放大器,其总体实现框图和电平分配如图2-1所示。

在总体方案中,本振信号先经过一个有源二倍频器变频放大,然后经增益放大器和滤波器放大后,接入混频器的本振口;射频信号经镜频抑制滤波器后,接入混频器的射频口;两路信号经混频器混频至中频输出,考虑到组件变频增益等要求,在中频输出端加入了一个中频放大器[2]。

1.1 基于不用电动机负载电流k波段下变频器容量的选择一般地说,变频器的容量有三种表示方法:①额定电流;②适配电动机的额定功率。

③额定视在功率。

不管是哪一种表示方法,归根到底还是对变频器额定电流的选择,应结合实际情况根据电动机有可能向变频器吸收的电流来决定。

通常变频器的过载能力有两种:①1.2倍的额定电流,可持续1分钟;②1.5倍的额定电流,可持续1分钟;而且变频器的答应电流与过程时间呈反时限的关系。