负载牵引法在开关类功率放大器设计中的应用

负载牵引法在开关类功率放大器设计中的应用
作者：孙殿举吴学杰侯磊刘儒
来源：《现代电子技术》2010年第05期

摘要:为提高开关类功率放大器设计的准确性,出功放管的最优输出阻抗值,采用负载牵引法设计开关类功率放大器,得到最佳输出阻抗值,然后设计输出及输入匹配网络及谐波抑制网络,仿真结果输入功率为28 dBm时,功率附加效率达到69.352%,表明功率负载牵引方法为改进开关类放大器设计,优化开关类功放管性能提供了快速而有效的方法,提高了大信号下模型的准确性。

关键词:负载牵引;开关类;功率放大器;最优阻抗;功率附加效率

中图分类号:TN722.7+5文献标识码:A

伪装无线摄像头文章编号:1004-373X(2010)05-191-02

Application of Load-pull in Switch-mode Power Amplifier Design

SUN Dianju,WU Xuejie,HOU Lei,LIU Ru

(Traction Power State Key Laboratory,Southwest Jiaotong University,Chengdu,610031,China)

Abstract:To improve the accuracy of switch-mode power amplifier design and find the power amplifier optimum impe-dance,load-pull approach is adopted to design switch-mode power amplifier,the optimal output impendence is obtained,output and input matching network and harmonic traps are designed,the simulation results show that the power-added efficiency of 69 352% with the input power of 28dBm is achieved,load-pull provides quick and efficiency approach,raises large-signal model accuracy for improving switch-mode power amplifier design and performance.

Keywords:load-pull;switch-mode;power amplifier;optimum impedance;power added efficiency

0 引言

负载牵引法是微波通信电路设计领域一种实用的方法,能够用于测量器件在实际工作状态下的性能,并且这种方法可以用于大信号和非线性条件下的功率放大管的测量。

功放的输出功率主要取决于有源器件的负载阻抗,通过改变不同的负载阻抗值,测试功放的性能,这就是负载阻抗牵引的基本原理,空心钢管搭建一套实际的负载(源)阻抗牵引系统是很困难而且代价昂贵的,但是随着微波EDA技术的发展,利用软件方针实现负载(源)阻抗牵引是很方便的[1]。

本文采用的是美国安捷伦公司的ADS电子设计软件(Agilent Design System),ADS软件可以提供电路设计者进行模拟、射频与微波等电路和通信系统设计,基于ADS的辅助设计将减少设计高精度高频RF/微波模块所需的步骤,可乐杯并允许设计工程师在开始物理原型设计之前,做出可靠信息的决定和调整。

1 设计

负载牵引方法可以通过不断调节输入和输出端的阻抗,到让有源器件输出功率最大的输入、输出匹配阻抗。同理导盲仪,也可以得到让功率管效率最高的匹配阻抗。这种方法可以准确地测量出器件在大信号条件下的最优性能,反映出器件输入,机器人拳击输出阻抗随频率和输入功率变化的特性,为器件和电路的设计优化提供了坚实的基础[2]。