一种改善功率放大器线性度及功率的可行性方法

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一种改善W-CDMA 手机用功率放大器线性度的新方法

一种改善W-CDMA手机用功率放大器线性度的新方法肖婷婷周东平（公安部第一研究所，北京，100044）摘要：分析了偶次交调产生的低频因素对临近信道泄漏功率比(ACPR)不对称性的影响；根据实际功率放大器结构提出了一种等效低通滤波器模型；仿真验证了该低通滤波器的带宽和阶数对ACPR不对称性的影响；测试中通过改变该低通滤波器的带宽和阶数，使得ACPR不对称性改善了3.72dB，同时ACPR降低了2.95dB，有效地改善了功率放大器的线性度。

关键词：W-CDMA；线性度；ACPR不对称性；低频因素中图分类号：TN722.7A New Method to Improve the Linearity of PowerAmplifiers used for W-CDMA HandsetsXiao Tingting, Zhou Dongping(The First Research Institute of Ministry of Public Security, Beijing, 100044 ) Abstract: The influence of low frequency factors created by the even order distortion to the adjacent channel power ratio (ACPR) asymmetry is analyzed. An equivalent low pass filter model is presented according to the actual power amplifier structure. We simulated and confirmed the influences of the band and order of the low pass filter to the ACPR asymmetry. In the test, the ACPR asymmetry was improved by 3.72dB and the ACPR was decreased by 2.95dB through changing the band and order of the low pass filter. The linearity of power amplifier was improved effectively.Key words：W-CDMA; linearity; ACPR asymmetry; low frequency factors EEACC : 12201引言第三代移动通信（3rd-Generation，简称3G）系统[1]具有更大的容量、更好的通讯品质、更高的频带利用率，这些特点使得它能为高速和低速移动用户提供语音、数据、电视会议及多媒体等多种业务。

了解电子信息工程中的功率放大器线性度优化方法

了解电子信息工程中的功率放大器线性度优化方法电子信息工程中的功率放大器线性度优化方法涉及到一系列技术和算法，以提高功率放大器的线性度，并优化其性能和可靠性。

下面将对几种常见的功率放大器线性度优化方法进行详细介绍。

1.前向矫正技术：前向矫正技术是一种通过控制电流或电压源，在功率放大器的输入和输出之间添加一个运算电路来进行非线性矫正的方法。

这种方法的关键是选择适当的预测算法，使其能够在技术限制下实时计算出输出误差，并通过反馈机制进行非线性补偿，从而实现线性度的优化。

2.反馈线性化技术：反馈线性化技术是一种通过在功率放大器的输入和输出之间添加一个反馈回路来实现线性度优化的方法。

该方法通过将一部分放大器的输出信号与输入信号进行比较，并将误差信号反馈给放大器的控制电路，以调整放大器的工作状态，减小非线性失真，提高线性度。

3.预失真技术：预失真技术是一种通过在功率放大器的输入端添加一个预失真电路来实现线性度优化的方法。

该方法通过测量功率放大器的非线性特性，并将其反馈给预失真电路，使其能够产生与功率放大器非线性特性相反的补偿信号，从而实现线性度的优化。

4.DPD技术：DPD（Digital Predistortion）技术是一种数字预失真技术，通过使用数字信号处理技术对功率放大器的输入信号进行预处理，以抵消功率放大器非线性特性引起的失真，实现线性度的优化。

这种方法通过引入一个非线性模型来描述功率放大器的非线性特性，并使用逆模型来补偿功率放大器的非线性特性。

5.自适应算法技术：自适应算法技术是一种通过自动调整功率放大器的工作参数来实现线性度优化的方法。

该方法通过使用自适应算法，例如最小均方误差（LMS）算法或正交传感器算法，对功率放大器的输入信号和输出信号之间的误差进行实时测量，并根据误差的大小自动调整功率放大器的工作参数，以减小非线性失真，提高线性度。

总结起来，功率放大器线性度优化方法包括前向矫正技术、反馈线性化技术、预失真技术、DPD技术和自适应算法技术。

功率放大器设计中的效率改进技术

功率放大器设计中的效率改进技术功率放大器是电子设备中常用的一种电路，用于放大输入信号的功率。

在功率放大器设计中，效率是一个非常重要的指标，它可以影响到整个电路的性能和功耗。

因此，提高功率放大器的效率是设计过程中的关键任务之一。

一种提高功率放大器效率的技术就是采用开关功率放大器。

开关功率放大器通过在开关管上加以合适的开关信号，让开关管在工作状态时处于饱和和截止状态，从而减小导通电阻，减小管子功耗，提高整个功率放大器的效率。

此外，开关功率放大器的输出功率可以通过改变输入信号的占空比来控制，使得功率放大器更加灵活。

另一种提高功率放大器效率的技术是采用半导体功率放大器。

半导体功率放大器相比传统的线性功率放大器，具有更高的效率、更小的失真和更快的响应速度。

通过优化电路结构和选用高效率的功率器件，半导体功率放大器可以实现更高的效率，满足不同应用场景对功率放大器性能的需求。

此外，在功率放大器设计中，选择合适的功率器件也是关键的一步。

例如，针对高频功率放大器设计，选择高频效率更高的功率晶体管，可以提高整个功率放大器的效率；对于要求较高输出功率的功率放大器设计，选择功率器件具有更大的饱和功率和更小的失真，可以提高功率放大器的效率和性能。

除了上述技术，功率放大器设计中还可以通过提高电路的级联效率来改进功率放大器的整体效率。

级联效率是指在多级放大器中，每一级放大器的输出功率都可以最大化，从而减小整个电路的功耗。

综上所述，提高功率放大器的效率是功率放大器设计过程中的重要任务。

通过采用开关功率放大器、半导体功率放大器、选择合适的功率器件以及提高级联效率等技术，可以有效地改进功率放大器的效率，提高整个电路的性能和功耗。

在实际设计中，设计工程师可以根据不同应用场景的需求，选用适合的技术和器件，优化功率放大器设计，实现更高效的功率放大器电路。

改善WCDMA手机用功率放大器线性度的新方法

改善WCDMA手机用功率放大器线性度的新方法1 引言第三代移动通信(3rd-Generation，简称3G)系统具有更大的容量、更好的通讯品质、更高的频带利用率，这些特点使得它能为高速和低速移动用户提供语音、数据、电视会议及多媒体等多种业务。

但这些出色的性能也对硬件电路系统提出了更高的要求，尤其是发射子系统的功率放大器(PA)单元。

W-CDMA(Wideband Code Division Multiple Access)作为第三代移动通信(3G)的标准之一已经在欧洲和日本获得了成功的商业应用。

W-CDMA系统的PA具有如下新的特点：第一，在3G手机中，最关键的是高速数据传送要求具有更高的带宽和发送功率。

在W-CDMA中采用带宽为3.84MHz的伪随机噪声码(Pseu-do-Noise code，PN码)，因此用户信号带宽也为3.84MHz，由放大器IMX产生的非线性失真分布在更宽的范围内。

第二，为了提高数据发送速率和增加频谱利用效率，采用混合相移键控HPSK(Hybrid Phase ShiftKeying)调制方法，要求PA必须有良好的线性度。

功放的AM-PM特性会导致调制信号的相位失真，从而接收系统的误码率会上升，导致系统通信品质的降低。

第三，由于远近效应的存在，PA的输出动态范围大。

按照第三代合作伙伴计划(3rd GenerationPartnership Project，简称3GPP)推出的W-CDMA标准，要求发射机可控发射功率范围为+24dBm到-50dBm，共74dB的动态范围，如果再考虑一些余量，整个发射机应具有超过80dB的动态范围。

发射机芯片动态指标往往受限于高功率时的ACPR 指标和低功率时的噪声底，而临近信道泄漏功率的大小与输入功率的三次方成正比，为避免对临近信道用户产生过大干扰，最大功率输出时ACPR不应大于-37dBc。

2 第三代移动通信W-CDMA功率放大器电路中效率与线性特性的关系在3GPP制定的W-CDMA标准中，只有对PA的线性度和发射功率的要求，所以它们是第一位的。

模拟电子技术基础知识功率放大器的线性度与效率优化

模拟电子技术基础知识功率放大器的线性度与效率优化在模拟电子技术中，功率放大器起着非常重要的作用。

功率放大器能够将微弱的输入信号放大到较大的输出功率，广泛应用于音频放大器、射频通信等领域。

然而，功率放大器的线性度与效率问题一直是工程师们需要关注和解决的核心课题。

一、功率放大器的线性度优化功率放大器的线性度是指输入功率与输出功率之间的关系是否是线性的。

在理想情况下，放大器的线性度应该是完全线性的，在任意输入功率下，输出功率的增加应保持与输入功率的增加成正比的关系。

然而，在现实中，由于非线性元件、电源波动、反馈环路等原因，功率放大器的线性度经常无法完全满足要求。

为了解决功率放大器的线性度问题，可以采取以下措施进行优化：1. 选择合适的放大器类型：根据不同的应用场景和要求，选择合适的放大器类型，如B类、AB类、C类、D类等。

不同类型的放大器具有不同的线性度特点，工程师需要根据实际需求进行选择。

2. 使用线性化技术：通过引入线性化技术，可以有效地提高功率放大器的线性度。

常见的线性化技术包括预失真技术、反馈技术、交叉耦合技术等。

这些技术能够在一定程度上抑制功率放大器的非线性失真，提高线性度。

3. 优化电源供电：功率放大器的线性度受到电源波动的影响较大。

因此，优化电源供电是提高功率放大器线性度的重要手段之一。

可以采用稳压电源、滤波电路等方法来降低电源波动对功率放大器线性度的影响。

二、功率放大器的效率优化功率放大器的效率是指输出功率与输入功率的比值，即输出功率的百分比。

在实际应用中，功率放大器的效率通常要求尽可能地高，以确保尽量少的输入功率能够输出较大的功率。

为了提高功率放大器的效率，可以采取以下方法进行优化：1. 选择高效的功率放大器结构：不同的功率放大器结构具有不同的效率特点。

例如，级联放大器与并联放大器相比，级联放大器的效率较高。

因此，在实际设计中，根据具体要求选择适合的功率放大器结构是提高效率的关键。

2. 优化负载匹配：负载匹配对功率放大器的效率影响较大。

一种改善功率放大器线性度及功率的可行性方法

征文
一种改善功率放大器线性度及功率的可行性方法
程体飞聂光义毛加兴 (上海浦东张江高科郭守敬路 498 号 22 栋 4 楼，201203)
摘要：为了改善功放电路的线性度与功率，减少系统的调试时间，本文采用在晶体管集电极偏置设计中加入 LC 谐振网络，同时在射频芯片输出端和功放输出端加入一个∏型衰减器。实验结果表明系统的二次谐波抑制度、功率有明显的改善，功放电路稳定性很容易满足，提高了系统抗负载牵引的能力，减小系统调试难度，实际应用中只需微调功放输入级的 LC 串联匹配网络就可满足要求。通过系统仿真与调试，验证了此方法的有效性并容易实现量产。关键词：线性度二次谐波抑制度 LC 谐振网络
引言：本方法主要应用于微功率短距离通讯系统，射频芯片的输出功率往往是有限的，但人们在工程应用中需要得到更大的输出功率，这时候就需要在射频芯片的输出端加功率放大器电路，这样可以使传输的距离有较大程度的改善。针对单频信号输入功放系统谐波失真就是我们重点考虑的线性度问题。本文应用 PHILIPS 的 BFR540 作功放管，在输入功率为 10mW 下放大输出 100mW。如果对功放电路设计不当，就会使功放电路存在潜在的自激危险，对非线性失真、杂散辐射不加以改善就会严重影响通讯的质量。一、系统仿真设计本单频信号输入系统可以使用 Agilent ADS2005A 进行仿真，测试仪器使用 DS8821A 频谱仪。使用 BFR540 的 SPICE 参数建立晶体管仿真模型，用 P_ITone 控件可以模拟射频芯片的基本功能，对功放管 BFR540 基极采用分压式供电方式，集电极加一个 LC 谐振网络供电，这个 LC 并联谐振网络相当于一个带阻滤波器，对功放电路的二次谐波、功率都有较大的影响，这正是整个系统的关键和新颖点所在，其谐振频率根据公式 f 0

如何设计和调试功率放大器的线性度

如何设计和调试功率放大器的线性度在无线通信、雷达系统和音频放大等领域，功率放大器起着至关重要的作用。

然而，功率放大器的线性度问题常常成为限制其性能的关键因素。

本文将介绍如何设计和调试功率放大器的线性度，以提高其性能和可靠性。

1. 功率放大器的线性度问题在功率放大器中，线性度是指输出信号与输入信号之间的关系是否为线性关系。

如果功率放大器的线性度较差，输出信号可能会出现非线性失真，导致信号失真、频谱扩展及带宽限制等问题。

因此，设计高线性度的功率放大器是至关重要的。

2. 设计高线性度功率放大器的关键因素为了设计和调试高线性度的功率放大器，需要考虑以下关键因素：2.1. 选择合适的放大器类型不同类型的功率放大器具有不同的线性度性能。

根据应用需求和复杂度，可以选择适合的放大器类型，如A类放大器、AB类放大器、C类放大器和D类放大器等。

每种类型都有不同的优点和缺点，需要根据实际情况进行选择。

2.2. 优化偏置电路设计合理的偏置电路设计可以有效提高功率放大器的线性度。

通过选择合适的偏置电流和电压，可以减小非线性失真，提高放大器的线性度。

此外，考虑偏置电路的温度稳定性也是很重要的，以确保放大器在不同工作温度下都能保持良好的线性度性能。

2.3. 优化输出匹配电路输出匹配电路的设计也是提高功率放大器线性度的重要一环。

通过合理的输出匹配网络设计，可以实现输出电流和电压的匹配，减少反射损耗，提高功率传输效率和线性度。

3. 调试功率放大器的线性度一旦功率放大器的设计完成，还需要进行调试和优化，以提高其线性度。

以下是一些调试功率放大器线性度的常用方法：3.1. 估计功率放大器的线性度性能通过模拟和仿真工具，可以估计功率放大器的线性度性能。

根据输出功率和信号频率，可以预测功率放大器的非线性失真情况，并进行适当的优化。

3.2. 测试输入输出特性曲线使用信号发生器和示波器等测试设备，可以测试功率放大器的输入输出特性曲线。

根据测量结果，评估功率放大器的线性度性能，并进行相应调整。

功率放大器的硬件响应提升方法

功率放大器的硬件响应提升方法1.进一步提高输出功率提高功率放大器的输出功率可以通过增加输出级的晶体管数量、提高电源电压和电流等方式实现。

增加输出级的晶体管数量可以提高电流承受能力，从而提高输出功率。

增加电源电压和电流可以提供更大的功率供应，从而增加输出功率。

2.优化输入/输出匹配网络输入/输出匹配网络是功率放大器的中心，它对功率放大器的频响特性、失真和线性度等都有重要影响。

通过优化匹配网络的设计，可以提高其输入和输出阻抗的匹配，减小反射功率，从而提高功率放大器的效率和稳定性。

3.采用宽带变压器传统的功率放大器采用输人输出均采用低频变压器的结构，这种结构存在频率响应有限、失真高等缺点。

在实际应用中，可以采用宽带变压器来提高频响特性。

通过选择合适的铁芯材料和匝数等参数来设计宽带变压器，可以提高功率放大器的频率响应，并降低失真。

4.电源抑制技术功率放大器在工作中会因为电源的波动而产生干扰和失真。

为了降低电源的干扰对功率放大器性能的影响，可以采用电源抑制技术。

电源抑制技术通过增加滤波电容、采用稳压电源或采用分离式电源等方式，可以有效地抑制电源干扰，提高功率放大器的线性度和稳定性。

5.优化功率放大器结构在功率放大器的结构设计方面，可以采用一些优化策略来提高其硬件响应。

例如，采用双增量结构可以提高线性度和稳定性；使用级联结构可以提高增益和线性度；采用共源共充共集结构可以提高功率放大器的效率和稳定性等。

6.采用反馈电路为了降低功率放大器的失真和提高线性度，可以采用反馈电路。

反馈电路通过将功率放大器的一部分输出信号反馈到输入端，可以校正输出信号的非线性特性，从而减小失真。

常见的反馈电路包括电压反馈、电流反馈和功率反馈等。

总的来说，功率放大器的硬件响应提升方法涉及到多个方面，包括提高输出功率、优化输入/输出匹配网络、采用宽带变压器、电源抑制技术、优化功率放大器结构和采用反馈电路等。

通过综合应用这些方法，可以提高功率放大器的性能，满足不同应用场景的需求。

225MHz～2.5GHz宽带高功率放大器的线性度优化与实现

225MHz～2.5GHz宽带高功率放大器的线性度优化与实现一、引言随着通信技术和无线网络的迅猛发展，需要更高带宽和更高功率的放大器来满足各种应用的需求。

而在高功率放大器设计中，线性度问题一直是一个挑战。

传统的放大器设计中常常需要在功率和线性度之间做出权衡，难以同时实现高功率和高线性度。

因此，如何在宽带高功率放大器中实现线性度的优化成为了一个重要的研究方向。

二、线性度优化的挑战与需求在通信系统中，传输的信号往往是复杂的调制信号，其中包含多个频谱成分和相位信息。

而高功率放大器的非线性特性会引起信号失真、杂散和互调等问题，从而降低系统的传输性能。

因此，实现高线性度成为宽带高功率放大器设计中的重要目标之一。

然而，要实现高线性度面临着多个挑战。

首先，宽带高功率放大器需要在较宽的频率范围内拥有较高的线性度。

由于信号频率的变化，放大器的性能参数可能会发生变化，因此需要在整个频率范围内进行线性度优化。

其次，高功率放大器往往需要具备较大的增益和较高的输出功率，这会加剧非线性失真的问题。

如何在保证较高增益和较高输出功率的同时保持良好的线性度是一个较为复杂的问题。

另外，高功率放大器通常需要工作在高效率状态下，以降低功耗和热量产生。

然而，高效率放大器的非线性失真问题更加显著，因此需要在高效率工作的同时实现线性度优化。

三、线性度优化的方法和技术为了解决线性度优化的挑战，研究人员提出了一系列的方法和技术。

以下列举几种常见的方法：1. 负反馈技术：负反馈技术通过引入一个负反馈网络来抑制放大器的非线性失真。

负反馈技术可以有效地提升放大器的线性度，但同时也会引入一定的增益和带宽损失。

2. 非线性补偿技术：非线性补偿技术通过预测和抵消放大器的非线性特性来提升线性度。

这种方法常常需要使用复杂的数学模型进行预测和计算，并且在实际应用中可能存在较高的复杂性和实现难度。

3. 功率控制技术：通过控制放大器的功率输出来实现线性度优化。

这种方法可以在需要较高线性度的情况下，降低放大器的输出功率，从而减小非线性失真。

模拟电子技术基础知识功率放大器的线性度与效率分析要点

模拟电子技术基础知识功率放大器的线性度与效率分析要点在模拟电子技术领域中，功率放大器是一种重要的电子元件，用于增强电子信号的幅度。

在功率放大器的设计和应用过程中，线性度和效率是两个关键的指标。

本文将探讨功率放大器的线性度与效率分析的要点。

一、功率放大器线性度的分析1. 线性度的定义与重要性线性度是衡量功率放大器输出信号与输入信号之间的关系是否线性的指标。

在实际应用中，线性度直接影响到功率放大器的信号失真程度，因此，准确分析功率放大器的线性度十分重要。

2. 功率放大器线性度的测试方法（1）阶跃响应法：通过输入一个阶跃信号，观察输出信号的响应情况，从而得出功率放大器的线性度。

（2）频率响应法：通过输入一个正弦信号，并改变其频率，测量输出信号的增益，进而得到功率放大器的线性度。

（3）交叉调制法：利用两个正弦信号进行交叉调制，观察输出信号的谐波失真情况，以评估功率放大器的线性度。

3. 问题与解决方案在功率放大器线性度分析过程中，可能会出现一些问题，例如非线性失真和互调失真。

针对这些问题，可以采取以下解决方案：（1）优化电路设计，减少非线性元件的影响。

（2）采用负反馈技术，增加线性度。

（3）选用高线性度的功率放大器器件。

二、功率放大器效率的分析1. 效率的定义与重要性功率放大器的效率是指输出功率与输入功率之比，衡量了功率放大器的能量传输效率。

高效率的功率放大器能够有效利用电源能量，减少能量的损耗。

2. 功率放大器效率的计算方法功率放大器的效率计算方法有多种，其中最常用的是利用直流功率和交流功率的比值来计算。

（1）直流效率：直流效率是指功率放大器在工作过程中，在特定输入功率和负载条件下的直流电源利用率。

（2）交流效率：交流效率是指功率放大器在输出信号中的交流功率与输入功率之比。

3. 提高功率放大器效率的方法（1）采用高效率的功率放大器器件，如MOSFET、IGBT等。

（2）优化功率放大器的电路拓扑结构，减少功率损耗。