射频放大器学习

此外衡量线性度的参数还有：相邻信道功率比 (Adjacent Channel Power Ratio，ACPR),频谱掩膜版,错 误向量幅度(Error Vector Magnitude,EVM)。 衡量放大器性能指标的还有：稳定性，S参数等等。
射频放大器的总体电路结构框图
功放的管子选择
集成电路的已发展到系统级芯片的阶段。随着CMOS工 艺的不断进步，由于CMOS电路的低成本，低功耗，速度 的不断提高以及易集成等特点，MOS管在集成电路中的 应用越来越普遍。 对于MOSFET的选择我们可以假设其处于线性区：
A类放大器举例说明
A类放大器的一般结构：
图中AB线为采用功率匹配，CD线采用负载线匹配
目前的问题
目前的问题： 1 对网络的匹配还是一知半解以及smith圆图在阻抗匹 配中的使用看不懂。 2 怎样合理的选择放大电路的类型
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漏极效率(Drain Efficiency)：
在输入信号作用下，直流电源提供的直流功率PDC中，一部分被 转换为输出信号功率Pout ,其余部分将消耗在功放电路中。放大器 的漏极效率ᵑ 定义为：
P百度文库out PDC
由此可见，在输出功率一定的条件下，提高效率就意味着电源供 给功率和放大器损耗功率降低。这对于降低能源损耗，减小成本 具有非常重要的意义。
功率放大器的分类
A类 传统功放 AB类
D类 开关模式 功放 E类
F类
各种工作状态的效率和线性性 功放工作状态 A类 B类 AB类 D类 E、F类 效率 理想50% ，实际5～ 20% 理想78.5%，实际 40%左右 理想50-70%，实际 60% 很好 有失真，有一定线性 度 较好 线性度
理想80～90%，实际 很好（仅适合低频） 80 % 理想100%，实际90% 完全非线性
功率放大器的主要性能参数
功率放大器与小信号放大器的主要区别就是小信号放大器工作在 小信号状态，一般用来提供放大的电流或者电压；而功率放大器工 作在大信号状态，主要是提供功率输出，同时也必须具有足够的电 流驱动能力。对于功率放大器来说，不仅要考虑电压增益，还要考 虑功率增益。 1．输出功率
三阶交调点是表示线性度或失真性能的参数。IP3高表示 线性度越好和更少的失真。IP3是在基波和三阶失真输出曲线 交点的理论输入功率。A线是基波(有用的)信号输出功率随输 入功率变化的曲线，B线是三阶失真输出功率随输入功率变化 的曲线。B线的斜率是A线斜率的3倍，理论上会与A相交。这 个交点就是三阶截取点。在这一点时假设的输入功率就是输 入IIP3，输出功率就是输出OIP3。
射频功率放大器的输出功率定义为功率放大器驱动给负载的带内 射频信号的总功率，并不包括谐波成分以及杂散成分的功率。 射频功率放大器的负载通常为天线，射频天线的等效阻抗一般为 50Ω。
2．效率 功率放大器的效率是用来衡量放大器将电源消化的功耗转化为射 频输出功率的能力，是衡量功率放大器性能的一个重要参数。效率 有漏极效率和功率附加效率两种表示方式。
W g m coc vds L
放大倍数正比于跨导，根据上述公式可以知道，在一定 条件下，迁移率越高，其放大倍数越大。所以我们选择 NMOS。
阻抗匹配
在射频电路与系统设计中，经常使用阻抗匹配网络。为了让放 大器从信号源获得最大的功率，需使匹配网络的输入阻抗等于信 号源阻抗的共轭；为了让放大器向负载传输最大的功率，需使匹 配网络的输出阻抗等于负载阻抗的共轭。 然而在功率匹配的时，虽然负载上得到的功率最大，但功率 匹配时源阻抗上消耗了同负载阻抗一样的功率。所以我们一般采 用负载线匹配。
射频发射机组成
在射频前端电路中主要有：混频器，调制器，振荡器和功率放大器。 射频功率放大器是无线发射机中的核心模块之一，要求输出大功率 给外部负载。功率放大器通常是无线收发机中功耗最大的模块，为 了降低功耗，延长电池寿命，要求它具有较高的效率。随着通信技 术的发展，信道容量急剧增加，许多无线通信系统都采用了幅度/相 位组合调制技术，功率放大器在输出大功率时要防止发生幅度失真， 这就对功率放大器的线性度提出了很高的要求。
3.线性度
功率放大器的线性度可以根据不同的应用而采用不同的衡量参 数。比较常用的是1dB压缩点和三阶交调点。 1dB压缩点(P1dB)是输出功率的性能参数。压缩点越高意味着输 出功率越高。P1dB是指与在很低的功率时相比增益减少1dB时的输 入(或输出)功率点。放大器有一个线性的动态范围，在这个范围 内，放大器的输出功率随输入功率线性增加。随着输入功率的继 续增加，放大器进入非线性区。
功率附加效率(PowerAdded Efficiency,PAE)：
Pout P 1 in PAE (1 ) PDC G
其中G为功率增益即放大器的输出信号功率与驱动信号功率的比值
P G out P in
漏极效仅考虑了电源上的之流功耗转化为射频输出功率的能力， 而功率附加效率将功率放大器的驱动信号功率也考虑在内，因此功 率附加效能更加准确地反映功率放大器的效率性能。