基于小信號S參數的功率放大器設計
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時(shí)間：2010-11-08
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技術(shù)方案與實(shí)用技巧
想要得到最大的輸出功率，必須對管子的匹配電路進(jìn)行優(yōu)化，應先把管子的封裝寄生元件確定。使用測量和EM仿真對于一般設計者來(lái)說(shuō)是比較困難，因此采用從小信號S參數中提取的方法。通常這些寄生的元件可模擬成串聯(lián)在柵極、漏極和源極的電感、電阻電路。該仿真模型的電原理圖使用Agilent公司的ADS軟件建立并分析。用ADS軟件的優(yōu)化功能調整改模型的S參數，使其和器件給定的小信號S參數基本相同，這樣就可以使用得到該管子比較準確的寄生元件的數值。
2．2 輸入端匹配的確定
除了對輸出端進(jìn)行匹配外，還需要對輸入端進(jìn)行匹配，輸入端的匹配可以提高管子的增益，并且對輸出功率影響較小。采用常用的二段阻抗變換線(xiàn)作為輸入匹配電路，同時(shí)采用共扼匹配可以得到較高的增益，在仿真過(guò)程中要考慮尺寸突變帶來(lái)的電磁影響。
2．3 整個(gè)電路的仿真優(yōu)化
在對整個(gè)電路進(jìn)行優(yōu)化設計時(shí)，重要的一點(diǎn)就是原來(lái)的功率管必須使用前面擬真出來(lái)的的S參數文件代替，擬真出的S參數文件的模型是一個(gè)兩端口元件，輸入、輸出匹配電路分別接到這個(gè)兩端口元件的兩端。輸入匹配電路將50 Ω的源阻抗變換后匹配到功率管的柵極，輸出匹配電路將漏極的輸出阻抗匹配后變換為50 Ω的負載阻抗。同時(shí)匹配電路的分布參數也對頻率有影響，因此合適的匹配電路就是能在需要的頻率和帶寬內使管子輸出最大的功率，并且具有較高的增益。整個(gè)仿真圖見(jiàn)圖2。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/180283.htm
3 結束語(yǔ)
通過(guò)實(shí)際制作出功率放大器，測得功率放大器的增益為11．5 dB，1 dB壓縮點(diǎn)輸出功率為32．3 dBm。根據FLLl77ME給的資料P1dB典型值為32．5 dBm，G1dB典型值為12．5 dB。由此可以看出匹配電路基本達到了資料給的數值。本電路是按照最佳輸出功率匹配的，所以輸出功率較大，但是增益有所降低。由測試結果可以看出，本放大器制作還是比較成功的。小信號設計技術(shù)主要是簡(jiǎn)單易用，不需要專(zhuān)業(yè)的儀器和復雜的建模，比較合適制作飽和功放。在線(xiàn)性功放制作時(shí)由于不能對線(xiàn)性指標(比如P1dB)等進(jìn)行直接計算，可能導致結果有偏差，因此設計者還需要依靠調試或者經(jīng)驗進(jìn)行進(jìn)一步的修正。
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