基于小信號(hào)S參數(shù)的功率放大器設(shè)計(jì)
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想要得到最大的輸出功率，必須對(duì)管子的匹配電路進(jìn)行優(yōu)化，應(yīng)先把管子的封裝寄生元件確定。使用測量和EM仿真對(duì)于一般設(shè)計(jì)者來說是比較困難，因此采用從小信號(hào)S參數(shù)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(diào)整改模型的S參數(shù)，使其和器件給定的小信號(hào)S參數(shù)基本相同，這樣就可以使用得到該管子比較準(zhǔn)確的寄生元件的數(shù)值。
2．2 輸入端匹配的確定
除了對(duì)輸出端進(jìn)行匹配外，還需要對(duì)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(duì)輸出功率影響較小。采用常用的二段阻抗變換線作為輸入匹配電路，同時(shí)采用共扼匹配可以得到較高的增益，在仿真過程中要考慮尺寸突變帶來的電磁影響。
2．3 整個(gè)電路的仿真優(yōu)化
在對(duì)整個(gè)電路進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，重要的一點(diǎn)就是原來的功率管必須使用前面擬真出來的的S參數(shù)文件代替，擬真出的S參數(shù)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(fù)載阻抗。同時(shí)匹配電路的分布參數(shù)也對(duì)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(nèi)使管子輸出最大的功率，并且具有較高的增益。整個(gè)仿真圖見圖2。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/180283.htm
3 結(jié)束語
通過實(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(jù)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(dá)到了資料給的數(shù)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(jié)果可以看出，本放大器制作還是比較成功的。小信號(hào)設(shè)計(jì)技術(shù)主要是簡單易用，不需要專業(yè)的儀器和復(fù)雜的建模，比較合適制作飽和功放。在線性功放制作時(shí)由于不能對(duì)線性指標(biāo)(比如P1dB)等進(jìn)行直接計(jì)算，可能導(dǎo)致結(jié)果有偏差，因此設(shè)計(jì)者還需要依靠調(diào)試或者經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行進(jìn)一步的修正。
評(píng)論