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          F類(lèi)/逆F類(lèi)功率放大器效率分析

          作者: 時(shí)間:2012-10-29 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
           

          F類(lèi)/逆F類(lèi)功率放大器效率分析

            然而,在現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中對(duì)所有諧波進(jìn)行控制顯然不可能,一般在工程應(yīng)用中,只要控制好二次和三次諧波即可。控制更多的諧波就會(huì)增加電路的復(fù)雜性,也不會(huì)對(duì)性能有明顯提高。輸出端整形電路如圖3所示,逆輸出端整形電路如圖4所示,通過(guò)整形二、三次諧波阻抗分別滿足的阻抗要求。采用電磁仿真軟件對(duì)功率管和整形電路整體進(jìn)行負(fù)載牽引設(shè)計(jì),找出在輸出端基波的最優(yōu)輸出阻抗值。通過(guò)后端的附加匹配網(wǎng)絡(luò)將整體電路匹配到50Ω標(biāo)準(zhǔn)阻抗。

            

          F類(lèi)/逆F類(lèi)功率放大器效率分析

            3 仿真結(jié)果分析

            根據(jù)上述電路結(jié)構(gòu)分別設(shè)計(jì)F類(lèi)和,功率管采用Cree公司的45 W GaN功率管CGH40045,其導(dǎo)通電阻Ron=0.3 Ω。為對(duì)兩種做出客觀真實(shí)的比較,各方面參數(shù)應(yīng)盡量保持一致,基板均采用Rogers公司的R05870,基板厚度為0.79 mm。工作偏置點(diǎn)選為VDS=28 V,VGS=-2.5 V,工作頻率1.5 GHz。

            圖5和圖6為F類(lèi)功率放大器與功率放大器增益和輸出功率隨輸入功率變化的曲線。圖5為兩者的增益圖,從圖中可以看出,兩者的增益基本相等,線性區(qū)增益約為16.5 dBm。圖6為兩者的輸出功率,從圖中可以看出,兩者的輸出功率變化曲線基本吻合,最大輸出功率約為55 W,在P1dB點(diǎn)處輸出功率約為45W。

            

          F類(lèi)/逆F類(lèi)功率放大器效率分析

          F類(lèi)/逆F類(lèi)功率放大器效率分析

            在增益和輸出功率相等的前提下,進(jìn)行漏極的比較,圖7為F類(lèi)功率放大器和逆F類(lèi)功率放大器,工作在1.5 GHz時(shí)的漏極隨輸入功率變化的曲線。由圖中曲線可以看出,逆F類(lèi)功率放大器在輸入40 dBm時(shí),漏極效率達(dá)到最大值91.8%,同時(shí)F類(lèi)功率放大器的漏極效率為89.3%。從圖2可以看出,當(dāng)Ron為0.3 Ω時(shí),逆F類(lèi)效率為96%,F(xiàn)類(lèi)效率為93.6%。由于現(xiàn)實(shí)中無(wú)法實(shí)現(xiàn)理想的方波和半正弦波信號(hào),因此仿真結(jié)果與計(jì)算結(jié)果有一定差異,但兩種模式之間的效率差異基本相等,證實(shí)了理論計(jì)算和仿真是一致的。

            



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