微带线E类功率放大器的设计与实现

E类功率放大器作为开关模式放大器一种,其理想效率为100%。一种简单微带线拓扑网络的E类功率放大器被提出,这种微带线负载网络不仅满足E类功率放大器工作模式的特殊要求,而且对高次谐波有很好的抑制性,同时通过增加合适的偏置微带线可以拓宽放大器的工作带宽。采用ADS软件仿真电路,并在1GHz频率点电路实现了输出功率为4W,漏极效率为73.4%,其中漏极效率效率在63%以上的电路带宽为200MHz。     

射频E类功率放大器并联电容技术研究

为了使E类放大器工作效率最大,需要得到并联电容的确切数值.分析了含线性并联电容E类放大器的和含非线性晶体管寄生输出电容E类放大器的不同特性,给出了不同的设计方法.指出了E类功率放大器设计过程中分析和计算并联电容的难点,阐述了E类功率放大器中并联电容对电路性能的影响,同时给出了考虑并联电容的E类功率放大器的设计方法.     

高效率E类射频功率放大器

研究了E类RF放大器的电路结构、工作原理、存在问题以及解决的方法--差分和交叉耦合反馈结构,最后给出了E类放大器的实例.由于具有低成本、高集成度、多功用等优点,MOS工艺在射频功率放大方面有很大的发展潜力.在本文中,用0.6 u m CMOS工艺实现了E类放大器的设计.     

MEMSE类放大器

对采用 MEMS开关的 E类放大器进行了原型仿真 ,并且通过工艺流片制作 MEMS开关 ,搭建 E类放大器电路进行测试 .测试结果显示 ,这种机械式的放大器同样能实现有源放大器的功能 .测试得到的放大器实际效率与原型模拟结果一致 ,而放大器的功率增益高达 2 0 0 0 .     

MEMS E类放大器

对采用MEMS开关的E类放大器进行了原型仿真,并且通过工艺流片制作MEMS开关,搭建E类放大器电路进行测试.测试结果显示,这种机械式的放大器同样能实现有源放大器的功能.测试得到的放大器实际效率与原型模拟结果一致,而放大器的功率增益高达2000.     

采用E类峰值放大器的反向Doherty功放设计

为获得更高的功率附加效率,采用了E类峰值放大器代替传统反向Doherty功放中的C类峰值放大器.E类峰值放大器的负载网络由一个阻抗匹配电路和两个谐波抑制电路组成.通过分析,得出了功放的设计步骤,同时为了证明分析的有效性,设计了一个工作在1.96GHz,输出为38dBm的带E类峰值放大器的反向Doherty功放.仿真结果显示,在输出功率为38dBm时,与平衡AB类功放和传统反向Doherty功放相比,带E类峰值放大器的反向Doherty功放分别有11.5%和1.1%的功率附加效率的提升.当输出功率从24dBm到38dBm变化时,测得的二次和三次谐波抑制分别大于36dB和30dB.     

高效率E类放大器

E类放大器是一种新型高效率功率放大器,理论效率接近100％,有很好的发展前景,本文介绍了E类放大器当前发展概况、电路结构、工作原理、技术特性;给出了理论分析、设计方法以及微波频段E类放大器出现的新问题,最后给出集中参数电路和微带电路的E类放大器实例。     

一种静态电流精确可控的AB类运算放大器

针对传统A类两级运算放大器摆率受限的情况,提出了一种新型的AB类两级CMOS运算放大器。仅通过增加一个电阻和电容,就实现了传统A类运算放大器向AB类运算放大器的转变,以及对输出级静态电流的精确控制,极大地改善了摆率,并且不会增加额外的功耗。新的频率补偿方法在保证系统稳定的同时大大增加了单位增益带宽,同时避免了传统补偿所带来的缺点。仿真结果表明,与传统的A类运算放大器相比,提出的AB类运算放大器的正负摆率分别提高到原来的35倍和2.2倍,单位增益带宽提高到原来的5倍。     

高效率E类放大器(续)

(接上期第61页) 6.3微带线结构的E类放大器 在UHF以上的较高波段,E类放大器中的电感值多在10nH以下.用集总参数的人工绕制线圈实现这样小的电感值,困难颇多,常出现电感数值不准和调整困难.而且集总参数电容元件值偏差大,不易获得合适数值,还要占用较大空间体积,存在辐射干扰、难于保证焊接质量等问题.而采用微带线实现放大器可避免上述种种缺点.     

增益平坦光纤喇曼放大器的实现

介绍了一种独特的方法来实现具有最优增益平坦度和增益带宽的增益平坦喇曼光纤放大器.通过使用反向放大器设计,实现了不使用任何增益均衡器在12 THz带宽上的相对平坦度低于1%,这种放大器的结构比现有的宽带光纤放大器在增益平坦上有一定的进步.     

互阻放大器带宽计算方法

互阻放大器是在光电检测前置放大中常用的一种电路结构。在互阻放大器的设计中没有增益带宽积的概念,其带宽分析往往让设计者感到困惑。为了深入研究互阻放大器的增益带宽特性,在此类比增益带宽积的引出,用单极点近似的方法推导出了互阻放大器增益和带宽的关系,并运用Multisim软件进行了仿真,验证了结论的正确性。指出在互阻放大器中增益和带宽仍然是矛盾的,为互阻放大器的带宽设计提供明确的指导。     

40-Gbit/s SDH光纤通信系统前置放大器设计

基于0.35μm SiGe BiCMOS工艺,设计了共基极和共发共基两种输入结构的前置放大器.为获得更宽的电路带宽,共基极电路采用了电容峰化技术.电路仿真表明,采用这些技术使两种前置放大器的跨阻带宽都达到了28GHz以上,满足了40Gbit/s SDH光纤通信系统带宽要求.通过比较两种不同输入结构前置放大器的增益、带宽、电路稳定性以及噪声特性,提出了双极型晶体管实现高速前置放大器的设计方案.     

E类高频功率放大电路的分析

本文对 E 类高频功率放大电路进行了较详细的理论分析,并得到了对电路设计和调整有用的资料。1.引言 E类放大器是开关式放大器的一种,它的优点是:(1)集电极电流的上升与电压的下降不同时出现;(2)电容器与晶体管并联连接。这种电路有利于实现大功率中波广播     

适用于高阶Sigma Delta调制器的全差分运算放大器的设计

比较了套筒式共源共栅、折叠式共源共栅和两级AB类输出的三种运算放大器结构,提出了一种可用于前馈型高阶Sigma Delta调制器的全差分跨导运算放大器.采用SIMC 0.18 μmCMOS工艺,完成了含共模反馈电路的两级AB类输出的跨导运算放大器的设计.利用Cadence/Spectre仿真器进行仿真,结果表明放大器的直流增益为62.19dB,单位增益带宽为205.56 MHz,相位裕度为70.81°,功耗仅为0.42 mW,适合于低压低功耗Sigma Delta调制器的应用.     

高效率E类射频功率振荡器的设计

主要介绍了高效率E类射频功率振荡器的原理和设计方法,通过电路等效变换,E类射频功率振荡器最终转换成与E类放大器相同的结构,MOS管工作在软开关状态,漏极高电压、大电流不会同时交叠,大大降低了功率损耗,在同等工作条件下,能够获得与E类放大器相似的高效率。文中以ARF461型LDMOS做为功率器件,结合E类射频振荡器在等离子体源中的应用,给出了的设计实例。ADS仿真结果表明,在13.56MHz的工作频率下,振荡器输出功率46W,效率为92%,符合设计预期。     

电路变化对E类调谐功率放大器的影响

E 类调谐功率放大器的工作状态可以用一组以付里叶级数分析为依据的方程式来描述。以前发表的一些文章已导出一种最佳的放大器的工作状态,其理想化电路的集电极效率为100%。由于实用放大器是由非理想化的元件组成,而且所承受的负载也是不理想的,这就需要确定偏离理想状态的效应。提出了负载电抗,并联电容,负载电阻,频率和工作比变化的数字结果。已经发现放大器可允许有合理的电路交化。采用适当的输出滤波,放大器几乎工作在接近倍频程带宽内,而其效率的降低小于5%。     

高效率E类放大器(续)

(接上期第44页) 3 E类放大器设计与特性分析 1977年F.H.Raab[1,2]提出分析E类放大器的最佳工作条件的方法,其后也不断有分析、设计E类放大器的新方法.但这些方法也存在种种缺点[14,23],诸如未考虑最佳工作条件、优化算法耗时费力、算法的不收敛性以及对输出功率等电路参数不可控制等. 1994年,C.H.Li与Y.O.Yam[26]提出了简便易行的基于分析的电路参数设计方法以及一种新的分析方法,文献[40]又加以改进,并取得了理论值与实验值相吻合的结果,说明这种设计分析方法是合理的.这种方法的优点是在给定频率、输出功率、电源电压等参数后,用电路参数设计方法可设计出最佳工作条件下的放大器的电路元件值,并可计算此时的主要工作波形诸如输出电压、开关管(电路中的晶体管工作时处于开关工作状态,以下称为开关管)电压、电流,以及放大器效率、输入功率、输出功率、损耗功率等结果.     

高效率开关F3/E类功率放大器

介绍了一种高效F3/E类功率放大器的设计方法,该放大器将F类功率放大器的谐波控制电路引入逆E类功率放大器的负载网络,以改善放大器性能。此电路结构提升了放大器的功率输出能力,降低了电路对功率放大器管器件漏极耐压特性的要求,增强了器件工作时的安全性。详细阐述了该放大器的设计过程,并给出了负载网络各器件的最佳设计取值方程。选用GaNHEMT器件研制了S频段F3/E类功率放大器测试电路。实测结果表明该放大器在驱动功率为27 dBm时,可获得40.3 dBm的输出功率,具有13.3 dB增益,工作效率高达78.1%,功率附加效率为75.2%。实测结果与仿真结果吻合,验证了设计方法的正确性。     

一种全差分增益自举运算放大器的设计

设计实现了一种具有高增益大带宽的全差分增益自举运算放大器,适用于高速高精度流水线模数转换器采保电路的应用.增益自举放大器的主放大器和子放大器均采用折叠共源共栅式全差分结构,并且主放大器采用开关电容共模反馈来稳定输出电压.该放大器工作在3.0 V电源电压下,单端负载为2pF,采用0.18Wn CMOS工艺库对电路进行仿真,结果显示该放大器的直流增益可达到112dB,单位增益带宽为1.17GHz.     

CMOS宽带可变增益放大器

设计了一种CMOS宽带、低功耗可变增益放大器.在分析使用源极退化电阻的共源放大器高频特性基础上,通过加入频率补偿电容改变放大器的零极点分布,在不增加功耗的情况下扩展了带宽.分析了放大器在低增益下出现的增益尖峰现象并加以解决.使用跨导增强电路提高了放大器的线性度.两级可变增益放大器使用TSMC0.25μm CMOS工艺.仿真结果表明,放大器在3.3V电压下核心电路功耗为3.15mW,增益范围0～40dB;在负载为5pF电容时3dB带宽大于340MHz,输出三阶交调点高于3.5dBm.