功率放大器的負(fù)載牽引法ADS設(shè)計(jì)過(guò)程

毫米波頻率合成器技術(shù)研究基本知識(shí)積累《放大器電路識(shí)圖與故障分析》P197知識(shí)摘抄。電壓放大級(jí)：放大信號(hào)電壓推動(dòng)級(jí)：放大信號(hào)電壓和電流功放輸出級(jí)：放大信號(hào)電流（因?yàn)榍皟杉?jí)已經(jīng)把電壓放大到足夠電平）注：P=U*I。要放大電流，輸出功率才大。因?yàn)楣Ψ庞性鲆娴闹笜?biāo)，所以要電壓放大。具體知識(shí)（包括A、B、AB類等的區(qū)分）可參見(jiàn)《放大器電路識(shí)圖與故障分析》P197。功率放大器設(shè)計(jì)（用FLL351，設(shè)計(jì)A類，線性好）設(shè)計(jì)指標(biāo)：頻率：2G輸出功率：35dBm=3.5W輸入VSWR：1.5TOC\o"1-3"\p""\h\z\u第1章 偏置確定與設(shè)計(jì)1第2章 確定負(fù)載阻抗的第一種方法-簡(jiǎn)單法3第3章 確定負(fù)載阻抗的第二種方法-負(fù)載牽引法5偏置確定與設(shè)計(jì)因?yàn)橐敵?.5W，而甲類（A類）放大器的效率最高只能做到50%。，其中=50%，Pdc是直流消耗的功率。所以Pdc=7W。而FLL351的供電是10V，則需要的最大電流為7W/10V=0.7A。所以Ids至少要大于700mA，因?yàn)橐紤]線性，如果效率達(dá)到50%，那么它的線性就不會(huì)很好，所以一般增大Ids，以提高線性（Ids增大了，那直流功率也增大了，那么輸出功率也相應(yīng)增大了，相當(dāng)于功率回退）。確定負(fù)載阻抗的第一種方法-簡(jiǎn)單法功率放大器的輸出功率：,其中是功放的輸出功率，單位為瓦(W)；Vcc是電源電壓，單位為V；為C極和E極之間的飽和電壓，為功放的負(fù)載阻抗。根據(jù)前面的介紹和分析，我們這個(gè)功放的設(shè)計(jì)參數(shù)：=3.5W，VCC=10V，=1V。（即FLL351的Vds,sat）的值可在FLL351的PDF中找到，如下圖：有了以上的已知條件，根據(jù)，求得最佳的負(fù)載阻抗=11.6歐。下面把這個(gè)11.6歐帶入原理圖中仿真，查看輸出功率是否能達(dá)到FLL351的最大功率。注意：要仿真輸出功率，要放入XDB控件。所以不采用這種方法。注：這里得到的最大輸出功率為32.65dBm，而在第三章中采用負(fù)載牽引法得到的最大輸出功率為35.5dBm，達(dá)到FLL351所能提供的最好指標(biāo)。可見(jiàn)負(fù)載牽引法的優(yōu)勢(shì)。分析：由于最佳負(fù)載阻抗是根據(jù)計(jì)算的，所以計(jì)算出的最佳負(fù)載阻抗沒(méi)有包含頻率信息和虛部（只有實(shí)部）。這是這種方法的缺陷，但是好像現(xiàn)在很多功放設(shè)計(jì)人員還是要采用這種方式的。確定負(fù)載阻抗的第二種方法-負(fù)載牽引法在出現(xiàn)的原理圖中，將里面的FET換成我們的FET：FLL351。仿真在原理圖中，上面就是把負(fù)載牽引的工具調(diào)出來(lái)。在出現(xiàn)的新的中，把上面得到的新的圓心和半徑，輸入到原理圖中。重新仿真在下圖中，記錄下輸出最大功率時(shí)所需的負(fù)載阻抗為：8.995-j*8.513。自己新建一個(gè)原理圖。注：這里得到的最大輸出功率為35.5dBm，而在第二章中采用的一般方法得到的最大輸出功率只有32.65dBm。可見(jiàn)負(fù)載牽引法的優(yōu)勢(shì)。分析：可以看出，上面的仿真都是在一個(gè)頻點(diǎn)上進(jìn)行的（比如我們上面是采用