辽宁射频功率放大器技术

    图3中的自适应动态偏置电路的电路结构如图2所示。射频输入端rfin和射频输出端rfout之间设置有两个主体电路，每个主体电路包括激励放大器和功率放大器，激励放大器和功率放大器通过匹配网络连接。主体电路中的c04和c05构成激励放大器和功率放大器之间的匹配网络；第二主体电路中的c11和c12构成激励放大器和功率放大器之间的匹配网络。主体电路中的激励放大器与变压器t01的副边连接，第二主体电路中的激励放大器与第二变压器t03的副边连接。变压器t01的原边和第二变压器t03的原边连接，变压器t01的原边与第二变压器t02的原边之间还连接有电容c01。变压器t01、第二变压器t02和电容c01构成一个匹配网络。变压器t01的副边连接有电容c02，第二变压器t03的副边连接有电容c09。变压器t01的原边连接射频输入端rfin，第二变压器t03的原边接地。变压器t01原边与第二变压器t03原边的公共端连接自适应动态偏置电路的输入端rfin_h。主体电路中的功率放大器与第三变压器t02的原边连接，第二主体电路中的功率放大器与第四变压器t04的原边连接。第三变压器t02的副边与第四变压器t04的副边连接，第三变压器t02副边和第四变压器t04副边之间还连接有电容c16。为减小 AM—AM失真，应降低工作点，常称为增益回退。辽宁射频功率放大器技术

    1)中降低增益的设计方案一般包括输入匹配电路101、驱动放大级电路102、反馈电路103、级间匹配电路104、功率放大级电路105和输出匹配电路106。其中，输入匹配电路101由l2、c1和r3串联组成；驱动放大级电路102由mosfett2和t3叠加构成共源共栅结构，t3的栅极通过c2射频接地；反馈电路103由r4和c4串联，跨接在t2栅极和t3漏极之间组成；级间匹配电路104由l3、c7和c8组成；功率放大级电路105由mosfett4和t5叠加构成共源共栅结构，t5的栅极通过c6射频接地。输出匹配电路106由l4、l5、c10和c11组成。注意t2和t4组成电流偏置电路(电流镜形式)，以及t3和t5组成电压偏置电路，在图1b中缺省。该方案(1)能较好的保证功率放大器在增益降低后的带宽和线性度等性能，但是，单纯依靠反馈电路提供的负反馈，能降低增益但不能将增益变为负。下面结合附图和实施例对本申请的技术方案进一步详细阐述。在窄带物联网的应用场景中，终端，如水电表等，在其内部有射频收发器、通信模组、微控制器、射频功率放大器电路和天线等；其中：射频收发器用于对信号进行混频；通信模组，用于与基站进行通信，进而实现自动化抄表；微控制器，用于对射频功率放大器电路进行控制，以得到一定的输出功率。辽宁射频功率放大器技术传统线性功率放大器有高的增益和线性度但效率低，而开关型功率放大器有高的效率和输出功率，但线性度差。

    第二端接地。可选的，所述子滤波电路包括：电容；所述电容的端与所述功率合成变压器的输入端以及所述功率放大单元的输出端耦接，第二端接地。可选的，所述子滤波电路还包括：电感；所述电感串联在所述电容的第二端与地之间。可选的，所述第二子滤波电路包括：第二电容；所述第二电容的端与所述功率合成变压器的第二输入端以及所述功率放大单元的第二输出端耦接，第二端接地。可选的，所述第二子滤波电路还包括：第二电感；所述第二电感串联在所述第二电容的第二端与地之间。可选的，所述输入端匹配滤波电路还包括：寄生电容；所述寄生电容耦接在所述功率放大单元的输出端与所述功率放大单元的第二输出端之间。可选的，所述输出端匹配滤波电路包括第三子滤波电路；所述第三子滤波电路的端与所述辅次级线圈的第二端耦接，第二端接地。可选的，所述第三子滤波电路包括：第三电容；所述第三电容的端与所述辅次级线圈的第二端耦接，第二端接地。可选的，所述第三子滤波电路还包括：第三电感；所述第三电感串联在所述第三电容的第二端与地之间。可选的，所述输出端匹配滤波电路还包括第四子滤波电路；所述第四子匹配滤波电路的端与所述主次级线圈的第二端耦接。

    则该阻抗与rfin端的输入阻抗zin共轭匹配，zin＝r0-jx0；加入可控衰减电路后，在输入匹配电路101之前并联接地的r2和sw1所在的支路中，为保证有效的功率衰减，r2一般控制得较小，故对r0影响可以忽略。sw1关断时，r2和sw1所在的支路可以等效成寄生电抗xc，此时，可控衰减电路和输入匹配电路的等效阻抗zeq＝(r0+jx0)//jxc+jxl，其中，“//”表示并联，zeq的实部小于r0，为了使等效阻抗与输入阻抗尽可能的匹配，减少影响，需要zeq的虚部im(zeq)＝x0，在r0、x0和xc的数值已知的情况下，根据等效阻抗zeq的表达式可以计算出xl，进而得到电感l1的电感值，其中，由于电感l1被集成在硅基芯片上，所以电感l的品质因数q值一般不大于5。为了进一步提高电路实用性，并提高射频耐压和静电保护能力，本申请实施例的进一步形式是将并联支路的r换成sw2(如图4所示)，通过控制sw1和sw2的栅极的宽长比控制导通的寄生电阻和关断的寄生电容以及esd能力。换句话说，在做设计时控制sw1和sw2的栅极的宽长比w/l，可以获得期望的ron，其中：开关导通的电阻：ron＝1/(μ*cox*(w/l)*(vgs-vth))，其中，*表示乘号，μ是指电子迁移率，cox是指单位面积的栅氧化层电容，w/l是指cmos器件有效沟道长度的宽长比。在通信和雷达系统率放大器是极其重要的组成部分主要参数有最大输出功率、效率、线性度和增益等。

    第六电容的第二端连接第二开关的端，第二开关的第二端连接第五电阻的端，第五电阻的第二端连接第五电容的端，第五电容的第二端和第三电容的第二端连接第二电感的第二端；其中，第二开关，用于响应微处理器发出的第七控制信号使自身处于关断状态，以降低反馈深度，实现射频功率放大器电路处于非负增益模式；还用于响应第八控制信号使自身处于导通状态，以增加反馈深度，实现射频功率放大器电路处于负增益模式。需要说明的是，假设射频功率放大器电路在未加入反馈电路时的放大系数为a，反馈电路的反馈系数为f，则加入反馈电路后射频功率放大器电路100的放大系数af＝a/(1+af)，随着反馈电路中等效电阻阻值的降低，反馈系数f变大，反馈深度增加，放大系数af变小，有利于射频功率放大器电路实现负增益模式。其中，第四电阻的阻值大于第五电阻的阻值。第二开关响应微处理器发出的第七控制信号使自身处于关断状态，以降低反馈深度，从而使射频功率放大器电路实现非负增益模式；第二开关响应微处理器发出的第八控制信号使自身处于导通状态，以增加反馈深度，从而使射频功率放大器电路实现负增益模式。在一些实施例中，反馈电路还可如图6所示。射频功率放大器(RF PA)是发射系统中的主要部分，其重要性不言而喻。辽宁射频功率放大器技术

效率：功率放大器的效率除了取决于晶体管的工作状态、电路结构、负载 等因素外，还与输出匹配电路密切相关。辽宁射频功率放大器技术

    nmos管mn11的漏极连接电容c11，nmos管mn12的漏极连接电容c12。nmos管mn11的漏极和nmos管mn12的漏极为第二主体电路中激励放大器的输出端。变压器副边的中端和第二变压器副边的中端分别通过电阻连接偏置电压，偏置电压用于为激励放大器中的共源放大器提供偏置电压；激励放大器栅放大器的栅极通过电阻接第二偏置电压。如图3所示，变压器t0副边的中端通过电阻r01接偏置电压vbcs_da，第二变压器t03副边的中端通过电阻r06接偏置电压vbcs_da，偏置电压vbcs_da用于为nmos管mn01、nmos管nm02、nmos管mn09、nmos管mn10提供偏置电压。nmos管mn03的栅极和nmos管mn04的栅极分别通过电阻r02接第二偏置电压vbcg_da，。nmos管mn11的栅极和nmos管mn12的栅极分别通过电阻r07接第二偏置电压vbcg_da。nmos管mn01的源极和nmos管mn02的源极接地，nmos管mn03的栅极和nmos管mn04的栅极分别通过电容c03接地。每个主体电路率放大器包括2个共源共栅放大器。如图3所示，主体电路的功率放大器中，nmos管mn05和nmos管mn07构成一个共源共栅放大器，nmos管mn06和nmos管mn08构成一个共源共栅放大器；第二主体电路的功率放大器中，nmos管mn13和nmos管mn15构成一个共源共栅放大器。辽宁射频功率放大器技术

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