【摘要】：在現(xiàn)代無線通信系統(tǒng)中,為了實(shí)現(xiàn)高數(shù)據(jù)傳輸速率,通常采用復(fù)雜且頻譜利用率高的調(diào)制方式。這些調(diào)制信號(hào)通常是具有高峰均功率比(Peak to Average Power Ratio,PAPR)的非恒包絡(luò)信號(hào),這將帶來功率放大器的低效率。為了提高效率,提出了包絡(luò)跟蹤功率放大器架構(gòu)。由于其在很寬的功率范圍內(nèi)具有高效率的特征,非常適用于近幾年發(fā)展的LTE移動(dòng)通信中。本文設(shè)計(jì)了應(yīng)用于LTE的包絡(luò)跟蹤功率放大器。該功率放大器采用0.18μm SiGe BiCMOS工藝,工作頻率為2.4-2.5GHz。整個(gè)包絡(luò)跟蹤功率放大器由一個(gè)線性AB類功率放大器和一個(gè)寬帶高效率包絡(luò)調(diào)制器組成。包絡(luò)調(diào)制器根據(jù)輸入信號(hào)幅度的大小來動(dòng)態(tài)調(diào)整功率放大器的供電電壓以提高效率。AB類功率放大器采用偽差分結(jié)構(gòu),以降低接地鍵合線寄生電感的影響,同時(shí)采用Cascode結(jié)構(gòu)以解決晶體管的耐壓?jiǎn)栴}。輸入輸出匹配網(wǎng)絡(luò)采用片外元件實(shí)現(xiàn)以減小損耗。在輸入為正弦信號(hào)的后仿真中,AB類功率放大器在5V電源電壓下的輸出ldB壓縮點(diǎn)達(dá)到28.04dBm,飽和輸出功率達(dá)到31.06dBm,功率附加效率(PAE)高達(dá)42.64%。在輸入為L(zhǎng)TE 16QAM 5MHz信號(hào)的后仿真中,包絡(luò)跟蹤功率放大器平均輸出功率達(dá)到24.67dBm,效率達(dá)到24.22%。本文設(shè)計(jì)的包絡(luò)跟蹤功率放大器功能正確,效率高。經(jīng)過進(jìn)一步優(yōu)化可以應(yīng)用于LTE移動(dòng)通信手持設(shè)備中。
[Abstract]:In modern wireless communication systems, in order to achieve high data transmission rate, complex and high spectral efficiency modulation is usually adopted. These modulated signals are usually non-constant envelope signals with peak-to-average power ratio (Peak to Average Power Ratio,PAPR), which will result in low efficiency of power amplifiers. In order to improve efficiency, an envelope tracking power amplifier architecture is proposed. Because of its high efficiency in a wide power range, it is very suitable for the development of LTE mobile communications in recent years. An envelope tracking power amplifier for LTE is designed in this paper. The power amplifier uses 0.18 渭 m SiGe BiCMOS process and the operating frequency is 2.4-2.5 GHz. The whole envelope tracking power amplifier consists of a linear AB power amplifier and a wideband high efficiency envelope modulator. The envelope modulator dynamically adjusts the power supply voltage of the power amplifier to improve the efficiency according to the magnitude of the input signal. The AB type power amplifier adopts pseudo-differential structure to reduce the influence of parasitic inductance of the grounding bond line. At the same time, the Cascode structure is adopted to solve the transistor voltage problem. The input and output matching network is implemented with off-chip elements to reduce the loss. In the post-simulation of sinusoidal input, the output ldB compression point of AB power amplifier is 28.04dBm at 5V supply voltage, the saturated output power is 31.06dBm, and the additional power efficiency (PAE) is 42.64dBm. The average output power of the envelop tracking power amplifier is 24.67 dBmand the efficiency is 24.22 in the post-simulation of the input LTE 16QAM 5MHz signal. The envelope tracking power amplifier designed in this paper has the correct function and high efficiency. After further optimization, it can be applied to LTE mobile communication handheld devices.
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN722.75

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