【摘要】：由于目前無(wú)線通信領(lǐng)域飛速發(fā)展,使得頻譜資源越來(lái)越擁擠,而放大器作為通信系統(tǒng)中最重要的組成部分,擁擠的頻譜將會(huì)對(duì)信號(hào)的傳輸產(chǎn)生嚴(yán)重的干擾,因此需要線性化處理,但具有高線性度的放大器,其效率一般來(lái)說(shuō)比較低。為了同時(shí)解決線性度以及效率這一對(duì)矛盾體,本文從以下幾個(gè)方面對(duì)其進(jìn)行了討論與分析。首先,對(duì)放大器的線性化措施以及提高效率的方法的進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹,并對(duì)它們的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了討論,同時(shí)也簡(jiǎn)述了目前高效低失真技術(shù)的研究現(xiàn)狀。隨后對(duì)放大器的工作模式進(jìn)行了介紹,并分析了放大器的非線性特性,主要包括非線性失真以及非線性指標(biāo)等,以及放大器的記憶效應(yīng)對(duì)放大器的產(chǎn)生的影響。最后進(jìn)行了方案論證,確定本課題采用帶外終端法并結(jié)合動(dòng)態(tài)偏置來(lái)實(shí)現(xiàn)放大器的高效低失真。本文分析了三階互調(diào)產(chǎn)生的原因,并得到了三階互調(diào)幅值的表達(dá)式,討論了各參量對(duì)于三階互調(diào)的影響,得到當(dāng)電路以及偏置滿(mǎn)足一定條件時(shí),放大器的三階互調(diào)會(huì)在較高輸入功率時(shí)產(chǎn)生一個(gè)極小點(diǎn),稱(chēng)之為IMD sweet spot,即互調(diào)失真最優(yōu)點(diǎn)。由于是在較高功率輸入時(shí)得到的,因此其效率比較高,并且這個(gè)最小點(diǎn)的值一般很小,所以其線性度也比較高。綜合上述特點(diǎn),設(shè)置一定的線性度條件,在某一給定輸入功率下,對(duì)其偏置進(jìn)行調(diào)節(jié),就能實(shí)現(xiàn)高效低失真的功率放大。本文利用BFP620硅鍺型放大器來(lái)對(duì)方案進(jìn)行驗(yàn)證,中心頻率為2.4GHz。為了獲得IMD sweet spot,對(duì)電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行了處理,在放大器輸入輸出端加載基帶頻率短路枝節(jié),并在放大器源端以及負(fù)載端分別加載二次諧波短路枝節(jié),以及同時(shí)加載二次諧波短路枝節(jié),通過(guò)調(diào)節(jié)偏置以及輸入功率,可以得到滿(mǎn)足三階互調(diào)要求的最大效率以及對(duì)應(yīng)的集電極偏壓和輸入功率。最后總結(jié)了各種情況對(duì)于放大器效率和線性度的改善程度。結(jié)果表明,當(dāng)設(shè)定放大器的三階互調(diào)為?45dBc時(shí),其最大效率可以達(dá)到40%左右。實(shí)驗(yàn)結(jié)果還表明,在滿(mǎn)足三階互調(diào)要求時(shí),若要獲得更高效率,則在中心頻率的回波損耗就要更小。
[Abstract]:Because of the rapid development of the wireless communication field, the spectrum resources are becoming more and more crowded. As the most important part of the communication system, the congested spectrum will cause serious interference to the signal transmission. Therefore, linearization is needed, but the amplifier with high linearity is generally inefficient. In order to solve the contradiction of linearity and efficiency simultaneously, this paper discusses and analyzes it from the following aspects. Firstly, the linearization measures and the methods to improve the efficiency of the amplifier are briefly introduced, and their advantages and disadvantages are discussed. At the same time, the current research status of the high efficiency and low distortion technology is also briefly described. Then the working mode of the amplifier is introduced, and the nonlinear characteristics of the amplifier are analyzed, including nonlinear distortion and nonlinear index, and the influence of the memory effect of the amplifier on the amplifier. Finally, the scheme is demonstrated, and the method of out-of-band terminal and dynamic bias are used to realize the high efficiency and low distortion of the amplifier. In this paper, the reason of the third order Intermodulation is analyzed, and the expression of the third order Intermodulation value is obtained. The influence of each parameter on the third order Intermodulation is discussed. The third order Intermodulation of the amplifier can produce a minimum point when the input power is higher, which is called IMD sweet spot, which is the best advantage of Intermodulation distortion. Because it is obtained at higher power input, its efficiency is relatively high, and the value of this minimum point is usually very small, so its linearity is also relatively high. Based on the above characteristics, a certain linearity condition is set, and the bias can be adjusted under a given input power, and the power amplification with high efficiency and low distortion can be realized. In this paper, BFP620 Si-germanium amplifier is used to verify the scheme, and the center frequency is 2.4 GHz. In order to obtain the IMD sweet spot, circuit structure, the baseband frequency short circuit segment is loaded at the input and output end of the amplifier, and the second harmonic short circuit section is loaded at the source and load side of the amplifier, respectively. By adjusting the bias and input power, the maximum efficiency and the corresponding collector bias and input power can be obtained. Finally, the improvement of amplifier efficiency and linearity is summarized. The results show that the maximum efficiency of the amplifier is about 40% when the third order intermodulation of the amplifier is set to? 45dBc. The experimental results also show that in order to achieve higher efficiency, the echo loss at the center frequency should be smaller when the third-order intermodulation requirement is satisfied.
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TN722

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本文編號(hào)：2426464