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负载网络参数对E类放大器输出电压的影响

1 引言E类放大器的设计避免了开关器件上高电压、大电流的同时叠加,并通过负载网络在有源器件上产生一个暂态响应,因而这类放大器具有很高的效率(96%以上)。E类放大器由晶体管和负载网络组成,晶体管在工作信号的驱动下周期性地充当一个理想开关,负载网络由串联电路R,L,C1(C2)和旁路电容C组成,电阻R为交流功率负载,RF扼流圈的电抗值足够大,起维持恒流作用(见图1)。图1a电路中,电容C1很小,它与L构成串联谐振回路,电路Q值高,输出的是正弦电压。在晶体管(开关)导通时,串联谐振回路(C1,L,R)的谐振频率和品质因数为 ω01=1/LC1  Q1=ω01L/R=1/ω01RC1当晶体管(开关)断开时,串联谐振回路(C,C1,L,R)的谐振频率和品质因数为: ω02=1/LCC1C+C1 Q2=ω02LR=1/(ω02R.C1CC1+C)设工作频率f与谐振频率f0的关系为 f01=A1f    f02=A2f由以上各式得电容C1小...  (本文共4页) 阅读全文>>

电子科技大学
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射频高效开关E类功率放大器研究

E类功率放大器是一种可工作于射频微波频段的高效率开关类功率放大器。本论文主要研究E类功率放大器理论和相关设计方法。论文主要贡献如下:第一,分析了经典E类功率放大器的设计方法,并分别采用GaAs和GaN器件实现了工作于2.14GHz的微带线E类功率放大器的设计。采用GaAs器件设计的E类功率放大器在漏极供电10.2V时,工作效率为66.93%,输出功率37dBm,具有10dB增益。采用GaN器件设计的逆E类功率放大器在漏极供电23V时,工作效率为70.2%,输出功率40.45dBm,具有11dB增益。第二,深入研究了有限隔直电容逆E类功率放大器理论及其设计方法。分析表明这种设计方法不仅确保放大器可获得100%的理论工作效率,而且使其性能获得一些提升,例如具有更低的漏极峰值电压、更大的功率输出能力等。为验证设计方法的可行性,本文制作了工作于155MHz,输出功率40.07dBm,工作效率83.87%,PAE82.57%的实际放大器电...  (本文共91页) 本文目录 | 阅读全文>>

重庆大学
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级联型磁谐振无线驱动小功率供电系统研究

在日常家居和办公场合,小功率设备普遍存在且位置相对集中,实现此类区域中小功率设备多样化无线供电具有潜在的应用前景。为此,本文提出了一种级联型磁谐振无线供电系统方案,以应用于家居和办公等区域内的小功率设备供电,该系统从结构上可看作单个高频交流源、多传输网络以及多负载级联组成。因小功率设备易切入、切出以及等效负载易发生变化,且当某一级负载发生变化时,各级负载的供电特性会受到较大影响,因此实现各级传输网络的解耦设计是本文研究的重点,包括高频交流源与传输网络的解耦设计,以及各级传输网络之间的解耦设计,完成的主要内容和研究成果如下:首先,为满足高频交流源高频高效的工作特点,本文选用E类放大器作为高频交流源。针对E类放大器输出电压随负载变化较大的问题,本文提出了一种E类放大器宽负载恒压工作特性的设计方法。即通过对经典E类放大器进行等效变换以及引入二次谐波滤除电路,得到的改进E类放大器具有宽负载恒压工作特性,同时实现了其与传输网络的解耦设计。...  (本文共78页) 本文目录 | 阅读全文>>

郑州大学
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E类功率MOSFET射频振荡器的研究

大功率射频振荡器可以将直流能量转化为大功率射频能量,广泛应用于工业、医学、军事、科研等众多领域。射频功率振荡器作为构成射频功率电源的核心技术,应用在等离子激发、激光激发、医疗核磁共振、射频感应加热等众多方面。随着半导体技术的发展,产生了众多适用于功率电子技术的大功率、高频率的功率半导体器件,也随之推动了大功率射频振荡器固态化、高频化、高效率方向的发展。功率放大器是射频功率振荡器的核心组成部分,主要完成能量的交互和积累,功率放大器的性能在一定程度上直接决定了射频功率振荡器的性能。E类功率放大器理想效率可达100%,将其用于射频功率振荡器可大大提高整体效率,并且具有元件少、体积小、成本低、重量轻等优点。本文设计和研究了一种以软开关E类功率放大器为核心的射频功率振荡器。首先对E类射频功率振荡器的组成形式,E类射频功率放大器的结构、工作原理进行了分析。重点介绍了E类功率放大器的设计原理,从理论上分析了损耗的产生,并以此为基础设计制作了高...  (本文共57页) 本文目录 | 阅读全文>>

东南大学
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基于锗硅技术的1.6GHz E类射频功率放大器设计

功率放大器处于无线收发系统中发送端的最后一级,用以增强发射信号强度,是整个系统中一个关键性的环节。功率放大器本身是系统主要的耗能单元,甚至能达到系统功耗的60%以上,所以提高功率放大器的效率,降低其损耗,能够提高整个系统的运行效率,延长系统的工作时间。因此,设计高效率功率放大器成为目前功放设计的主要趋势。本文基于0.18μm SiGe BiCMOS工艺设计了一个两级E类功率放大器,整体电路由驱动放大级、输出放大级以及负载网络组成。为了获得一个大摆幅的信号来控制开关功放管的导通与关断,驱动级采用伪E类驱动器;为了承受E类功放漏极的高电压,放大级采用了共源共栅结构:为了获得良好的输入驻波比,在输入端进行了阻抗匹配设计。论文中给出了电路各个模块的设计方法和仿真结果。本功率放大器的工作电源为3.3V,工作频段为1610MHz~1626MHz后仿真结果(TT工艺角,27。C)表明功率放大器在1.6GHz处的最大输出功率为26.6dBm,功...  (本文共67页) 本文目录 | 阅读全文>>

电子科技大学
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基于电源调制器的宽带E类功率放大器研究

现代无线通信技术的快速发展,使得信号的带宽和峰均比不断增加,传统发射机结构已经难以满足通信设备对效率和带宽的需求。新型高效率发射机结构如包络跟踪(ET)、包络消除与恢复(EER)、极坐标发射机、Doherty发射机开始受到广泛应用和关注。本文基于此背景,将应用于ET、EER、极坐标发射机中的宽带高效率E类功率放大器和包络放大器作为主要研究内容,以进一步提高新型发射机的带宽和效率。现将本文主要内容和贡献总结如下:1.通过对E类功率放大器和宽带匹配理论的研究,使用6阶切比雪夫低通滤波器结构作为E类功率放大器的输出匹配网络来拓展带宽。最终实现了工作带宽在1.6-2.7GHz,漏极效率在72%到87%之间,输出功率大于40dBm的宽带高效率E类功率放大器。2.在晶体管非线性电容的影响下,分析了E类功率放大器漏极直流阻抗与漏极供电电压的关系。定义了功率放大器的宽带包络阻抗,并使用记忆多项式建立了应用于ET结构中的E类功率放大器宽带包络阻抗...  (本文共74页) 本文目录 | 阅读全文>>