转换功率放大器-电动数控滚圆机滚弧机张家港切管机液压切管机数
作者:lujianjun | 来源:欧科机械 | 发布时间:2019-07-12 12:46 | 浏览次数:

传统的F类和逆F类功率放大器的带宽不宽,且对于功放输出信号的谐波控制比较严格。在连续类功放理论的基础上,设计了一款在工作带宽内连续F类和连续逆F类模式转换的功率放大器。设计的功放采用了Cree公司的CGH40010F GaN HEMT晶体管。通过调整功放管输出端的谐波控制网络,控制谐波阻抗在Smith圆图中位置分布,从而在带宽内同时实现连续F类和连续逆F类的工作模式。制作了测试板,结果表明在2.4~4.2 GHz的带宽内,增益在11 dB以上,漏极效率为55%~82%,输出功率在39.5~41.9 dBm。采用了10 MHz的LTE单载波信号进行功放的数字预失真测试,功放的输出ACPR改善了6 dB以上转换功率放大器-电动数控滚圆机滚弧机张家港切管机液压切管机数控滚圆机。文提出了一种带内模式转换的连续类功放,在工作带宽内实现不同的频点工作在不同的模式,这样功放就可以在整个工作带宽内达到较高的效率,以针对当今主流的无线通信应用如LTE和5G(SUB-6GHz)等。1连续F/逆F类功放模式转换1.1连续F/逆F类功放工作状态传统的F类/逆F类功放是在B类(导通角180°)功放的基础上,通过控制功放漏极的谐波阻抗,从而对输出的电流电压波形进行塑形, 本文有公司网站网站采集转载中国知网网络整理http://www.hfwgjx.cn 减少电流电压的交叠,达到较高的效率。传统的F/逆F类电路原理图如图1所示,F类功放需要在奇次谐波开路和偶次谐波短路(逆F类则相反)。CCFPA和CICFPA理论较接近,这里只介绍CCFPA的理论。图1传统F类和逆F类功放原理图传统F类的时域电压和电流波形可以用下面的傅里叶级数表-…(2)由于控制到三次谐波时,F类功放的最大效率已经可以达到90.7%。因此, 本文有公司网站网站采集转载中国知网网络整理http://www.hfwgjx.cn 归一化电压波形可以简化为下式:VF(θ)=1-2槡3cos(θ)+1槡33cos(3θ)(3)连续类功放理论证明了严格的谐波开路和短路条件并不是维持功放高效率和高输出功率工作的唯一方法。根据传统F类功放的漏极电压电流表达式,CCFPA在表达式后增加了阶乘因子(1-γ·si且f1的二次谐波阻抗接近开路点,f2的二次谐波阻抗接近短路点。所以,f1处工作在标准的逆F类功放模式,f2处工作在标准的F类功放模式下,再加上连续类功放的设计空间,功放的带宽将可以大大拓宽。功放的性能主要由功放的输入和输出匹配网络决定。其中输出匹配电路又由谐波控制电路和基波匹配电路组成,图4是在功放管大信号模型下得到的谐波控制电路。其中S1为1/4波长线,L1和L2提供二次谐波短路,S2提供二次谐波阻抗开路,S3提供三次谐波阻抗开路,L3为基波阻抗匹配。在考虑到功放漏极的非线性电容Cds的情况下,通过这个谐波控制网络可以得到功放输出端的阻抗变化图,如图5所示。图中f1=2.4GHz对应的二次谐波阻抗在开路点附近,三次谐波阻抗在短路点附近;f2=3.8GHz对应的二次谐波阻抗点在短路点附近,分别满足逆F类和F类功放的谐波阻抗要求,说明设计的谐波阻抗网络可以实现工作带宽内的模式转换。且在f1~f2的带宽之内,功放的阻抗在等电抗圆上变化,符合连续类功放阻抗的分布,所以具有宽带高效率的特性。图4功放输出端谐波控制网络图5功放漏极谐波阻抗变化图2模式转换功放电路设计2.1功放管的大信号模型本次设计的目标频率范围是2.4~4.2GHz。因此,选择了Cree公司的GaNHEMT晶体管CGH40010F作为本次设计的有源器件,其中漏极工作电压为28V,栅极电压-2.8V。功放管的大信号模型由图6给出。图6CGH40010F功放管的大信号模型和参数传统功放的理论分析主要是针对转换功率放大器-电动数控滚圆机滚弧机张家港切管机液压切管机数控滚圆机 本文有公司网站网站采集转载中国知网网络整理http://www.hfwgjx.cn