高性能寬帶功率放大器的校準涉及多個步驟,包括精確的設備選型、最佳負載阻抗提取、匹配網(wǎng)絡的綜合設計、以及通過仿真和實際測量來驗證性能。校準過程復雜且需要細致的技術操作,下面將詳細分析每個步驟:
1.器件選型
基于特定應用需求選擇器件:根據(jù)工作頻率、輸出功率、增益和線性度等指標進行選擇。例如,在設計一個覆蓋1.5至2.8GHz頻段的線性功率放大器時,需確保所選器件能夠在整個頻段內提供所需的性能。
考慮器件的非線性模型:選擇那些有可靠非線性模型的器件,這對于后續(xù)的設計和仿真至關重要。
2.最佳負載阻抗提取
確定源阻抗和負載阻抗:通過使用Microwave Office等專業(yè)電路設計軟件進行負載牽引圖繪制,找到在不同頻率下能實現(xiàn)最大效率和增益的阻抗值。
利用波形工程方法:通過觀察晶體管電壓和電流波形,進一步細化負載阻抗的選擇,從而優(yōu)化放大器的性能。
3.匹配網(wǎng)絡綜合
設計和實現(xiàn)匹配網(wǎng)絡:采用簡化的實數(shù)頻率技術(SRFT)設計出理想的集總元件網(wǎng)絡,并將其轉換為適用于電磁仿真的分布式步階阻抗形式。
進行電磁仿真:使用NI公司的AWR設計環(huán)境或其他電磁仿真工具,模擬并驗證匹配網(wǎng)絡的性能。這一步是減少設計不確定性的關鍵。
4.仿真與實驗驗證
對比仿真結果和實際測量:通過在RFPA上電前就確定匹配網(wǎng)絡的輸入輸出阻抗,并與仿真結果對比,驗證設計的有效性。
進行高低溫測試:在實際工作環(huán)境溫度下測試放大器的性能,確保其在條件下仍能保持高性能。
5.高性能寬帶功率放大器諧波處理
諧波終端阻抗的控制:尤其是在F和F-1類放大器中,諧波終端阻抗的精確控制對性能影響顯著。通過諧波負載阻抗的合理設計,可以有效提高放大器的線性度和效率。
6.驗證線性度和效率
使用COFDM信號驅動測試:在2.0到2.5GHz頻帶中使用2.5MHz、9.5dB峰均比的COFDM信號進行測試,驗證放大器在實際應用中的線性度和效率。