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功率放大器设计的关键:输出匹配电路的性能

资料介绍
功率放大器设计的关键:输出匹配电路的性能
功率放大器设计的关键:输出匹配电路的性能
功率损耗会降低效率和功率输出的能力。
Soeren  Laursen
RF Micro Devices
对于任何功率放大器(功率放大器)设计,输出匹配电路的性能都是个关键。但是,在
设计过程中,有一个问题常常为人们所忽视,那就是输出匹配电路的功率损耗。这些功
率损耗出现在匹配网络的电容器、电感器,以及其他耗能元件中。功率损耗会降低功率
放大器的工作效率及功率输出能力。
因为输出匹配电路并不是一个50Ω的元件,所以耗散损失与传感器增益有很大的区别。输
出匹配的具体电路不同,损耗也不一样。对于设计者而言,即使他没有选择不同技术的
余地,在带宽和耗散损失之间,在设计方面仍然可以做很多折衷。
匹配网络是用来实现阻抗变化的,就像是功率从一个系统或子系统传送另一个系统或者
子系统,RF设计者们在这上面下了很大的功夫。对于功率放大器,阻抗控制着传送到输
出端的功率大小,它的增益,还有它产生的噪声。因此,功率放大器匹配网络的设计是
性能达到最优的关键。
损耗有不同的定义,但是这里我们关心的是在匹配网络中,RF功率以热量的形式耗散掉
的损耗。这些损耗掉的功率是没有任何用途。依据匹配电路功能的不同,损耗的可接受
范围也不同。对功率放大器来讲,输出匹配损耗一直是人们关注的问题,因为这牵涉到
很大的功率。效率低不仅会缩短通话时间,而且还会在散热和可靠性方面带来很大的问
题。
例如,一个GSM功率放大器工作在3.5V电压时,效率是55%,能够输出34dBm的功率。在输
出功率为最大时,功率放大器的电流为1.3A。匹配的损耗在0.5dB到1dB的数量级,这与
输出匹配的具体电路有关。在没有耗散损失时,功率放大器的效率为62%到69%。尽管损
耗是无法完全避免的,但是这个例子告诉我们,在功率放大器匹配网络中,损耗是首要
问题。
耗散损失
现在我们来看一个网络,……
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