硅基2.4GHz包络消除与恢复射频功率放大器设计
发布时间：2023-02-01 15:38
高效率的射频功率放大器对手机、掌上电脑等使用电池的便携式无线通信系统来说非常关键,因为它直接决定了无线通信系统在发射模式下的功耗。为了提高功率放大器的效率,在通信系统中通常使用恒包络调制的信号,因为这样功放就可以工作在高效率的开关类状态,比如D类、E类和F类。然而随着现代无线通信系统要求越来越高的数据速率,非恒包络的调制方式应用的越来越多。这种非恒包络的调制方式就要求高线性度的功率放大器以避免信号的失真。为了同时满足功率放大器的高效率和线性度的要求,本文采用0.18 μm SiGe BiCMOS工艺设计了采用包络消除与恢复技术的射频功率放大器。整体电路主要由四个模块构成,分别为包络检波器、包络调制器、限幅放大器和E类功率放大器。其中E类功率放大器作为整个包络消除与恢复功率放大器的主体部分以保证高效率。为了达到较大的输出功率,本文采用了一种威尔金森功率合成技术。同时为了解决E类功率放大器的耐压问题以及减小源极键合线电感的影响,本文采用了差分共源共栅结构的E类功率放大器。除此以外,本文设计了具有陷波作用的滤波网络以满足谐波抑制的要求。本文给出了包络消除与恢复功率放大器的整体电路的设计、前仿...
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景
1.2 国内外研究现状
1.3 研究内容与设计指标
1.3.1 研究内容
1.3.2 设计指标
1.4 论文组织结构
第2章 功率放大器设计基础
2.1 功率放大器的简介
2.2 功率放大器的分类
2.2.1 D类功率放大器
2.2.2 E类功率放大器
2.2.3 F类功率放大器
2.3 功率合成技术
2.3.1 威尔金森(Wilkinson)功率合成
2.3.2 分布式LC功率合成
2.3.3 变压器型功率合成
2.4 功率放大器的几种线性化技术
2.4.1 前馈
2.4.2 预失真
2.4.3 采用非线性元件的线性放大
2.5 CMOS功率放大器设计要点
2.5.1 MOS晶体管低跨导问题
2.5.2 晶体管耐压问题
2.5.3 衬底问题
2.5.4 晶体管模型问题
2.6 本章小结
第3章 EER功率放大器的设计及其前仿真
3.1 EER功率放大器的原理
3.2 包络检波器的设计
3.2.1 二极管包络检波器
3.2.2 伪复型包络检波器
3.3 包络调制器的设计
3.3.1 包络调制器的原理
3.3.2 包络调制器中的运算放大器的设计
3.3.3 包络调制器中的迟滞比较器的设计
3.3.4 与电源电压无关的偏置电路设计
3.3.5 Buck型DC/DC变换器的设计
3.4 限幅放大器的设计
3.5 E类功率放大器的设计
3.5.1 负载网络的设计
3.5.2 功放驱动级设计
3.5.3 共源共栅结构的E类功放与双电源技术
3.5.4 偏置电路的设计
3.5.5 E类功率放大器的整体设计
3.6 E类功率放大器的前仿真
3.6.1 瞬态仿真
3.6.2 稳定性仿真
3.6.3 输出功率和功率附加效率仿真
3.6.4 谐波抑制仿真
3.6.5 E类功率放大器前仿真总结
3.7 EER功率放大器的整体前仿真
3.8 本章小结
第4章 EER功率放大器的版图设计和后仿真
4.1 版图设计的考虑因素
4.2 EER功率放大器的版图设计
4.2.1 包络检波器的版图设计
4.2.2 包络调制器的版图设计
4.2.3 限幅放大器的版图设计
4.2.4 E类功率放大器的版图设计及后仿真
4.2.5 EER功率放大器的整体版图设计
4.3 EER功率放大器的后仿真
4.4 本章小结
第5章 工作总结和展望
5.1 工作总结
5.2 工作展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表的论文
【参考文献】：
硕士论文
[1]宽带高效率包络跟踪功率放大器设计[D]. 丁一.电子科技大学 2010
本文编号：3734281
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
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摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景
1.2 国内外研究现状
1.3 研究内容与设计指标
1.3.1 研究内容
1.3.2 设计指标
1.4 论文组织结构
第2章 功率放大器设计基础
2.1 功率放大器的简介
2.2 功率放大器的分类
2.2.1 D类功率放大器
2.2.2 E类功率放大器
2.2.3 F类功率放大器
2.3 功率合成技术
2.3.1 威尔金森(Wilkinson)功率合成
2.3.2 分布式LC功率合成
2.3.3 变压器型功率合成
2.4 功率放大器的几种线性化技术
2.4.1 前馈
2.4.2 预失真
2.4.3 采用非线性元件的线性放大
2.5 CMOS功率放大器设计要点
2.5.1 MOS晶体管低跨导问题
2.5.2 晶体管耐压问题
2.5.3 衬底问题
2.5.4 晶体管模型问题
2.6 本章小结
第3章 EER功率放大器的设计及其前仿真
3.1 EER功率放大器的原理
3.2 包络检波器的设计
3.2.1 二极管包络检波器
3.2.2 伪复型包络检波器
3.3 包络调制器的设计
3.3.1 包络调制器的原理
3.3.2 包络调制器中的运算放大器的设计
3.3.3 包络调制器中的迟滞比较器的设计
3.3.4 与电源电压无关的偏置电路设计
3.3.5 Buck型DC/DC变换器的设计
3.4 限幅放大器的设计
3.5 E类功率放大器的设计
3.5.1 负载网络的设计
3.5.2 功放驱动级设计
3.5.3 共源共栅结构的E类功放与双电源技术
3.5.4 偏置电路的设计
3.5.5 E类功率放大器的整体设计
3.6 E类功率放大器的前仿真
3.6.1 瞬态仿真
3.6.2 稳定性仿真
3.6.3 输出功率和功率附加效率仿真
3.6.4 谐波抑制仿真
3.6.5 E类功率放大器前仿真总结
3.7 EER功率放大器的整体前仿真
3.8 本章小结
第4章 EER功率放大器的版图设计和后仿真
4.1 版图设计的考虑因素
4.2 EER功率放大器的版图设计
4.2.1 包络检波器的版图设计
4.2.2 包络调制器的版图设计
4.2.3 限幅放大器的版图设计
4.2.4 E类功率放大器的版图设计及后仿真
4.2.5 EER功率放大器的整体版图设计
4.3 EER功率放大器的后仿真
4.4 本章小结
第5章 工作总结和展望
5.1 工作总结
5.2 工作展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表的论文
【参考文献】：
硕士论文
[1]宽带高效率包络跟踪功率放大器设计[D]. 丁一.电子科技大学 2010
本文编号：3734281
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/3734281.html
