功率放大器為什么要關注阻抗匹配問題?如何進行阻抗匹配?
作者:Aigtek 發布時間:2023-03-29
-
q
功率放大器為什么要關注阻抗匹配問題?如何進行阻抗匹配?
-
a
功(gong)率(lv)放(fang)大(da)器(qi)的(de)(de)匹配(pei)方法在線(xian)(xian)性(xing)網(wang)絡(luo)設計中,為獲得(de)最大(da)功(gong)率(lv)傳輸(shu)(shu)(shu),網(wang)絡(luo)通(tong)常(chang)采(cai)用(yong)共軛阻(zu)(zu)(zu)抗(kang)(kang)匹配(pei)方式,但由(you)于功(gong)率(lv)放(fang)大(da)器(qi)輸(shu)(shu)(shu)入、輸(shu)(shu)(shu)出(chu)阻(zu)(zu)(zu)抗(kang)(kang)呈現(xian)非線(xian)(xian)性(xing),不可(ke)(ke)能(neng)實(shi)現(xian)共軛匹配(pei),通(tong)常(chang)是將(jiang)50Ω負載變換到這樣一個阻(zu)(zu)(zu)抗(kang)(kang)值(zhi),其(qi)實(shi)部可(ke)(ke)在輸(shu)(shu)(shu)入、輸(shu)(shu)(shu)出(chu)偏(pian)置電壓下獲得(de)最大(da)輸(shu)(shu)(shu)出(chu)功(gong)率(lv),其(qi)虛部可(ke)(ke)以將(jiang)晶體管(guan)內(nei)部寄生元件調諧掉,該網(wang)絡(luo)變換成的(de)(de)阻(zu)(zu)(zu)抗(kang)(kang)稱為最佳(jia)負載阻(zu)(zu)(zu)抗(kang)(kang),也稱為動態輸(shu)(shu)(shu)出(chu)阻(zu)(zu)(zu)抗(kang)(kang)。 由(you)于功(gong)率(lv)放(fang)大(da)器(qi)工作于非線(xian)(xian)性(xing),小(xiao)信(xin)號(hao)放(fang)大(da)器(qi)的(de)(de)網(wang)絡(luo)設計方法不再適用(yong)。通(tong)常(chang)采(cai)用(yong)以下三種(zhong)方法來(lai)設計功(gong)率(lv)放(fang)大(da)器(qi)的(de)(de)匹配(pei)網(wang)絡(luo):動態阻(zu)(zu)(zu)抗(kang)(kang)法、大(da)信(xin)號(hao)S參數(shu)法和負載牽引法。
動(dong)(dong)態(tai)(tai)(tai)阻(zu)(zu)抗(kang)法:動(dong)(dong)態(tai)(tai)(tai)阻(zu)(zu)抗(kang)法要求(qiu)提供大信(xin)號工作(zuo)狀態(tai)(tai)(tai)下的動(dong)(dong)態(tai)(tai)(tai)輸(shu)入、輸(shu)出(chu)阻(zu)(zu)抗(kang)。動(dong)(dong)態(tai)(tai)(tai)阻(zu)(zu)抗(kang)測試原(yuan)理(li)是:將功(gong)(gong)率管調整到(dao)最(zui)大功(gong)(gong)率輸(shu)出(chu)狀態(tai)(tai)(tai),然后(hou)分別測出(chu)從信(xin)號源(yuan)向功(gong)(gong)率管輸(shu)入端看去、從負載向輸(shu)出(chu)端看去的阻(zu)(zu)抗(kang),其(qi)阻(zu)(zu)抗(kang)值即為動(dong)(dong)態(tai)(tai)(tai)輸(shu)入(Zin)、動(dong)(dong)態(tai)(tai)(tai)輸(shu)出(chu)阻(zu)(zu)抗(kang)(ZOL)。
大信(xin)(xin)號(hao)S參(can)(can)數法(fa)(fa):利用大信(xin)(xin)號(hao)S參(can)(can)數可以進行功(gong)(gong)率(lv)放大器的(de)功(gong)(gong)率(lv)增益(yi)、穩定性的(de)分(fen)析和增益(yi)、平坦度的(de)設計(ji)。用大信(xin)(xin)號(hao)S參(can)(can)數設計(ji)功(gong)(gong)率(lv)放大器時,除了應根據(ju)輸出(chu)功(gong)(gong)率(lv)的(de)大小選擇負載阻抗外,還可以根據(ju)絕對穩定條件(jian)和潛(qian)在不穩定條件(jian)兩種情(qing)況分(fen)別進行考慮。由于大信(xin)(xin)號(hao)S參(can)(can)數的(de)測量(liang)比(bi)較困難,通(tong)常采(cai)用雙信(xin)(xin)號(hao)法(fa)(fa)或大電流直(zhi)流擬合(he)法(fa)(fa)來(lai)測量(liang)大信(xin)(xin)號(hao)S參(can)(can)數。
負載牽(qian)引(yin)法:負載牽(qian)引(yin)法要求給出(chu)(chu)對應各種(zhong)不同的輸(shu)出(chu)(chu)功(gong)率、功(gong)率增益和效率等(deng)參數的數據,由(you)計(ji)算機進行綜合設計(ji)。其(qi)設計(ji)系統較為(wei)復雜。通常對于大功(gong)率晶體(ti)(ti)管而言,廠家都會(hui)給出(chu)(chu)功(gong)率晶體(ti)(ti)管道動態輸(shu)入、輸(shu)出(chu)(chu)阻抗。
由于匹配(pei)網(wang)絡設計(ji)一般以50W(即史密(mi)斯圓圖圓心)為(wei)準,所以采(cai)用(yong)以上三種方法,無(wu)論(lun)是通過仿真軟件還是實際(ji)儀(yi)器如矢量網(wang)絡分(fen)析儀(yi),都要(yao)在史密(mi)斯圓圖上匹配(pei)到50W。匹配(pei)電路設計(ji)目標:1、輸(shu)入匹配(pei)電路:把微波晶(jing)體(ti)管(guan)的復數輸(shu)入阻(zu)抗變換為(wei)50W電阻(zu)性的源阻(zu)抗。1) 最佳噪聲:Gout1=Gopt (Zout1=Zopt=1/Yopt);2) 最大功率增:Zout1=Zin*。

























