功放开发与设计

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1、功放模块介绍前言◆功放模块是射频功率放大部件,在保证线形的情况下提供一定的功率输出,其最重要的部分为末级功放管，可以说功放模块性能的好坏直接由末级功放管的性能决定。一般末级功放管为微波晶体管功率放大器，通常为LDMOS功放管，其工作状态与低频晶体管功率放大器一样，有A类、AB类、C类及D类四种工作状态，分类的方法也相同。不同的工作状态适用不同的需要。对于微波晶体管而言，要实现其单管或多管合路的放大功能，就需要相应的匹配电路。匹配电路元件可以是集中参数、半集中参数及分布参数元件。通常情况下，设计好微带线后，就要通过调整匹配电路中的元件，来改变LDMOS单管的阻抗特性及

2、传输特性，使其达到最佳的性能。◆目前我公司的功放模块主要包括AB类功放、DhtDoherty功放和前馈功放，要实现较高的线性，我们通常有3种方法来实现（回退功率、预失真、前馈），其中AB类功放采用功率回退技术,,yDoherty功放需配合APD和DPD使用,前馈功放只是处于预研阶段,这里暂不作介绍。以下内容分别对AB类功放和Doherty功放的原理、架构及调试方法作详细的介绍。主要内容◆功放模块功能框图◆AB类功放原理和架构介绍◆Doherty功放原理和架构介绍◆AB类功放链路结构详细介绍◆功放调试步骤◆常见故障问题及解决办法◆Doherty功放实例介绍◆功放一致性

3、问题◆功放线性化技术功放模块功能框图•射频部分•电源监控部分RFinRFout压控、数控小信号推动级主放大衰减器放大放大隔离器30dB耦合前向检波MCU反向检波RS485温度检测射频部分框图电监控电源监控部分框框图AB类功放原理和架构介绍AB类功放分为LDMOS单管功放和AB类多管功放，从原理上来讲，它们均是采用的功率回退技术。LDMOS单管功放的射频链路结构为前级推动级末级单管功放管；AB类多管功放的射频链路结构为前级推动级末级平衡放大多路功放管。就目前我公司自研的功放来看，2010年3月以前研制的功放均为AB类功放，既有单管的也有多管的，示例如下。AB类单管功放

4、-WCDMA一体化模块图AB类双管功放-CDMAB型16W模块图AB类多管功放-CDMAB型32W模块图Doherty类功放原理和架构介绍Doherty类功放分为双管Doherty功放和多管Doherty功放，从原理上来讲，它们均是采用Doherty架构,实高实现高效率效率,然后利用APD或者DPD进行补偿得到较好的线性。Doherty类功放的射频链路结构为前级推动级末级双管或多管功放管(Doherty架构)。就目前我公司自研的功放来看，2010年7月已有两款CDMADoherty功放完成中试，实现转产；WCDMADoherty功放也有一款进入中试。下半年还会陆续推

5、出GSM和DCSDoherty功放。Doherty技术原理Doherty功放由两路放大组成，我们通常简称主放大和从放大（或峰值放大），主放大G1工作在AB类，从放大G2工作在C类。下图为双管Doherty原理框图。Doherty技术原理•Doherty技术主要是一种负载阻抗变换技术，它有三种不同的工作状态：a.小功率输入时，从放大完全关断，即图示的OPEN状态，此时，从放大处于高阻态，通过阻抗变换，主放大看出去的负载阻抗变成2R0，主放大管提前饱和，增益和效率提升；如下图所示：Doherty技术原理b.中等功率输入时，从放大部分开启，此时主放大看出去的负载阻抗介于R

6、0到2R0之间。Doherty技术原理c.大功率输入时，从放大完全开启，此时主、从放大管均工作，主、从放大管看出去的负载阻抗均变为R0。正因为这三种工作状态，对于峰均比比较高的调制信号，能大幅度提高模块的效率。AB类功放链路结构详细介绍拟以CDMAB型16W功放为例进行详细介绍AB类功放的链路结构，分为射频和电源监控两部分。射频部分-关键指标预算（1）模块增益和噪声系数通过APPCAD软件进行仿真，下行功放增益及噪声系数为：增益为50dB，噪声为12.23dB，满足指标要求。射频部分-关键指标预算（2）互调衰减功率放大部分采用四级级联推动放大方案,前两级为小功率级放

7、大,输出功率较小，功率回退多，线性不存在问题；第三级为中功率级放大,也有一定的功率回退量，能够保证线性；最后一级为大功率级放大，有11.3dB的功率回退，根据器件特性，在输出额定功率42dBm时互调衰减可以满足要求。（3）ACPR根据实际测试得到六载波CDMA2K信号的峰均比为10.5dB左右，末级管BLF6G10LS-135R135R2*2的P1dB大致为543dBm54.3dBm，剔除掉输出损耗1dB（3电桥与隔离器）后的总功率为53.3dBm，比输出功率的最大峰值52.5dBm（42+10.5=52.5）大0.8dBm，满足回退的要求，并能有一定余量。射频