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1、对称与非对称Doherty功放的研究SILIC【技术研发】鐾麟VAL对称与非对称Doherty功放的研究陈理华(}乜r科技人学物纠电f学院叫川I成都6l1731)摘要:LTE移动通信的来临,高峰均比(PAR)的调制方式断…现,如正交频分复用(OFDM)渊制方式,这就埘功放的线性度提…较高的要求.为保证信号的线性度和效率,一般采用功率川退的办法来实现.fu是这样的办案是以辆牲效率为代价的.l936Doh0rLy提…的高效率方案能够很好解决这一难题,对称』~Doherty技术能够使放人器在很宽的功率变化范围内保持高效率输….关键词:功率放人器:
2、Doherty;线性度:效率;负载牵引中图分类号:TN72275文献标识码:A文章编号:1671--7597(2011)0920101--020引畜Doherty结构的放大器可以较好的解决功率放大器在功率回退时效率提升的问题[1],结DPD,町以在线性度和效率之问做到较好的兼顾,Doherty电路的基本原理是将输入信号分成两部分放大,然后合成,从而获得高效率.本文以NXP公司的BLF7627L—lOOW和BLF7627L一140W晶体管为模型,在ADS仿真软件中设汁对称Doherty仿真电路.设计完成的功放电路能够回退7.5dB功率范围内保
3、持高效率工作.1Doherty结构功放的基本原理Doherty结构的概念最早由尔实验室的W.1t.Doherty提出[1].基本的Doherty电路如图l所示,由两个平行放大器构成,'个主功放和辅助功放.其中,主功放偏置在甲乙类,辅助功放偏置在乙类.生功放后面和辅助功放前面各有段^/4的微带线,分别起阻抗变化的作用和相位补偿的作用.主路和辅路通过阻抗变换和负载牵引技术达到功率回退时的高效率.非对称Doherty是基了二对称Doherty的结构上,改变电路中的某些结构和器件,取得优化电路提高性能的效果,其基本结构与传统Doherty相当.常见
4、的非对称Doherty形式有以FJL种:1)主功放和辅助功放输入功率不一致,给峰值功放分配更多的功率.2)提高电路中峰值功放的漏极电,以达到峰值功放输出高的功率.3)采用同功率的晶体管,辅助功放采用大功率管,主功放采用小功率管.某些场合,可以采用上面三种方式组合.例如,选取I亡d功率管r的同时改变输入功率同.在对称Doherty中,由于主功放偏置在甲乙类,而峰值功放偏置在乙类,因此峰值功放的增益势必小于士功放.在输入相同功率的情况下,峰值功放的输出电流必然小于功放.而在功率饱和时,两个晶体管的输出电雎相等,凶此峰值功放的输Ⅱj功率小于功放[
5、2].擞据前面的分析,峰值功放对土功放有动态负载牵引的作用,当峰值功放功率小于主功放时,牵引作用达小到预想值.即峰值功放能将主功放的输…阻抗由最初的100Q有效的牵引到匹配点的50Q,实际中只能牵引到60Q或者该值附近,达到理想的情况从而导致j功放的效率降低[2].为了解决峰值功放增益小,输山功率低的问题,我们可以采用改变电路中功分器功率的分配或者提高峰值功放漏极电的方法.这两种方法都可以提高峰值功放的输fII功率,使得两个晶体管同时达到饱和时,峰值功放能输ItI与生功放栩等的电流,从而准确的将功放牵引到50Q附近.这两种方法都足为了提高系
6、统在输山功率达剑饱和时的系统效率.非对称Doherty的另外种结构,丰功放和峰值功放采用同功率的晶体管,这种结构并是为了解决C类功放增益小的问题.而足为了保证功放在凹退更多功率的时候仍然保持较高的效率.其结构与传统的对称Doherty类似,当土功放功率和峰值功放效率之比闷的时候,其结构也不同如图1所示为主功放和峰值功放功率比为1:1.4的时候的非对称Doherty原理图.其基本原理与传统Doherty类似,核心技术都是动态负载牵引原理.但是,非对称Doherty技术的阻抗变换与对称Doherty有所不同.效豪图1非对称Doherty结构原理
7、图lOdB6dB1dB图2非对称Doherty效率曲线非对称Doherty功器的I:作原理也可以按照输入功率不同的i种模』℃进行分析,Ⅱp低,中,高,!个输iI】模式[3].低功率输出模式时,1功放工作丽辅助功放尚未I:作,将{功放r叮以看作是个受控电流源.中等功率输fJ;模式时,输入电,的提高,峰值功放丌始丌腑,】功放仍然保持电饱和.闵为功放的电'直饱和,处】恒定状态,卜功放?丁以看…个受控电压源[4].高功率时,li功放和辅助功放都达剑饱和,此时效率达到最人.在非对~:Doherty结构中,ItI于1功放的饱和功牢比峰值功率小,从新比较
8、早进入饱和状态,凶此大大提高_r效率.其最大功率退公式如卜:,,:2o—1(1)I()十()J～式中:口代表最大回退功率,表示峰值功放的饱和输出功率,表示主功放的饱和输出功率.2
