Dohery技術在基站放大器改善效率中的應用

內部資料，注意保密Doherty技術在基站放大器改善效率中的應用V1.0別認證測試工他程師培訓教漸材林惠帆譯柿目錄T府able閣ofCo數(shù)ntent茶s術語4摘要8漸第一章考調介紹富舍8廟1、晴動前言宣吳8廈2、囑街科研目的謎瘦8灌3、找康文章架構各車9湯第二章案盯射頻功率放涂大器晌樓10厭1、屢驚功放管類型梢的選擇厭恢10餃a)悟宇A辨類式糞10俘b)賽蔥B翠類母豈11坊c)妨廚AB叮類眼袖12葵d)致廢C駁類價畝13泡e)眼勇其他高效率欄類型妹江13侄2、黨辯放大器的特雪性算喘13兄a)認印線性度株宵13它b)鎮(zhèn)熱線性的測量朱宴13禽c)掀顯1dB顯壓縮點蠻寄14蘇d)工陰互調失真差織14尚e)洗性三階截止點轎憶15命f)朝酬效率蔬煤16恥g)傾緩噪聲略鋒16魂3、瓦動LDMOS獄功放管事走16震4、檔震結論草泉17棒第三章冰Dohe秋rty辯功率放大器雷起18堆1、燥賊介紹尖柴18悉2、齊鏟Doher級ty斑功放的歷史湊差19儀3、鈴它采用真空管塘的典型艙DPA絲趣19橡4、咸劣現(xiàn)代的姻Doher徑ty慰功放且丸20約5、汽毀負載牽引技叮術坡鄭21濁6、配丸四分之一波啦長傳輸線遼支22拆7、軌普特性阻抗的國計算辜焦23笨8、撥面工作原理山臉25HYPERLINK抖就b)執(zhí)毒第二階段茂捐27愿c)口磁第三階段疤痰28盯9、邁斜Doher材t島y東結構的性能度謙28右10、鈔榮優(yōu)缺點房村29長11、籌餃結論抽積30淋第四章箭凳設計與實現(xiàn)峽垃31啄1、磁薦前言園駁31注2、柏丘WCDMA麥指標參紡31瘦3、芝社設計結構曠睛31艱4、街施類型的選擇鑰辨32轎5、品乞設計過程紐黑33匹a)越欺設計功放管矮的通路衡聞33賠b)鮮紹直流分析鋪椅33滅c)獸讀優(yōu)化負載阻尤抗的方法販運34建d)嚼壟輸入和輸出寫匹配隨孝35農e)伍宮偏壓紐塵36復f)脫建設計輸出合霸路器塞令36剃6、省糟設計的實現(xiàn)終歉38逐7、火名結論回外38殊第五章尺沫仿真和優(yōu)化墳已39賀1、送吵前言侄別39饅2、洪崖Doher夏ty睬功放把Ⅰ磚粒39密a)材乎單音信號的齡仿真結果哈采39騾b)朵蹤雙音信號的悅仿真結果勒圓42噸3、旺兆Doher殿ty多Ⅱ及（眠B饑類＋列C他類）共羨44繪4、花妙Doher千ty串結構的比較跟泥46洽5、望戀負載調制的案重要性差耐47誠6、顧泄DPA圾中主管偏壓若的影響岸膝49煮7、失季DPA秘副管偏壓的象影響桂占50扯8、木國結論襲蹦52須第六章昆掀總結和結論徐機53躍1、府織總結貪慮53恩2、果種結論后詢53眾3、漆換未來的趨勢俗勻53術語癥3G會搭Third捕Gene枯ratio抓nCel疼lular衰Syst嶼ems闊價ACI開Adj首acent裝Chan上nelI序nterf截erenc氧e詢衰ACPR賤Adj弓acent吉Chan駱nelP仿ower季Ratio井壽BPSK塘南Bina諷ryPh疲aseS類hift妙Keyin刃g禍石CDMA炸Cod別eDiv翠ision童Mult衡iple舟Acces靠s齡虹DPA美Doh搖erty杠Power塘Ampl菊ifier淡筋EER番Env毫elope息Elim蝕inati速onan襪dRes蛛torat榴ion憐踩QAM蜓Qua孤dratu相reAm宜plitu棋deMo民dulat榆ion梁切EVM截Err姓orVe尋ctor燈Magni搞tude栽把GMSK月Gau棋ssian伙Mini閣mumS蔥hift暑Keyin岔g公盡GSM亡Glo遷balS貫ystem析for昌Mobil俱e軍Comm潤unica畝tions濫IIP3駛Thi組rdOr束derI取nterc窮eptP衫oint昏幣LDMOS漏Lat尚erall殃yDif怒fused謊Meta供lOxi銜deSe嚴m(xù)icon射du踩ctor鴨LINC充Lin求earA幅mplif邪icati盈onUs幻ingN叮on-li株near宏Co笑OIP3施Out杏putI產nterc友eptP肅oint材然PAE佛Pow白erAd斬dedE綁ffici察ency逮便QPSK避Qua腹drat示ureP毒hase悶Shift架Keyi壤ng限吹WCDMA孫Wi駝deban安dCod竟eDiv味ision驅Mult租iple銜Acces加s戚Cds--培-漏-源電覽容石Cdu--發(fā)-漏-襯底架電容度Cgd--下-柵-源電咸容求Cgs--序-漏-源電擇容蘿Ciss-麥--柵短路封共源輸入電鬼容穗Coss-循--柵短路皮共源輸出電萄容獻Crss-硬--柵短路膊共源反向傳擇輸電容趣D占寨空比（占空何系數(shù)，外電目路參數(shù)）鑼di/dt風電流腸上升率（外陳電路參數(shù)）撒dv/dt格電壓州上升率（外排電路參數(shù)）戀ID塊漏極電流（脹直流）遷IDM--翁-漏極脈沖獎電流勞ID(on頁)通道態(tài)漏極電流社IDQ--營-靜態(tài)漏極錄電流（射頻慶功率管）屢IDS--板-漏源電流調IDSM-珍--最大漏飄源電流個IDSS-辭--柵-源垂短路時，漏半極電流診IDS(s鬼at)--嶄-溝道飽和嚇電流（漏源疤飽和電流）蘿IG稈柵極電流（民直流）艦IGF--受-正向柵電脂流筍IGR--歐-反向柵電拘流鑰IGDO-晝--源極開部路時，截止鑒柵電流懇IGSO-初--漏極開組路時，截止呈柵電流撓IGM--劈-柵極脈沖把電流閘IGP--粒-柵極峰值唐電流學IF振二極管正向潛電流筒IGSS-詞--漏極短辯路時截止柵誘電流暗IDSS1野對管肚第一管漏源肢飽和電流滔IDSS2線對管傭第二管漏源恒飽和電流百Iu狐襯底電流單Ipr--呆-電流脈沖北峰值（外電雞路參數(shù)）魂gfs--疤-正向跨導膨Gp救功率增益讀Gps--電-共源極中謙和高頻功率佩增益宗GpG--宗-共柵極中障和高頻功率唇增益蛙GPD--使-共漏極中價和高頻功率亭增益習ggd--女-柵漏電導唇gds--育-漏源電導晶K失鬧調電壓溫度華系數(shù)嫂Ku知傳輸系數(shù)黎L負急載電感（外叫電路參數(shù)）牌貧LD資漏極電感妖Ls苦源極電感項rDS--廚-漏源電阻猛rDS(o炭n)濕漏源通態(tài)電青阻振rDS(o撞f)談漏源斷態(tài)電穴阻終rGD--極-柵漏電阻余rGS--魚-柵源電阻揉Rg息柵極外接電橫阻（外電路欺參數(shù)）幣RL晝負載電阻（沾外電路參數(shù)深）癥R(th)吩jc威結殼熱阻炮R(th)辯ja浙結環(huán)熱阻雅PD反漏極耗散功音率登PDM--軌-漏極最大攤允許耗散功守率蟲PIN--棚輸入功率殘POUT-最--輸出功辦率劃PPK--鍋-脈沖功率宮峰值（外電牛路參數(shù)）澤to(on純)開塑通延遲時間慢td(of伙f)跪關斷延遲時獻間辟ti鑰上升時間拾ton--污-開通時間翁toff-遮--關斷時餃間槽tf爹下降時間僑trr--蛇-反向恢復窯時間撫Tj劣結溫屬Tjm--宮-最大允許華結溫抬Ta漂環(huán)境溫度促Tc稍管殼溫度域Tstg-潔--貯成溫攀度烈VDS--偵-漏源電壓載（直流）斑VGS--沸-柵源電壓喬（直流）具VGSF-固-正向柵源竊電壓（直流亂）諸VGSR-萄--反向柵描源電壓（直刃流）度VDD--號-漏極（直閑流）電源電系壓（外電路星參數(shù)）唇VGG--有-柵極（直放流）電源電模壓（外電路鉗參數(shù)）色Vss--偷-源極（直烏流）電源電災壓（外電路施參數(shù)）視VGS(t圣h)載開啟電壓或交閥電壓擴V（BR）約DSS--吐-漏源擊穿之電壓景V（BR）卻GSS--主-漏源短路熟時柵源擊穿遍電壓則VDS(o揚n)惕漏源通態(tài)電叉壓作VDS(s扯at)--健-漏源飽和柿電壓歌VGD--籮-柵漏電壓聽（直流）患Vsu--母-源襯底電踐壓（直流）瘡VDu--株-漏襯底電繪壓（直流）座VGu--私-柵襯底電坦壓（直流）婦Zo梅驅動源內阻所η漏怕極效率（射崇頻功率管）賽Vn村噪聲電壓軌aID--宮-漏極電流奸溫度系數(shù)媽ards-鴿--漏源電層阻溫度系數(shù)摘要濃在無線通訊劣系統(tǒng)中放大隊器屬于典型吼的高功拋耗子系尚統(tǒng)。在當今僻頻譜畜資源思有限鮮的柿時代，日新洋月異的技術生要求以最小副的頻譜詠量來完成最記大量的數(shù)據(jù)魚通信，而洪這需要售先進趙的構調制技術憤來退覆蓋更廣的餃范圍和惡更高的動態(tài)到線性飛。雖然區(qū)已實現(xiàn)了落線性功放，雕但漆往往其介成本臥比較恒高輔，刷在現(xiàn)代無線懶通訊應用中掠，幫例如WCD付MA使用縣的幕帶高峰均比鄙的猴非睜衡定量絞包絡調制技跟術辱。線性已成水為一個關鍵無指標，值在這方面的意應用磨上放大器得里工作在飽和壓狀態(tài)的醫(yī)功率頑回退仆區(qū)域。所以漆，為了潤克服供電電擋源壽命的限壽制侵，肯設計謊一種能夠仰在寬頻犯輸入膝電平內汽保持高效率郊的功放已成厭為小首選的解決孤方案。湯本文探討了蹤一種武改善線性鞠功放寬價帶老輸出中挺的涂漏級效率鄰技術如A類姻或AB類繪。Dohe耳rty技術賢采用了2個礙并聯(lián)的放大慣管，這種組捆合方法提高廈了主功放在恰最大輸出功渠率回退6d尿B后的額外法效率。功放南管苦類型的選擇過（A襪類、擊AB夸類、儉B巾類或根C銷類巷等）及設計寸技術在本文書做了介紹。愚在第4初章中提殿出了和2.14G幅HzDo音herty內功放的設計系。這項技術字在壓縮點回激退6dB后逆將額外效率捏提升了15千%呆，這類功放效可墨應辣用于WCD塞MA的發(fā)射較站中。洗第一章申介紹前言認在當今如I旺S-95，攏CDMA-嗚2000大腥多數(shù)應用中蜂，功放的高唯效率和線性山度已成為最扁重要的指標范，但檔這兩項指標伴在功放設計葡中互相竟沖突睛，在當今日章新月異的設涉計技術中廢如何在寬頻嫌范圍內保持騾高效率議成為設計功邁放飄中頃最處具挑戰(zhàn)性的早任務。澤在當今頻譜壁資源有限券的時代，源要求以最奇小啄的頻譜使用椒量來完成最活大量的數(shù)據(jù)譽通信仿，投這需要泥先進隨的調制技術敵來臭覆蓋更廣的垮范圍和挎更高的動態(tài)眠線性趁。垃雖已實現(xiàn)了坐線性功放侄，但傅往往其捷成本謹比較亡高。奇尼在現(xiàn)代無線瞞通訊標準中生為了達到高篇數(shù)據(jù)傳輸率滑和這頻譜萬效率諒，叔通常會應用捎到非恒棉定量斬包絡調制技脫術如QPS悄K。為了滿尿足在發(fā)射動嗚態(tài)范圍中的辣線性度，運崇用于此系統(tǒng)劣的功放魯須齊工作于飽和燕回退區(qū)域，祝這點會降低床功放的效率框同時減短了把供電電源升的壽命甩。目前解決史此問題的方監(jiān)法車主要運用復緞雜的先進線我性技術來浸設計非線性侍高效率功放衣。科研目的滅在這項科研后中，族采用麗Doher擊ty技術高艙效率功放惡未滿足瓣3G侍WCDM窄A總在線性方面云的嚴格要求瀉。此項科研套目的如下：噸詳細分析采信用一致狀態(tài)總器件與采用魔真空管進行丙典型鮮設計的不同思Doher龜ty功放估；蓬采用殊Motor命ola抹HV_F惜ET晶體管撒來設計兩級止Doher妹ty功放的痕詳細方法廳；夫設計和仿真敲如何實現(xiàn)盾兩類不同的稱采用HV4枝處理技術L偷DMOS管盒，運用于W團CDMA和案頻膀率辱為2.14法GHz帶寬探為5MHz康的Dohe杜rty功放渡；仔分析Doh集erty功奴放中主管和錦副管對效率伍和線性的影咬響統(tǒng)；構有關提高D更ohert噴y功放線性籍的技術文獻仿的分析文章架構劣此報告有兩或項重要目的布：第一，向格讀者介紹兩美級Dohe謠rty功放蘋的原理，第蜂二，與典型畜的功率設計教做比較并探雞討其性能。濕報告內容的丹安排如下：勒第二章討論捎了邁在飛功放設計中婆常用銅的志方法灣論和汗設計中會涉蠅及到的常見蘭設計參數(shù)的鍬簡單解釋。扛同時提到了菊LDMOS逆管的一些重葬要斧特性析。街第三章主要注描述了Do凝herty促技術的原理失和采用真空危管章設計Doh菜erty功岡放的歷史，宜并帶有有關玩一個理想租Doher破ty味功放工作的乘討論。紙第四章詳細能描述了如何妨使用LDM準OSFE現(xiàn)Ts來設計奏兩級Doh葛erty功著放。砌第五章討論煎了采用兩種題不同的Do睜herty紐設計實現(xiàn)的協(xié)仿真結果。遮對比分析了威采用典型設啞計方法的性烤能。最后得朽出此項科研更的結論。鴿第二章險射頻功率放藏大器香功放鳴管扔類型的選擇蜜使用于收發(fā)總電路中的急LDMOS刃功放管罩，貓其價角度變化靠為非線性變認化倉，而該特性城取決于管子瞇的類型墳。繞在輸入信號宋不變的情況妙下，輸出電劣流的會隨踢LDMOS知的門限偏方壓江做諧振變化灣。在一些應撐用當中，對田于部分特定襖的輸入信號念而言蓄這也許是需圓要的頸，哲而這騾特定被的輸入信號炭對管子的類昌型起了決定爪作用。在這歉章中受將歉討論Doh猾erty桐功放中常用燕到的四種類嘴型爐，孤圖2.1麥為承不同類型放尸大管的傳輸寇性能和念特性干。襯圖2.1單不同類型放步大管的工作異特性A類峽A瓶類放大管舊的敞偏輸壓在攻輸入處于關歌斷和飽和之廈間的區(qū)域起變化，螞集電地極錯的電流在輸腦出信號的整醬個環(huán)路(朝360呈°磁)變化。劫圖2.2辜A類功放灰的傳輸特性恒如圖2.1熟所示筒靠近晶體管鞭中韻頻視點的偏移起區(qū)迷被稱為敘工作區(qū)過。A類放大拴管與其他類喂型的管子相度比可提供最糧大線性度。B類脂B車類放大管的拌集電摧極踢（漏級）電誘流只在射頻焦信號的半波有內變化尸，撈直流工作點苗的門限吼電流設為零汁并不外加射遇頻信號預，予這可通過怒管子的截止尚電壓場偏置來完成綢，任何析流經管子赴的電流直接卷進入負載。閣更確切地說壯，要B隊類放大器的柄工作角度保稠持在奏180芽°久或輸出信號蝕半周。曠B雜類功放管經鐘常應用于使載用現(xiàn)2猴個并聯(lián)晶體辱管的推挽放誰大電路中，狠每個晶體管玉放大一半射聲頻信號。掛圖2.3濟B匠類放大管的尾傳輸特性（復G借rig00防）策由此看來，侍與陽同等徹的敘A急類放大管相效比驚B詳類悅的效率幾乎捧是它的你2貞倍。雖然它貨的結構大大稅改進了效率胞，但是它只續(xù)能應用于對是線性要求不砍是很高的殿放大器。通壯常，電流的射波形出現(xiàn)比脾較嚴重的失尸真同時需要裂一個高Ｑ電尚路來恢復正豪弦波。AB類濕AB嬸類功放的工氣作點設在鵝靠近截止區(qū)荒域，集電級傍在射頻信號差的緩180話°蛙~360棕°籠之間導通。剖AB傅類功放的線具性度接近于心A帳類，效率接拋近于傍B回類。這在權炭衡線性度和史效率要求之摘后可對蝴選擇AB類飽功放的工作漁點規(guī)。厚AB惕類放大器也礙常被使用在否推挽放大電類路中該用六來克服狼B團類的交叉失列真。捐圖2.4壁AB事類放大器的視傳輸特性C類拼C垮類獸放大器野的漏級導通澤于傅少于半周的敞輸入信號。葉C驕類直流工作則點設在低于徑截止區(qū)域，孕使部分輸入王信號克服源艱門限交叉點脫的反向偏量晴。與前面所太提到的類型暮相比，雖然羅C蛛類線性最差狗但是其效率狡為最高。寨其他高效率粱類型口其余具備高也效率特性類糊型的還有靠C員，尾D封，沿E童和燥F左。這些類型蹦適合于應用掘恒量包絡調象制技術和線榮性要求不是嬌很苛刻的應袖用中。在提清高功放效率兼方面滋，剩Doher打ty技術嗚涉及到的類先型有酸A橋類和災AB侮類。旱放大器的特準性線性度允射頻放大器灑本身屬非線平性查，牧在收發(fā)鏈路懼中為失真產女物的主要來教源羅，勵它的非線性學產物會奧影響敘到語頻譜的妨利用，踏它的非線性齊來源于在高都輸入電平跨、拾管子工作健于賴飽和狀態(tài)蒸時矩，放大器會末出現(xiàn)壓縮百現(xiàn)象。線性的測量蘭放大器的非睬線性可歸結程于侮增益壓縮和矛諧波失真縣導致討信號放大翅時梅產生色交調產物驗，饒它取決于各較種各特定的調制巴和應用技術李，池用于衡量線黎性度的指標枝有鷹：噴１dB壓縮韻點語三階互調失組真倒三階截止點擁（流IIP3獵）宗鄰道功率比鐵（越ACPR適）記矢量幅度誤脂差（黑EVM其）趣脹1dB壓縮模點妖功率的非線快性黑表現(xiàn)在信號撒輸入薄接近飽和點默、碑輸出遼達到飽和狀羽態(tài)時而，放大器的蝦增益會下降惑或被壓縮。圖輸出１dB緒壓縮點（本Pout滲,1dB半）可賀理解竟為從它線性蓮的區(qū)域開始柳，宗增益被壓縮謹1階dB舟時的輸出電始平歡，烤圖1.5輸為皺典斯型放大器輸恥入和輸出握的關系圖竊，1殲dB壓縮點至的Pin,蹦1dB與相橫應的輸出功壓率之間的關煌系如下：蓬其中屬G1漁,dB為壓錦縮點的增益江。組圖2.5癥1滾dB壓縮點拒輸出功率和稿輸入功率的煌關系曲線圖互調失真司互調失真魂是引起里主信號失真鏟、覆互調戚變差的現(xiàn)象狂，由于它們司很靠近于主秘信號，享三階互調產護物對信柏號具有較大芳的影響，植我們所不需蛋要的頻譜組分量唐如諧波可被包濾掉，但辮三階互調由莊于太靠近主思信號而本無法園被絮濾掉熱，傷圖2.6釣為膊一個雙音信俗號的互調失馳真現(xiàn)象。嗎圖2.6耍一個雙音信說號的頻譜筒從上圖我們俗可以得出，并三階互調的常幅度可以由膀以下公式得分出就其中Pou投t,IMD結代表三階互犯調產物的輸夜出功率。三階截止點寒另鏟一個用于衡豪量線性的重稼要指標為截京止點。它定喚義為特定失賴真眾的冤線性涌延長線與昏輸入套輸出水功率比的線寶性延長線的括交點，藏圖2.7齊為邁三階互調姓與纖輸入瓶輸出新功率比億的關系圈圖2.7六三階截止點效率轟功放效率定鋪義為將直流住功率轉化為判射頻功率的京能力，滋在普遍使用掃中有三種定幻義，漏級效寶率為射頻輸忘出功率與輸都入的直流功豬率比耕功率額外效膏率與輸入信嶄號功率有關牌，可以表達胖為：前PAE一般紐用于分析功松放高增益時凡的性能，最康后得到整體開效率為：復此表達式對灑于各種性能閱的計算都有焰用。噪聲香噪聲在功率原設計不是一斗項很重要的詞性能指標，數(shù)系統(tǒng)的噪聲但系數(shù)可以表向達為：酬從以上公式享可以看出噪它聲系數(shù)取決階于前幾級，媽功放一般為完發(fā)射鏈路的舍最后一級，趕所以對整個慈系統(tǒng)的噪聲頑影響比較小盛。國LDMOS脾功放管槽LDMOS鉆屬于N溝道首增強型MO蘇SFETs響，管子交叉躍段專為色高頻番高壓遵的情況下做厭低寄生容性麥之用，溝道邪的長度決定稍了管子的工拴作頻段，溝站道越短線性攀越好，LD岡MOS管在早高功率通訊臺中應用于代己替雙級型晶敢體管，它在懼更寬的頻段摩范圍可以達脅到更高的增匠益、更低的懇三階互調失膠真和更高的澆工作效率。煮具備這些特茶性的LDM分OS管減少定了射頻功放憑的增益層級幣并帶來了更寧高的效率，蘿圖2.8為乖LDMOS尤管與雙級型掀晶體管的性硬能比較圖。玉圖2.8洪LDMOS宴管(實線)騙和BJT(遺虛線)的性墊能比較曲線疫圖(AB類悶功放的增益絲和線性曲線既圖)壽優(yōu)越的線性蜓度使LDM固OS晶體管楚能夠完全滿殿足宇3G蜘標準對線性昌度的嚴格要槽求，與以前峽的0.8u蔑m技術相比遠，LDMO豆S管很大程杏度上減少功窄耗，使氏3G憑基站達到5攀0%的高功恨率密度，使展WCDMA畫的效率提高功了6%-8發(fā)%和增益提參高了2dB做。結論暮移動通訊系愉統(tǒng)挺中楚收發(fā)器的性青能主要取決本于功放的性搞能，伍高增益、高雨線性、率良好的秋穩(wěn)定編性稼以及高效率圓為滅上等辭功放的特性規(guī)。前面提到沈了這項科研壘究的目的是年在不考慮線麗性要求的情凳況下，采用見Doher滋ty結構設謀計WCDM搏A頻段(2晨.11GH矩z-2.1卡7GHz)療的高效率功棵放，以下章敞節(jié)將會詳細盡分析Doh夏erty技般術及其仿真溫設計和仿真煌結果。置第三章每Doher交ty功率放炎大器介紹朽功放陳的令最高效率點蓮出現(xiàn)在功率只壓縮點附近盯，子其中渴最普遍的墨標準如GS溫M，它采用斯了包絡調制意技術如GM旦SK始，顛這種調制技賠術保證了發(fā)肚射信號的包團絡為衡看定量樂和通訊系統(tǒng)摸中的放大器餐工作于接近海飽和抬但變未出現(xiàn)失真昌的狀態(tài)盒。另外幟，現(xiàn)代的標泳準如EDG遲E通過使用蹄如BPSK濕，QPSK區(qū)和QAM防等調制技術飽做醬到更有效的恒數(shù)據(jù)傳輸皺，高這些技術所釀產生漂的父非衡即定妻量包絡信號臟要求放大器鄉(xiāng)工作婚在之從腥壓縮狠狀態(tài)喂回退3~6唱d冤B呀的線性區(qū)域鼠，親這孫有可能引起逢相鄰頻道的技干擾（AC偶I）伐從而很難達題到高效率。響調幅信號放轟大器恐主要賣有兩個缺點畢:巴第一，在功而放工作于滿刑功率時膝調制信號會嗽出現(xiàn)失真現(xiàn)鹿象；第二，羅只能卸在單載波的姓情況遍達到最高效訪率，招并往往夢接近于器件局的最大額定愛功率單。宋解決以上兩首個問題的閃方法就是如俘何章在線性高效滋率工作區(qū)域扮提高效率掘。唐曾有人提出逢了幾種提高劃效率的方案顯，谷Doher繡ty放大器死被認為是最指佳選擇虛，揪因為其他方波案如Kah流n置,動態(tài)包絡血跟蹤或采用屢線性度較高軟的元器件，求不僅提高了箏成本而且?guī)Ы菍捯舱u包絡消除和削復原技術是奔綜合使用高孔效率包絡放既大器和非線鏡性功放來達件到高效率和胳高墨線性度的放攔大器。這類給放大器由去壽包絡齊限幅器和高波效率非線性意功放如C類促或D類壞組成，作為墓恒定幅度相糕位調制載波住的放大級慈。恒會定終量包絡使非喉線性放大器爬可工作于壓許縮點附近扯但未茫出現(xiàn)失真現(xiàn)畢象億，翅從而達到提挖高效率的目較的。最后，軍高線性功放折的幅度調制耳將恢復槍相位調制信疊號的包絡。幸包絡跟蹤是徐一種類似于度ERR長技術的批方案，敵當功放進入歲線性模式量，淚它會枯通過誦動態(tài)變化的抬電壓來存儲佛功率，射頻色功率帶有幅秧度和相位信傅息，線性度蜂的好壞完全噴取決于后級桌放大器。掩雖然包絡跟顏蹤的性能要跳比線性功放曬好，但是還驗是比不上K諒ahn和E肌ER技術。漆圖2.1崇匯總了干普遍樣應用于提高碰效率擋的幾種痛技術的效率胃比較圖。止雖然ERR烈和LINC舊技術可做好揉更好的性能躺，尤但是從曲線響可以看出奮它們正所對應的結筑構更加復雜過，鵝且需一段繁產瑣送而乓難以實現(xiàn)的致調試過程。葬憑著Doh史erty栽技術實現(xiàn)的偽簡單性，它受是未來咐最有可能成攻為高效率功斃放的實現(xiàn)筒方案色。蹤狂這章筋具體化描述了扶如何辱運用現(xiàn)代晶篇體管的Do柏herty拐來完成部功放設計還，并窮與運用真空獄管的勻典型身功放舅設計服做比較丸，鍋運用材Doher割ty檢技術背的畜負載牽引亂原理劣通過今分三個階段齊來解釋Do軟herty定技術壩。為了更好呈的理解，本印文所引用的宇數(shù)據(jù)利均源于理想索情況下的D后ohert坑y技術。探摘圖3.同1幾種擾效率改善技悲術的德功放企性能對比分蛙析駁圖英Doher殿ty功放的骨歷史著Doher孫ty功放的糞設計理念最批早由貝爾實辣驗室的Wi棟lliam抓H.Do觸herty印提出的，它損最原始的設寸計是采用真黑空管繡，級那時候的晶抵體管不像現(xiàn)冷代所使用的濕，娘帶有額外裁的殲柵級劍以敗控制其傳輸叮電導。院第一個Do枯herty疑電路是在1拍936檢年無線工程兔學院的年度后大會上提出爆的餓，宿第一個應用蕉于電路的晶洽體管違是在193洲8年安裝于傍WHAS斜inLo震uisvi踏lle,絡Kentu疊cky的一股個50kW木的設備上。邪圖3.2為糾早在194娛0年雜志上緊采用真空管氏的Dohe癥rty駐功放炸示意圖。匠圖3.2鋤采用真空管衡的途Doher簡ty俊功放電路菊圖馳采用真空管錢的更典型途DPA據(jù)當負載淹電壓達到最膜大贈時嘉，推真空管遭也達到贊最高效率若，但是采用預真空管的功爐放只能在調梯制峰值的瞬哄間掀電壓電平忙達到最大賢，保持功放譽33%的平悅均效率。嘗對于型典型塑的功放螺而言，男在大多數(shù)時補間段大電壓幅度廢都比較小效，為了重解決此問題慢，有必要開邁發(fā)一個么能夠提供高匆電壓定幅度消的方案擊。挨問題的解決艘方案是通過稍增加輸出功板率菠同時保持一停個高恒次量爸交變電壓從飛而獲得高效財率。所以，范首先要求交遵變電壓諸達到乖高電平申后離，隨著輸入病功率的形加大掘高遷電壓集電平須一直春保持不變，斧而怒Doher欣ty電路世成為此問題莫的解決方案澡。視在Dohe淘rty仆所采用的電的路中，其中蓄一個真空管喉在妙電壓彩電平通下競放大縮載波功率從習而保證高效退率，另外一意個管子在調菌制峰值毛時陣提供額外的乞電壓。確切拔地說，如圖碗3.2，如窯果管子1薄提供轉最大電壓給辛負載單，藍那么與管子模1并聯(lián)的管層子2須將會在調制垂峰值車時鋼提供額外的蹤電壓。窩圖3涌.3采用調真空管的高獻效率DPA藍結構圖獎圖3.3役為忘帶阻抗變換霜網(wǎng)絡的Do接herty低電路，它的獨作用會在下后文做詳細說臥明有。君現(xiàn)代倆的銅Doher想ty功放歐最簡單的D尚ohert因y電路由主含管和副管兩擴個管子構成鍬，糞管子的輸出軟通過一段四途分之一波長渠的阻抗變換鑼傳輸線進行吃并聯(lián)。當主寨管飽和時副雄管傳輸電流樹，從而減少飽了主管輸出悟端的阻抗。兵所以隆利用負載毛牽引原理猜主管在飽和肯時會傳輸更障大的電流。昌由于主管已虎靠近最大輸遞入功率回退上6dB糧的飽和區(qū)域娃，恩功放連這范圍內會木保持高效率灌。以下皮章節(jié)顫將詳細解釋朝電阻牽引原萍理、脅四分之一傳冠輸線的作用漫以及Doh歷erty功世放的工作原動理。拼圖3.4兩Doher狠ty功放的勾結構圖獵負載牽引爸技術筐負載牽引帝技術前是桑在供電時通丈過險相位相干源進來史改變射頻負類載的阻抗或田電抗打，級當射頻負載膨為無源器件倆時可不遵嚇循此原理攝，多以下紀將拐分析尿解釋Cri減pps所提沙出的觀點。衣根據(jù)電路基驟本理論，當刺電源2喜不供電而電飾源畢1鳴供電擾時，圖中的狹電阻阻值為佳R冷圖3.5付負載諸牽引飯示意圖寒如果電源2山開始與電源蒜1齒一起斷供電后，硬電阻的電壓脫為：宴由于第二個蛾電源給負載至提供止了緩額外電流，津從電源1看愉去的電阻阻渠值將變?yōu)槊猛瑯友览斫瑥碾娫?法看去的電阻槽阻值可以寫儀為陣在吉帶有幅度蟲、淺相位示單位的揮電流和電壓算以及帶杠電座抗棟、星阻抗害單位的砍器件扇的電路以上堪理論依然成窩立遮，所以方程狀3.3可以探寫為碎如果I2與蛛I1同相Z賴1可以變得瘡很大，如果咐I2與I1祝反職相或Z1可以變芽得很小。揮如果將以上貸電路根的電源替換秩為射頻功放嚴管的輸出傳緊輸電導，碑負載牽引滾技術理論可拆以捐應用到晶體館管上。所以蠢當兩個晶體生管并聯(lián)時，且其中一個管撥子可以通過燦適當鏈的控偏壓桌來改變從另線外一個管子壩所觀察賭到拒的阻抗。申這種理論可嶺以延伸到兄由佩兩個不同碼管子白所組合的D獨ohert智y獨結構在不同片環(huán)境鼓、棍不同劃偏壓齡的想應用當中線。淚四分之一波左長傳輸線心如圖3.4混所示，Do肝herty稈功放在主管燭和負載R之第間需要進行吊阻抗變換牽以進行抱合理的我負載調制，攝大部分設計擺方案都尤使用高到慮四分之一波姨長傳輸線。朝圖化3.6越2懸路筐DPA示核意圖葡圖3.6中蝦的四分之一軍波長傳輸線宇的阻抗可表豆示為：展開矩陣，擇從圖3.6倆中可得出V崗p錢為最后陜的徹輸出電壓通，濕并受主管電蒼流的影響，映所以禿從眾整體來看線仗性度只跟主仍管的特性有無關，光副管在電壓昆下降的時刻符保持主管電復壓電平慘不變攤。賀表達式可轉罰換為：培由I1與I干p的關系得石所以得出貨副愉管放大器拼的岸峰值電壓斯計算購公式妨為淋：餅前面所解釋知的DPA工辣作原理可幫界助理解四分構之一波長傳苦輸線的作用躲，它流能夠在主管花電壓達到飽壟和時使主管敘阻抗減少呢，駛從而加大電薄流都來保證盲效率不變。檔特性阻抗的稍計算惜正如前面所鄭討論的，D界ohert往y不技術艦理論正是為京了濾提高賴放大器在更除寬頻范圍內作的效率，而灌一般情況下版只能在徹電壓電平的轉峰值劇其冤效率道才能市達到最大，歲解決這個問梁題的方案圍可通過主管蹲的預飽和評、市四分之一波貫長傳輸線舌和處副管來衫降低盒主管猜的鄰阻抗悔，愧從而維持主秧管的最大電巨壓科電平盡，該理論將供會在薦下面章節(jié)壁做詳細的解慢釋。系在絕分析距Doher迷ty功放的竟工作原理之仁前，痕有必要先分歇析四分之一凳波長傳輸線議的特性阻抗頸Ztl律，謹與圖3.7光中研的功放模塊旦負載順Zload殊。焦圖3.9斜為泊理想情況下潔主管和副管懸的特性電流瘋和電壓，蓄從圖中冰可以看出主川管輸出電壓寬Vm耍，頃在最大電壓推值Vmax臘回退6dB首的范圍內憲為一定量斬。假設“n湖”代表6d農B回退范圍構，傅其值投為0和徹1，1儉代表抵最大殲輸入境功率血，它滿足圖僚3.7中討墨論的基負載牽引誰理論，券圖3.7中償?shù)乃姆种粷檪鬏斁€摸中的阻抗為賤：由于惕將（3.1蔬0）中的I歷0替換掉得觀：洽圖3.7飼DPA妙電路炊替換掉(3穿.12)中白的Z0得掌：奴主管輸出電窗壓V1可表護示為：約合并方程得委：尖從圖3.9筑中的特性曲莖線圖撓根據(jù)最大電額流Imax僚/2原可以得出淺在6dB回哲退范圍內電玉流與n值之元間的關系為疾：蠅替換掉電流告值可得：仰簡化以上方睡程：講正如前面所森說的，在6歲dB回退范逝圍內效率的制提高需要保防持V1丟不變，所以那需駐獨立出遣因數(shù)n,從樂以上方程可跳以得出：澡為了簡化D蘭ohert敵y的結構，耀四分之一波當長傳輸線的原特性阻抗需羨為負載阻抗登的兩倍，這可使主管在電論流只有最大轎電流一半的接時候依然能蝕達到最大電病壓。工作原理飄Doher搶ty烘的工作原理鼻通過苗三個階段來章做剩分析亂，即低霸、副中猴、哪高電平久，漫圖3.8所兩示為DPA漁的結構框架頃圖，副管前堅面的四分之劇一波長變換眾器恰補償狗在主管前的晉阻抗變換中融所引起的相納位轉換。仍圖3.8平DPA的羊結構架構役圖3.9務DPA的減特性電流和捎電壓糧如圖3.9下所示為理凱想情況下在允輸入信號的我整個范圍內典主管和副管譜的特性電壓舟和電流波形郊圖疤，秧副管A2秤的羊轉折點惑P芹上的工作原強理前面已做扯了茂解釋。第一階段幅低電平輸出剪信號（Po早ut<P）戴在低電平輸淚入時，副管彩處于關閉狀身態(tài)煩，肥主管接收所訴眉夠腿跡私淹刷有的輸入信譽號，同時主厘管也起到控泰制源電流的艘作用面，固如圖3.1哥0所示，副桑管氣的嶄無限執(zhí)大救阻抗蒸使啄主管續(xù)的阻抗為R旗opt攻的兩倍陣，畜當電流達到堡峰值誓的一半時高監(jiān)輸出阻抗會效使景主管鉗進入薯預瓶飽和筍狀態(tài)，誼由于電壓已脂達到甩峰值味，城雖然管子未羅達到抱最大功率但爸是系統(tǒng)已工煙作在最大效知率?；貓D3.10圓DPA工犯作的第一階撥段第二階段倒中電平信號射輸出（Po籠ut=P）蓄當傭主管達到飽但和械狀態(tài)留，適當?shù)那破珘号顚淖兏笔瞎艿碾娏鏖_哄始工作泥，違這時副管將壽控制電流源拉而主管控制捧電壓源朋。根據(jù)負載布牽引理論，卸副管電流的梢增加將使沖從四分之一村波長傳輸線旅觀察食的阻抗Ro沙ut歷變大鷹，如圖3.辱8所示。貧四分之一波村長傳輸線的漸特性阻抗可追以表示為：匹因此Rou形t性變大將胖使裝從主管看的籮Rin變小崇，告從而使竿主管銀在退輸出電壓未屯達到飽和丈前鍵就已保持久不變，閥并同時鹿加大張主管的輸出有電流，如圖云3.9霸所示。輸出顆電流的增加弟也窗提高緣了輸出功率篩。蝴圖3.11刻DPA工偵作的第二階梅段閘當電壓電平探接近于飽和盼時效率也接元近到最大值祝，羅隨著輸入信平號的加大，撈副管的輸出瀉阻抗將一直析下降受，尊同時主管和兼四分之一波藝長傳輸線的喜阻抗將會加層大。第三階段毒高電平信號童輸出（T<爪Pout<礎Pmax）陡圖3.1與2DPA陰工作的第三弊階段梨隨著輸出信映號的增加，款負載功率將市一直上升，牛直到副管飽躺和。一旦達祝到最大值，澇主管和副管項的阻抗將等短于四分之一脖波長傳輸線見的阻抗Ro賭pt，如圖徑3.12所斬示，主管電衣流在這電平貌上阿已達到最高找點燒，爭輸出功率也更達到霞峰值密。春所以在奇加大輸入時康，澇副管在一直附調節(jié)負載腿來業(yè)阻止主管進姐入飽和狀態(tài)刺，從而保持辮最大效率輸竭出。靜Doher化ty結構的褲性能泥Doher吧ty功放在融轉折點T附和滿功率上鉆會出現(xiàn)茄最大PAE帝，獄圖3.13糠為林理想勁情況下援功率額外效寧率曲線圖浴。荒效率曲線在岔回退6dB雀區(qū)域中的小附斜線是由于州副管的低效姻率引起的觀，然假設主管為龜B類放大器借，Dohe聲rty結構交能夠在功率輸回退6dB昌范圍內效率學達到78.辣5%水，理兩路Doh筑erty功銅放的效率見揪Raab[絹Raab0英0]。族以上公式在涌計算不同輸伐入電壓下的猶效率寨會很有用道，肅所以，Do著herty垂結構最適用森于峰均比在由6~10d變B左右掌的于非衡擴定匪量包絡脊調制系統(tǒng)。堂圖3.13使效率曲線片圖，實線—鉆Doher臺tyPA把,虛線—書典型弄B類PA優(yōu)缺點路Doher璃ty阻功放的優(yōu)點勸和缺點在穗過去很多文蠶獻中寶討論過鄉(xiāng)[Yang瓶02]需，捉以下將與其洲他效率渡改善謹方案做比較撒。鄙比較突出的稈優(yōu)點：晚高效率：D姜ohert稍y葬功放基于負街載牽引技術噴，噸采用吵四分之一波矩長傳輸線傳緞輸靈，宿比其他如E迷ER方案友能夠做到啟更高的效率支，墻在輸出功率外回退6dB齡的區(qū)域范圍預內PAE帖較高時，這殲些放大器仍勿可很工作舅在失真較低瓦的線性區(qū)域望。數(shù)線性方案的收實現(xiàn)：骨結構千簡單督，呆常見的塘線性方案使污Doher譯ty功放在駐前饋和預失致真中容易實危現(xiàn)。拿方案簡易：吉Doher腫ty利用了允簡單的射頻萬技術如負載納牽引技術咸，濃而且不牽涉扣任何蹲用于消除包章絡，恢復包釋絡和跟蹤包常絡的包絡牽蒙引電路哄等復雜的技扇術。范Doher翻ty結構也歷有一些缺點鏡如增益衰退痛，互調失真鉆差和帶寬窄種。帶寬夢窄是由四分桂之一波長傳黨輸線引起的愈。由于現(xiàn)代彩無線通訊的李帶寬都很窄細，幫這蜘將耕不個會成為最嚴重的缺點蝦；嶺而增益衰退吉是由副管引嗓起的扔，但扮衰退的增益魂在低功率電連平時態(tài)，與給載波放大管訓的高增益群相比它會僅顯得比較低熊；迫另外一個比可較顯著的缺魯點就是由于么副管的低開偏壓役量所引起的朝互調失真閑，壓有關這問題佳的解決方案待曾有人提出質[Iwam晴00]，運僚用主管適當倘的鹿偏壓喝來達到非線辰性產物的抵姐消汽，鏟N眾路結構也是炎一種解決方牌案，這將在仆下一章中做嚼詳細討論他；腫另外一個比散較突出的問裝題就是霉Doher市ty返結構的阻抗瘡匹配問題件，欠針對此問題傘的解決方案斜也曾有人提喝出毒，通過甲帶偏字移洗量的傳輸線姜來梢調節(jié)負載訊終端的實部走參量騾。結論藝雖然已講解插了理想貫的匆Doher陽ty技術，歪但是實際粘中肚的應用要求莖主管和副管勾特性接近于淡理想津狀態(tài)，為了侄使唉不同類型的赤功放管禾與理論分析娃中的遞主管和副管萍性能峰相匹配，寨需亭通過捎優(yōu)化臭來達到職更管高直的餐效率和線性荷度。帆以下章節(jié)將休討論Doh文erty結從構中功放管推在不同紹類型鈔組合時的性眉能蛇，以及捎在改善性能裂中有可能用舅到的方升案吳，下文專將討論有關餓使用搏LDMOS碗晶體管類來設計2.忍14GHz舌、雙路折Doher劣ty資功放的詳細服設計步驟仗、柿性能禿分析霞、導數(shù)重疊銷原理、堤偏壓吩的自我調節(jié)航等納線性挽改善東技術爬，魚還會提到連有可能權采用到差的助實現(xiàn)插方案掌。賣第四章沾設計與實現(xiàn)前言盡Doher信ty技術的融基本原理和翠實現(xiàn)在前一系章已做了解販釋，這一章柳將詳細介紹爺它的設計與鐵實現(xiàn)鴨，鹿分析如何選版擇功放管類終型沸以最接近和辭匹配蝕于貼理論諸Doher漢ty功放中你的測主管適和喉副管湯，同時與相礎應豬典型睬功放的性能李作駁對比。堡本章詳細介它紹了兩級D忍ohert胖y結構的設駁計步驟和分道析其在UM肝TS厘頻段的性能遷，如直流仿蜻真句、棄偏壓包點的選擇腳、蕩S及參數(shù)仿真血、譜匹配電路的設設計茅、撿負載牽引分扒析瞧以及速優(yōu)化?；琖CDMA匆指標算前面提到頸，這個項目傲的目的在于垃學習和實現(xiàn)場應用于WC幣DMA偵的功放，W唱CDMA指爽標拋也散稱為全球移召動通訊系統(tǒng)天并成為3G角PP飛規(guī)范中的一侄項，它的持標準喚被引入了侄頻譜有效調鞋制中的高截速率蛙應用墳中付。椒峰均比取決吵于求所占用棉的數(shù)據(jù)通道魯，因此，始高峰均比珍伴隨著高訴速率改。WCDM貢A可以提供燭高達2Mb蕩ps盆的散速率邁，功率峰均遠比食接近6dB捉，比QPS奪K調制還要蛾高詢。基站放大脹器蔬在誼效率比較低兵的飽和狀態(tài)蹦其工作電壓叉電平匪會求下降，酒解決此問題魯?shù)姆椒ㄊ嵌荚诠β驶赝藬_后補償能量頂損失包從而徹提高吧工作錫效率辛。設計結構沸在Dohe發(fā)rty結構餡中我們所采赤用的電路由音兩個LDM興OS功放管設組成，放大的管的輸入與奏50ohm存s相匹配，槍并聯(lián)功放管濃通過輸入相滋位補償和輸壘出合路器合窄并為一路。槍在輸入端通悟過一個90茂度分路器將唉輸入信號分虛為隔離度比奏較理想的兩啞路合，破以下將詳細西介紹每一滴分叔路的設計步鉛驟。卵圖4.1柱Doher執(zhí)ty功放的農結構類型的選擇辮以下配重點分析如弄何選擇最佳牌類型的功放公管以最匹配呢于理論設計絞中Dohe墊rty狹功放的頂主管愧和襖副管約性能登，是如圖4.2春所示為Do曬herty際功放的電壓暗電流曲線圖威。宗圖4.2退DPA的電垃壓和電流特排性每第一章中提點到螺，我們設計適的目的是在伯已選定的負刺載R哪，讓兩個功冠放管個在最理想貫的窯效率下傳輸保最大的功率閣。銹從攤不同類型管黃子的源分析可以看釣到，通過晶脅體管類型如敗A渠類頓、咱AB類或者則B類的穗偏壓勇可達到刃要求的玻主管像性能攔，而灰副管只在輸逐入信號的峰嘗值派點瞧才被激活，較因此設計扒只稈要求流副管東放大超過最球小門限的信睬號，這可通恨過腹類似于膀C看類管子打在低于關斷鬧電壓黎電平時，固使厚管子產生孫偏壓認的蟲方法來達到恭上述目的吳，玉故副管方只獻在主管接近模飽和時誠才華開始工作。設計過程通設計功放管反的通路堂主管和副管富的設計與嘴典型凡的設計相類交似著，通路的基欣礎設計包括嘗優(yōu)化負載阻沉抗使功放管掘工作在最大環(huán)功率和朽最高撕效率，下一泡步設計匹配董網(wǎng)絡使功放盾管的負載阻勉抗達到要求斧，最后一步差為設計嘗偏置網(wǎng)絡使成功放管工作辦在一個穩(wěn)定面的工作點。驗圖4.3霉主管和副管廁的輸入和輸表出匹配網(wǎng)絡堂以下段落將止詳細描述舊在UMTS猛頻段，中頻缺為王2.14融G浮Hz帶寬為眾5MHz定的頻段打如何使用L五DMOS贊FETS瓣AB類功放義管作為孟主管直，C類功放搶管作為騎副管妨來設計D舞ohert黃y功放襲，并與杰典型廣的AB類放向大器的設計竿做性能方面識的比較。直流分析勇在進入Do映herty垃放大器專主管棵和膜副管嗚的設計之前預，有必要賴先分析下所磨考慮采用的躁LDMOS禍管的傳輸特河性延，嶄不同類型的戴管子所對應綠的工作點可般以簡單從圖參4.4錢的傳輸特性廟看出積。千圖中的曲線找代表漏級電眼壓為26V捎的情況下不芝同類型的管釋子所對應的典門限電壓值般。辮圖4.4袖LDMOS作FET的閑傳輸特性仙圖4.5慢LDMOS增FET的尿輸出特性偏優(yōu)化負載阻維抗的方法盡通過優(yōu)化負少載阻抗使L羞DMOS古管的阻抗達援到要求，這貝需要用到負厚載牽引癥理論替。如前面所妻解釋，負載加牽引分析中計功率和效率活的曲線微有可能會做域必要的調節(jié)雁，因此，對如于同一個負捏載阻抗最大堆功率和最高騎效率鴿也許會午不一樣勢，通過權衡抱分析需甚考慮負載阻縱抗能否使功糠放管工作在腿最高效率襖，螺如圖4.6欄所示為對應腦于最大功率嶺和效率的負繁載牽引仿真喉結果。從圖4.6皇負載牽引的鞭仿真結果脂圖4.7為漆在UMTS靠頻段功放管訓輸出阻抗為偽8.6+j析19.1時在的性能，輸否出與50o嫩hms相匹輝配。徹圖4.7恨功放管通路皂的性能騰輸入和輸出物匹配秒從上一節(jié)中弦負載牽引的皺分析結果配可以看出脆，性能的優(yōu)療化需要LD灑MOS的輸廈出阻抗為8兼.61+j庫19.1猜，般在設計頻受段眼中苦由于虛部會偷消耗功率，捧輸出阻抗的煉虛部需要被設抵消掉津，這將保證冶負載為攀純電懇阻性齊，從而使工炎作頻搜段鍛上的輸出信版號完全被轉奪化為實際功泥率舌，鞋最簡單的方和法是險制造頻率墾諧振晝點體來抵消虛部朝，因此可通癥過作在癢輸出褲部分憂接入描2nH彼分路使輸出惱阻抗為實部瞞，始這將有利于靜四分之一波殼長的阻抗轉奴換。正如前度面的所說，雞輸入阻抗已故與50oh蔽ms仁互相器匹配。只圖4.8呢輸出匹配偏壓疊Doher擴ty結構要縮求主管和副極管的兩種不添種效偏壓量，主管需要琴在門限以上潤進行偏置，拖這也是什AB蒙類管的要求夢；而副管由望于寨C鋼類管子的特劃性它需要在喪低于許門限燒電壓纖電平時乎被激活鉤，疫為了實現(xiàn)拒偏壓析的靈活性花，齒電壓分路被鄰合并在一起逆，看VDD婦通過一個電婦感對功放管量的輸出端進留行供電，邀該電感在工向作頻段滑一般起到故隔交流顆作用侵。雖然目前噸所討論的設祝計是分別采傲用塵AB瓶類和裕C到類管子作為琴主管跪和投副管淘，眾但下文屬將介紹投主管恨和饑副管議分別撲為導B驕類和識C個類她的夸組合情況闖，很如圖4.1洋所示總結了嘆主管匙和幟副管咐的偏壓。怖圖4.鉗9菠不同類型亂管子所對應燕的門限閱偏壓陜電平逃設計輸出合老路器姐輸出合路器興的設計方法笑為四分之一首波長阻抗變錘換，如圖4按.9所示為只輸出電路抖與阻抗變換大器的組合圖蔥，根據(jù)江上一凱章挽中的辯Doher顧ty速技術的負載勇牽引分析逃，暖在四分之一眾波長阻抗變伐換器之前輸畫出阻抗為饑64糧Ohms午可使主管獲驗得最佳性能梢，邊RL獵的值由功放擺管并聯(lián)通路幣數(shù)Ｎ來決定蕩，功放管達坡到最佳時的息輸出阻抗值織為：假對于一個兩羽路Dohe警rty功放衫而言，役對于一個輸恨出阻抗為翁64撇Ohms而蜜言，阻對于一個兩拉路結構，Ｒ么１等Ｒop四t主圖4.御10另輸出合路程器車另外，四勝分之一波長騙傳輸線身R2返已被連接到僻輸出回路來分匹配ＲL來榮達到５０o摘hms，Ｒ染２的特性阻攤抗為：展通過理想傳壯輸線已實現(xiàn)清了初始階段摔的設計，在摔完成應印刷電路板獅之后可進行景適當?shù)恼{整郵。城圖4.顏11繼債DPA棕的電路圖設計的實現(xiàn)率如圖４.1荒1陶為班勁Doher熊ty烘放大器主管屢和副管并聯(lián)奔的電路示意槳圖，主管和篇副管的設計苦采用同樣的扭管子（LD組MOSF砍ETs），思主管和副管失的輸出與6廁4ohms紗匹配并最終仆得到8.6政1+j19雪.1的負載遍阻抗，一段因64ohm刮的四分之一飲波長傳輸線姜被披做鹿負載牽引，曲而一段40侍ohm的四滴分之一波長脊傳輸線被用奸于與兩路6寒4ohm傳衛(wèi)輸線的合路候做匹配并得互到５０oh印ms,輸入嶼信號被稍電橋分路器仔分為兩段正控交信號（相族位相差90廣度）播，這兩段信勤號隨后進入步管子類型一規(guī)樣但門限嗎偏壓嘉不一樣的去主管備和怖副管痕，主管與同壺位的一路信臨號（0度）究連接，而副監(jiān)管與正交的炒另一路信號儀（-90柏度）連接，熔相位失配的車補償將在佳主管默輸出的四分言之一波長傳甲輸線完成劇，辜通過翁給分壓器魔選擇適當?shù)臐呻娮栎o使故每級的名偏壓狀達到指標值駁。結論額目前已實現(xiàn)檔了堵Doher騰ty功放在幅UMTS旋頻段的兩級邀電路忍，贊Doher沿ty姥結構的性能至取決于兩級撕功放管的類宿型，管子的窗組合有無數(shù)博種但澇每螺種煎設計礙方案都恥有框其符優(yōu)劣勢糠，怪以下章節(jié)將款分析主管和票副管有可能胡的組合以及散仿真結果的洽優(yōu)化。畏第五章黑仿真和優(yōu)化前言副通過Agi拾l(fā)ent蠢ADS20罩03可以完嬌成對前面設茅計的Doh營erty歸結構卡進行倦性能分析，討這章我們將蹈提供盾DPA在采混用扎單音食和昏雙音信號的斯兩種不同實秩現(xiàn)方法有及其綱仿真結果養(yǎng)，這兩種設躺計稼將蝦與臨相應絨的苦典型源功放做比較洞。同時，本倦章將會提到嬌主管和副管市兩級罪偏壓訪的影響，昂通過設計的著優(yōu)化來匆達到最好的宿效率線性特競性，笛最后星提供了一份未改善Doh勢erty料線性搬方面役的疊案例篇學習昏。嘩Doher喂ty功放Ⅰ甚Doher孕ty功放Ⅰ依是主管為A薦B類副管為茄C類的組合材，躍偏壓磨點的設置取歷決于圖4.桂4似中室LDMOS呢晶體管的傳接輸特性迫，喊表5.1為斬偏壓留點的選擇，牲對于AB類縮和C類其工闖作點有一定憐范圍的。曬表暮5.1D把ohert癥y放大管Ⅰ循的柄偏壓三點瘡單音信號的篇仿真結果構Doher需tyⅠ功放前在中頻2.嫁14GHz嗽、供電電壓剪為26V時犬完成了單音劍信號的測試誼,圖5.1火為蜜Doher赤tyⅠ與伶典型腫的AB類放普大器做比較裹所得到的P涌AE響應移比較圖謝，Dohe鴿rtyⅠ與敬具有相同功鋸率容量的圾典型瓣AB劇類功放相比鋼，在寬頻輸問出摩范圍內Do制herty孟Ⅰ的PAE男比較高，在民最大輸出功趨率回退6d雜B點PAE壺高出了15妖%,對于一尼個帶非衡蔽定濟量包絡調制伸的供電系統(tǒng)建而言特，啄是一個很府好飽的改進，表己5.2拼為原不同輸入信如號電平消時的脈直流功率損痛耗值。注圖5.楊1汪DPA只Ⅰ與莫典型泊AB類功放迅的PAE曲妹線圖誠表救5.港2猾角DPA在不凈同輸入電平奇信號的射頻稻性能辰如圖5.羞2和圖5.獎3同所示為不同括輸出妻功率電平下濤的饑主管和副管抱電流苗、娘電壓疏值，從圖中植可以看出副竊管的鄙偏壓張會使主管進雕入斃預飽和狀態(tài)瓶，雖然從理捐論分析的結匠果可以推得奏主管的輸出爛電壓值在最虎大輸出功率襖回退6dB纖的范圍內會點保持不變，款從圖5.2蠶可以看出電趙壓電平出現(xiàn)漫一個輕微的獻下降，這是逮由于主管的尋功率泄創(chuàng)漏陡到副管所引截起的，通過講控制主管的胃飽和響應可衣以使副管進秀入工作狀態(tài)舒。診圖5.2孤DPAⅠ主其管和副管的肺電壓變化去圖5.鮮3荷DPAⅠ變主管和副管潛的電流變化殘如圖5.幼4錢所示為主管江和副管漏級撇電流波形，怖管子類型雖翁不能確切地球從圖作出判特斷，但這不批要緊，圖5錦.洋3授(ii)中接主管和副管壁的電流值符會合Dohe雖rty原理應。懼圖5.收4簡DPAⅠ憤主管凈和騎副管老的漏級電流邊波形棚如圖5.忘5畜所示為DP鍵AⅠ和雞典型鋒AB類功放殘的增益曲線貌圖，雖然增緣益曲線圖和菜1dB壓縮還點相類似，詢但是與嘴典型特的毅AB類相比嫌增益出現(xiàn)一竭個輕微的下絕降，原因是稅副管為C類糊偏壓學，很難將它雨的增益匹配自到比主管還迅大，除非犧蠶牲整體的增甜益稱，究這種情況可碧通過給副管勺傳送比主管君更大功率的投方法來解決呆。腫圖5.輛5買DPAⅠ桐和現(xiàn)典型挎AB類功放漆的增益紋圖5.因6勻給出了DP散AⅠ回損的擋測試結果，蹦在整個輸入廁范圍內輸入盛回損大于1之3dB。栗圖5.愿6饅DPAⅠ面的輸入回損奸(dB)然雙音信號的惹仿真結果紀在中頻為2餡.14GH辨z和單載信段號帶寬為1首MHz的情蟻況下完成了柔雙音信號的鍵仿真，如圖眉5.掏7法(i)和(鍋ii)所示就為仿真所得澡的IMD3任和IMD5鐵響應曲線圖激。布圖5.串7郵(i)D東PA雙音信卵號的IMD斃3(dBc荷)幟圖5.犁7襯(ii)議DPA雙便音信號的I拔MD5(d遣Bc)庸如圖5.悼8俊為警典型喪AB欲類和DPA康功放在不同墳輸出功率時牌的IMD3倦失真功率，捐從圖中可以搶看出DPA繪的互調失真撓性能比較差害，失真是由啟于主管的低進偏壓繞條件引起的停，幣偏壓籃的優(yōu)化對于林主管和副管筆所產生失真件的抵消至關孫重要。瘋圖5.愧8坐DPAⅠ診與紛典型脈AB類功放匯雙音信號的嘆IMD3固比較圖阻表5.3總塘結了著典型鍋AB類與D房PAⅠ功放糕的性能比較朋，從比較圖豐中可看出在賤未改變其他基射頻性能的才情況下DP價AⅠ表現(xiàn)出摘更加優(yōu)越的揀PAE響應岸。買表專5.3D糠PAⅠ授與微AB堵類功放的射救頻響應倚Doher晃tyⅡ（碎B類＋C類悄）烘前面已探討歡了藝Doher繳tyⅠP看AE燕響應的輸改善空間麻，將主管更腫換為駱B今類管子成為宴一個明顯的伍選擇，Do竿herty緩Ⅱ為橋B泡類和狼C等類管子并聯(lián)蜓組成，設計杠步驟與Do剝herty膊Ⅰ非常類直似，表5.閥4錢已總結了主坦管和副管的來偏壓值從，抓從表中可以潤注意到在D唱ohert我yⅡ勤中副管采用仆了偏壓稍微啊更大備(嚼2.3V煌)丹的借C踏類管子。劇表5.4藝Doher贏ty功放的欠偏壓灌點急與DPAⅠ送不相同的是絡DPAⅡ在輩功率回退后冬PAE表現(xiàn)播出比較明顯旋的峰值，這錢從圖5.猾9驚(i)的m村2點可以看天出。這個P領AE初始的雞峰值在輸出覺功率為34臺dBm為5到4.8%，委P1dB玩為焰40乎dBm的時案候PAE為較68%,聾其主祝要原因雖逮可短歸結為主管配B類的返偏壓還，但堡副管更大的欲偏壓同樣起撤到不可忽視弱的作用，為活了獲得主管匠更好的飽和監(jiān)響應需對副懸管的惕偏壓疾進行優(yōu)化。享圖5.塊9（湊i)Do文herty千Ⅱ單音信號項的PAE響腰應豪圖5.攔9標(ii)尾Doher市tyⅡ單音挪信號的增益折響應妨從圖5.飾9纖（ii）帆所示，主管世產生過大的成互調屠導致增益響燙應線性度惡想化，通過對攝主管飽和響家應的調節(jié)可學使其線性度正變好，如圖秒5.舞9(iii播)劫所示為DP斃AⅡ的1d罵B壓縮點，昆同時也體現(xiàn)彼出比較平滑抱的增益響應窩。蜻圖5.畝9們(iii)曲Dohe痰rtyⅡ單倘音信號的1揀dB壓縮點歐DPAⅡ與輝典型味B類功放也竊做了響應比艷較，如圖5規(guī).螺10獎(i)和(彎ii)，D縮ohert泛yⅡ的PA饅E在功率回甲退后比奏典型您B類功放高射出25%,煌三階互調失通真曲線在寬侮頻輸出功率補范圍內腐相接近。旋圖5.勸10刃(i)D挪PAⅡ與象典型色B類功放單腫音信號的P仰AE比較圖暴圖5.霜10榜(ii)援DPAⅡ與繞典型才B類功放雙諒音信號的I夸MD3(d薦Bc)比較逗圖拍Doher漂ty結構的連比較鴉前面已經做紐了Dohe男rtyⅠ和穴Doher扎tyⅡ功放搬性能的比較孕，如圖5.翅1蓮1鄭(i)表示抄了兩種結構蹤2.14G狠Hz單音信迎號的PAE則與輸出功率罵的比較香，戚Doher悔tyⅡ唉功放在整個革輸出功率范增圍內表現(xiàn)出拘更高的效率璃，揪如圖5.1挽1骨(ii)為章IMD3比喚較圖，雖然其DPAⅠ和張DPAⅡ的英IMD3在雅高功率電平蛾相類似，但伶在低功率電榆平段DPA邪Ⅰ表現(xiàn)出更心好的性能。闖圖5.1育1絮(i)DP但AⅠ與DP春AⅡ雙音信猛號的PAE嚴(dBc)捎比較圖珠圖5.1徒1療(ii)D座PAⅠ與D須PAⅡ雙音牛信號的烈IMD榆3暫(dBc)姑比較圖崇負載調制的悅重要性貞Doher疑ty功放的進特性在于其瓜PAE響應款在功率回退課后達到一個棄初始峰值并糧一直保持直靠到達到管子扎達到峰值功英率，這初始呢峰值出現(xiàn)在齒主管飽和副低管開始工作拿的時刻，圖勇5.11為檔理論分析的媽Doher地ty功放和路實際設計出孩來的PAE朝比較圖，從溫圖中可以看狹出洽，秩實際設計夜的功放效率約比理論分析咽的結果要稍哭微低了，其配原因可歸結宣為在理論分券析中的主管挽和副管為理思想央管子，主管憲在轉折點之短前（最大輸腎出功率回退舟6dB央點）須白起到宿理想的電流槳控制作用，極而在轉折點住之后膜變?yōu)閮S電壓控制作置用；副管罵須在轉折點久之前保持開容路，而在轉扇折點之后孩起到狼控制電流的倍作用，所以門在轉折點之惕前副管不會濱影響到主管矛，故在這點滑上出現(xiàn)了一釣個PAE最螺高點。三圖5.1泡2右理論DP掃A與DPA歲Ⅰ的PAE計曲線圖水而棄實際上，D震ohert勇y功放中的名副管朽晶體管具有于很多分路和脖反饋電容，便使輸出阻抗疾表現(xiàn)為電抗謹性從而減少改了其電阻值赴，這會導致編主管的功率夠泄漏到副管賺中從而影響樣到負載調制旅，所以副管泰的S22遠在轉折點上什不是完全開把路的。表5抓.5總結了柳在輸出信號霜范圍內的副卻管的輸出阻則抗，在最大仇輸出功率回戒退6dB點覺副管的輸出嘴阻抗接近4喘00Oh盒ms，夠這在低功率青電平很容易糕影響到主管娛的性能。航表5.5石主管果和蹈副管塊在不同輸出鉛功率電平的戀輸出阻抗涌從主管泄漏臥到副管的功晌率將會導致淚效率變差，宇寄生反饋使熔得副管的輸逃出阻抗變得始復雜，再加烏上分路上的元電容，使得化很難達到純響阻性的負載反調制，同時杯這也會影響煌到功率匹配居，針對這種汽情況曾提出殃了有很多種崗方案慘[Yang學02]搭，脈最普遍的方榜法就是使用記功率匹配電港路和副管的鍛偏移傳輸線是來對輸出阻扭抗進行變換雷以接近于開秩路。兩DPA中半主管瑞偏壓杠的影響兆DPAⅠ和現(xiàn)