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模拟预失真射频高功率放大器的设计
作 者: 方小虎
导 师: 吴国安
学 校: 华中科技大学
专 业: 微电子与固体电子学
关键词: 功率放大器 线性化技术 模拟预失真
分类号: TN722.75
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
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内容摘要
功率放大器能将信号放大以便于大功率发射,是无线通信系统中的核心器件之一,其线性度和效率一直是被关注的焦点。非线性失真会对无线通信系统产生诸多不良影响,如使传输的调制信号星座图发生偏移,眼图闭合导致解调困难,误码率增加;使调制带宽内的信号功率泄露到相邻信道,从而干扰邻道通讯等。虽然应用功率回退法,可以提高线性度,但会相应的降低效率。因此,需要采用更高级的线性化技术,在保证效率的同时,减小非线性失真。本文首先介绍了功放的基本设计理论和常见的非线性效应,重点介绍了放大器的记忆效应以及减小记忆效应的方法,随后介绍了几种常见的线性化技术的原理及相应的优缺点,说明了模拟预失真技术的优越性。在设计指标的基础上,本文对模拟预失真功率放大器进行了设计和仿真。给出了驱动级和主功率放大器的详细设计步骤,并对模拟预失真器各个模块进行了专门研究,详细介绍了非线性发生器、移相器、衰减器、延时器的原理,并进行了仿真验证。最后在对模拟预失真系统设计方案的基础上,制作了120W模拟预失真功率放大器,并对该系统进行了调试和测量。最终实现输出120W时,双音信号频率间隔100KHz到2.5MHz范围内,系统三阶交调均小于-40dBc;在双音频率间隔2.5MHz处,输出120W时,三阶交调(IMD3)改善10dB,功率附加效率大于30%。功率放大器的线性度和效率均得到了一定的改善,满足了设计指标。
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全文目录
摘要 4-5 Abstract 5-8 1 绪论 8-11 1.1 高线性射频功率放大器的研究背景 8 1.2 功率放大器线性化技术发展概述 8-9 1.3 课题研究目的 9-10 1.4 本文内容安排及主要工作成果 10-11 2 射频功率放大器的设计理论和非线性原理 11-25 2.1 小信号放大器的基本设计理论 11-12 2.2 共轭匹配和功率匹配 12-14 2.3 负载牵引 14-15 2.4 匹配电路设计 15-17 2.5 功率放大器的非线性效应 17-23 2.6 本章小结 23-25 3 功率放大器的线性化技术 25-30 3.1 功率回退法(Power-retreat) 25 3.2 反馈法(Feedback) 25-27 3.3 前馈技术(Feed-forward) 27 3.4 预失真技术(Predistortion) 27-29 3.5 本章小结 29-30 4 模拟预失真功率放大器的设计和仿真 30-55 4.1 整体方案设计 30-31 4.2 主功放的设计和仿真 31-44 4.3 驱动级的设计和仿真 44-47 4.4 模拟预失真器的设计和仿真 47-54 4.5 本章小结 54-55 5 模拟预失真功率放大器的调试与测试 55-68 5.1 驱动级功放模块测试 55-57 5.2 主功放测试 57-61 5.3 预失真器的调试 61-65 5.4 分析和总结 65-66 5.5 本章小结 66-68 6 总结与展望 68-69 致谢 69-70 参考文献 70-74 攻读硕士学位期间的研究成果 74
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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 基本电子电路 > 放大技术、放大器 > 放大器 > 放大器:按作用分 > 功率放大器
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