功率放大器的负载牵引法ADS设计过程

1、基本知识积累 放大器电路识图与故障分析P197 知识摘抄。 电压放大级 推动 级 功放输 出级 负载 电压放大级：放大信号电压 推动级：放大信号电压和电流 功放输出级：放大信号电流（因为前两级已经把电压放大到足够电平） 注： 1. P=U*I。要放大电流，输出功率才大。 2. 因为功放有增益的指标，所以要电压放大。 具体知识（包括 A、B、AB 类等的区分）可参见放大器电路识图与故障分析 P197。 功率放大器设计（用功率放大器设计（用 FLL351，设计，设计 A 类，线性好）类，线性好） 设计指标： 频率：2G 输出功率：35dBm=3.5W 输入 VSWR：1.5 第 1 章偏置确定与设

2、计 1 第 2 章确定负载阻抗的第一种方法-简单法 3 第 3 章确定负载阻抗的第二种方法-负载牵引法 5 第第 1 章章偏置确定与设计偏置确定与设计 因为要输出 3.5W，而甲类（A 类）放大器的效率最高只能做到 50%。 ，其中=50%，Pdc 是直流消耗的功率。 Pdc Po 所以 Pdc=7W。 而 FLL351 的供电是 10V，则需要的最大电流为 7W/10V=0.7A。 所以 Ids 至少要大于 700mA，因为要考虑线性，如果效率达到 50%，那么它的线 性就不会很好，所以一般增大 Ids，以提高线性（Ids 增大了，那直流功率也增大 了，那么输出功率也相应增大了，相当于功率回

3、退） 。 第第 2 章章确定负载阻抗的第一种方法确定负载阻抗的第一种方法-简单法简单法 功率放大器的输出功率：,其中是功放的输出功率，单位为 L CEsat R VVcc Po 2 2 Po 瓦(W)；Vcc 是电源电压，单位为 V；为 C 极和 E 极之间的饱和电压，为 CEsat V L R 功放的负载阻抗。 根据前面的介绍和分析，我们这个功放的设计参数：=3.5W，VCC=10V，Po =1V。（即 FLL351 的 Vds,sat）的值可在 FLL351 的 PDF 中找到，如下 CEsat V CEsat V 图： 有了以上的已知条件，根据，求得最佳的负载阻抗=11.6 欧。 L C

4、Esat R VVcc Po 2 2 L R 下面把这个 11.6 欧带入原理图中仿真，查看输出功率是否能达到 FLL351 的最大 功率。注意：要仿真输出功率，要放入 XDB 控件。 所以不采用这种方法。 注：这里得到的最大输出功率为 32.65dBm，而在第三章中采用负载牵引法得到 的最大输出功率为 35.5dBm，达到 FLL351 所能提供的最好指标。可见负载牵引 法的优势。 分析：由于最佳负载阻抗是根据计算的，所以计算出的最佳 L R L CEsat R VVcc Po 2 2 负载阻抗没有包含频率信息和虚部（只有实部） 。这是这种方法的缺陷，但是 L R 好像现在很多功放设计人员还是要采用这种方式的。 第第 3 章章确定负载阻抗的第二种方法确定负载阻抗的第二种方法-负载牵引法负载牵引法 在出现的原理图中，将里面的 FET 换成我们的 FET：FLL351。 仿真 在原理图中， 上面就是把负载牵引的工具调出来。 在出现的新的 中， 把上面得到的新的圆心和半径，输入到原理图中。 重新仿真 在下图中，记录下输出最大功率时所需的负载阻抗为：8.995-j*8.513。 自己新建一个原理图。 注：这里得到的最大输出功率为 35.5dBm，而在第二章中采用的一般方法得到的 最大输出功率只有 32.65dBm。可见负载牵引法的优势。 分析：可以看出，上面的仿真都是在一个频点上进行的