非线性微波电路与系统第八章

null非线性电路与系统非线性电路与系统电子 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 学院 徐锐敏 （教授） 地点：清水河校区科研楼C309 电话：61830173 电邮：rmxu@uestc.edu.cn微波放大器null8.1. Amplifier Theory 放大器是电子电路中最常用的基本电路，其目的和作用就是将小信号放大到一定功率电平的大信号，增益大于1。f1，Pinf1，Pout要求：Pout>Pin放大器分类： LNA(Low Noice Amplifier) — G ,NF 等 PA(Power Amplifier) — P1dB或Pout , G ，IP3等 NA(Nomarl Amplifier) —WB, G,NF,P1dB或Pout等8.1微波放大器null8.1微波放大器微波放大器主要技术指标： 1、工作频率 f0，工作带宽（绝对带宽，相对带宽） 2、输入、输出驻波系数 3、功率增益，带内增益波动（G, ▽G） 4、噪声系数（NF） 5、输出功率Pout，带内功率波动 6、直流到射频效率ηdc和功率附加效率ηa 7、P1dB 8、ICP3 9、稳定性、负载特性（抗失配特性）null放大器电路结构形式： 1、单管放大器8.1微波放大器简单，基础；增益不高，输出功率不大。null2、级联放大器8.1微波放大器源输入匹配网络输出匹配网络极间匹配网络极间匹配网络ZgFETFETZL最常用的放大器电路形式，总增益为各级联增益之和（dB），技术指标一般，属常用的放大器电路形式。null3、平衡式放大器8.1微波放大器简单，仅用于功率合成放大电路。可改善输入和输出驻波系数，拓展带宽，抑制某些组合频率分量，也可用于功率合成放大电路。null4、分布式放大器8.1微波放大器放大器1放大器2放大器N输入Pin输出Poutl 用于宽带和超宽带放大电路，可达十个甚至数十个倍频程。常用于微波、毫米波单片电路null5、注入锁定放大器8.1微波放大器主要用于毫米波高端窄带，是典型的二极管类功率放大器（Impatt和Guun），是一种缺乏高频段三极管放大器的解决 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 。要求：Pn>……>P2>P1。若不计损耗null8.2微波低噪声放大器已知晶体管器件小信号S参数(注意条件)，有如果S12不等于零，即有反馈存在，由Cgd和Rs造成： Rs大，器件稳定性好，但减少增益，增大噪声 Cgd大，稳定性差null 1 .实际功率增益 2. 转换功率增益 3. 资用功率增益 8.2微波低噪声放大器null对于单向化晶体管，有 ＝0 8.1.2 Power Gain For A Unilateral Transistor [A]1,[A]2,[A]3…,[S],……,[A]m-2[A]m-1,[[A]m8.2微波低噪声放大器null将晶体管的[S]→[A]，有再将[A]t→[S]t，则S21=G在输入端对噪声源进行匹配：式中注意：最佳增益和最佳噪声系数往往不一致，需折中考虑。8.2微波低噪声放大器null最大增益条件： 8.2微波低噪声放大器null已知单向晶体管放大器S参数， 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 最大增益放大器的步骤： Stability Matching Network8.2微波低噪声放大器null 匹配网络 1.利用并联导纳或串联阻抗的匹配网络 8.2微波低噪声放大器null2. 利用 波长阻抗变换器的匹配网络 8.2微波低噪声放大器null3. 利用串联短线的匹配网络 8.2微波低噪声放大器null8.1.3 Stability Considerations 8.2微波低噪声放大器null两端口网络输入和输出绝对稳定的充要条件为 8.2微波低噪声放大器①无条件稳定的充要条件 K＞1 ＜1 ②有条件稳定null稳定圆（Stabitity Circles） 从上式可以得到： 8.2微波低噪声放大器null1. Input Stabiltiy Circle2. Output Stability Circle8.2微波低噪声放大器null8.2微波低噪声放大器null8.1.4 Constant-Gain Circles For The Unilateral Case 8.2微波低噪声放大器nullthe constant-gain circle for the input network 8.2微波低噪声放大器nullthe constant-gain circle for the output network 8.2微波低噪声放大器null有三种特殊情况： 1.它代 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 一个点 2.该圆穿过Smith圆图的圆心 3.（全反射） 8.2微波低噪声放大器null8.1.5 Constant-Noise-Figure Circles 8.2微波低噪声放大器null8.2微波低噪声放大器null 在设计中，可以将一组输入恒定增益圆和恒噪声系数圆绘制出来，这时就要兼顾噪声系数和增益 .特殊情况：8.2微波低噪声放大器null8.1.6 Bandwidth Consideration And Broadband Amplifiers Compensated Matching Networks Balanced Structures Negative Feedback Circuits 4. The Distributed or traveling-wave Design8.2微波低噪声放大器null8.1.8 微波低噪声放大器的设计过程 低噪声放大器（LNA）的设计包括如下几个方面：器件的选择、电路形式的确定、匹配网络的设计、偏置电路的设计。 1 设计目标 频率范围：10―10.5GHz 增益：G>30dB 噪声系数：NF<2dB 8.2微波低噪声放大器null2 有源器件的选择 前级选用的是FUJITSU公司的超低噪声HEMT器件FHX13LG,它在X波段噪声性能好，且它在这个波段的增益也比较大。在10GHz的最小噪声只有0.4dB。最后的功放单片选用的是Agilent公司的型号为HMMC-5620高增益放大器，它在10―10.5GHz的增益约为16dB。 8.2微波低噪声放大器null3 电路形式的确定 微波低噪声放大器8.2微波低噪声放大器null4 晶体管稳定性判断及匹配网络的设计 3.4.1 晶体管稳定性判断 K>1，且 3.4.2 匹配网络设计 微波低噪声放大器null5 偏置电路的设计、仿真与优化 微波低噪声放大器null偏置电路的输入阻抗 微波低噪声放大器null6 电路的仿真与优化 微波低噪声放大器null S参数的仿真结果 噪声系数的仿真结果 微波低噪声放大器null7 微波低噪声放大器的实现 微波低噪声放大器null微波低噪声放大器null8.2 小信号FET放大器的非线性分析 8.2微波低噪声放大器null有四个非线性元件：Cgs（vg)不随变化 Cgd（vg,vd），弱非线性Id（vg,vd) gds(vd, f )强非线性8.2微波低噪声放大器null8.2.2 FET放大器中的非线性现象 最主要的非线性现象: AM/PM交换 谐波的产生 交调 饱和 AM/PM变换、交调→用Volterra级数法进行分析。 饱和特性、谐波→用谐波平衡法或Volterra级数法进行分析。8.2微波低噪声放大器null激励信号输出响应电流：8.2微波低噪声放大器null1.饱和和AM/PM变换 相对畸变D（ω）: 总输出电流与线性（一阶）部 分之比。代表偏离线性工作状态的分数偏差 。8.2微波低噪声放大器null8.2微波低噪声放大器null2. 谐波的产生 二阶谐波的输出电流是 三阶谐波的输出电流是 微波低噪声放大器8.2微波低噪声放大器null 一个谐波也可能有一个高阶频率分量。例如，二阶谐波可能包括一个四阶分量，即 第n阶谐波的最低阶分量的相对畸变是 在线性工作状态时有 8.2微波低噪声放大器null3．交调畸变 输出三阶分量相对畸变8.2微波低噪声放大器null非线性转移传输函数的计算 思路：采用Volterra级数在多节点电路中应用的 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 来求解非线性转移传输函数。最后得混合频率输出功率8.2微波低噪声放大器null优化MESFET放大器的线性 研究把放大器设计成具有最佳线性的问题 1. MESFET的直流偏置为什么会影响它的线性？直流偏置是如何影响MESFET的线性的? 2. 如何选择源和负载阻抗才能把交调减到最小？ 3. 如何设计具有指定增益或噪声系数的放大器？如何在噪声系数或增益的约束范围内优化放大器的线性？ 4. 二阶交调频率的MESFET源和负载端接的影响是什么？ 5. MESFET的哪一种非线性对FET放大器交调性能影响最强烈？能否设计出把最重要的那些非线性减到最小的器件？ 微波低噪声放大器8.2微波低噪声放大器null小信号放大器的具体设计： 1、最佳噪声系数 2、最佳增益 3、最大平坦度 4、宽带和超宽带 注意：这些技术指标的要求可能是不兼容的，要根据需要综合考虑8.2微波低噪声放大器null8.3微波功率放大器工作方式：工作在饱和区，有甲类（A类）、乙类（B类）、 甲类（AB类）和丙类（C类）等工作状态。 设计要求：①高P1dB（或Pout）和IP3； ②高ηdc；③高Gt 分析方法： ①近似初始设计→仅计算小信号参量，准线性理论。 ②谐波平衡法→计算大小信号的非线性参量。 设计任务： ①选择合适的FET类功率器件。 ②选择恰当的工作状态：甲、乙、甲乙或丙类。 ③求解合适的源和负载阻抗，实现共轭匹配。 ④选择偏置点，得到最佳的输出功率和效率。 ⑤谐波平衡法验证：输出功率、饱和、谐波，并调整。目前微波功放的关键技术：输出功率、效率和线性度。null功率放大器器件选择： 一般情况下，在射频频段和微波低端（3GHz以下）选用硅功率管，而在微波高端选用砷化镓（以及磷化铟，氮化镓等）功率器件。 为了得到大功率输出，选用大栅宽器件。 以GaAs MESFET为例，输出功率三个因素： 1、漏—栅击穿电压 →栅长加大（输入电容和跨导）→增益降低 2、最大沟道电流 →增大栅宽→寄生参量增加，Rg和Cgs下降 3、热特性：由于GaAs热传导差，要求管芯→管壳→电路腔体的热阻小，腔体可采用风冷和液冷散热。散热特性还会影响输出功率、增益和效率8.3微波功率放大器nullFET功率器件与小信号器件相比，栅宽和栅长更大 1）能承受高的沟道电流、残留高的漏栅电压和易散热。 2）栅长长，则增益较低 3）栅宽宽，还回增加许多寄生参量，特别是栅源电容和Cgs栅电阻Rg。 4）功放工作在大信号饱和区，在I/V曲线的膝点附近。 5）功放器件，厂家多以测试的I/V和C/V特性曲线，而不是S参数。 8.3微波功率放大器null非线性电路与系统（注意Vgg和Vdd的正负）夹短电压Vt＝－1.0 -0.8 -0.6 -0.4工作状态选择8.3微波功率放大器null非线性电路与系统电路非线性特性越强8.3微波功率放大器null可见： 对于等幅连续波信号放大器，要求非线性失真小时，大多数采用甲类工作状态，但效率较低；而脉冲功放，多采用乙类或丙类工作状态，非线性产物较多，增益偏低，但效率提高。 为了得到高效率功放，还可采用D、E和F类工作状态的功率放大器。 对于乙类工作状态，导通为0~π，截止为π ~ 2π，漏极输出电流将产生高电平谐波分量，解决方法可采用推挽功放。 在无输入信号时，甲类工作状态有漏极电流，要消耗直流功率，而乙类或丙类则无漏极电流。8.3微波功率放大器null功率放大器的设计包括： 1、准确的有源器件建模（大信号非线性等 效电路模型和参数）； 2、工作状态； 3、有效的阻扰匹配； 4、工作的稳定性并易于实现。 功放的关键参数是它的线性度： 包括P1dB，三阶交截点，三阶和高阶互调失真等。 改变器件的偏置条件可改善线性度或增加效率，同时它也决定了A、AB、B或C类工作状态。 8.3微波功率放大器null主要特性 工作功率增益 2.资用功率增益 3. 转换功率增益 8.3微波功率放大器null二、稳定性 1. 采用K>1的有源器件； 2. 如果K<1，则合理选择源和负载的阻抗； 3. 破坏可引起寄生振荡的等效电路； 4. 选择与有源器件输入输出相邻接的电路匹配元件以避免自振荡条件成立。8.3微波功率放大器null8.3微波功率放大器null8.3微波功率放大器null线性度 i =f(v) 8.3微波功率放大器null8.3微波功率放大器null1. 器件偏置点的变化直接比例于转移函数的二阶导数（一般情况下是偶阶导致）； 2. 如果三阶导数（一般情况是奇数）等于零，则器件转移函数是线性的； 3. 偶次谐波分量是转移特性中偶次导数项作用的结果，而奇次谐波分量则是奇次导数项作用的结果； 4. 一阶混合产物（和、差、产物）的产生是以偶阶导数的存在为前提条件的； 5. 三阶或更高阶的产物主要由奇阶所决定； 6. 失真，由转移特性的二阶导数（幅度的二次方）决定的失真称为二阶互调失真，由三阶导数（幅度的三次方）决定的失真称为三阶互调失真。 8.3微波功率放大器null8.3微波功率放大器nullIM3=101g(P2w1-w2/P)=P2w1-w2-P (dBc) IM5=101g(P3w1-2w2/P)=P3w1¬2w2¬P (dBc) ∴IM3=P2w1-w2-Pw1=2Pw1-2IP3 (dBc) 8.3微波功率放大器null§9.3 基本工作状态 8.3微波功率放大器nullVin=Vb+Vincoswt V=Vcc-(i-Iq)R V=Vcc-Vcoswt 8.3微波功率放大器null8.3微波功率放大器nullPo=IqVcc P=0.5IV η=50% 8.3微波功率放大器null8.3微波功率放大器nulli=o=Ia+Icosθ i=I(coswt-cosθ) 1. 当θ＞90°时，那么cosθ＜0，Iq＞0,对应于AB类工作模式； 2. 当θ=90°时，那么cosθ=0，Iq=0，对应于B类工作模式； 3. 当θ＜90°时，那么cosθ＞0，Iq＜0，对应于C类工作模式。 8.3微波功率放大器null8.3微波功率放大器null§9.4 实际的微波功放电路图 8.3微波功率放大器null§9.6 MESFET功率放大器的设计 一、甲类放大器的近似设计 8.3微波功率放大器nullYL=GL-jwCds 利用谐波平衡分析对电路进行检查： （1）弄清楚所需求的输出功率是否达到； （2）确定谐波输出功率和饱和程度； （3）调整偏置电压、负载及源阻抗以达到最优性能。 8.3微波功率放大器null二、乙类放大器的近似设计 理想乙类放大器的负载阻抗与具有相同输出功率的甲类放大器的相同 .8.3微波功率放大器null三、设计举例和性能研究 8.3微波功率放大器null8.3微波功率放大器null例１　设计甲类功率放大器 首先确定负载阻抗。由漏I/V特性及负载线可以得到 V max＝14.7V，Vmin＝1.3V，Imax＝500mA， Imin＝40mA，Idd＝270mA。 其负载阻抗是ZL＝9.3+j13.5 8.3微波功率放大器null首先必须求偏置点处的Cgs，从图得到Vg ＝-0.7V,则 谐波平衡分析表明，在1dB压缩点的功率为27.6dBm，功率附加效率为22%。饱和输出功率（ηa为最大时的功率电平）是29.2dBm，在这个输出电平上的增益为6.2dB，效率是28%。 Zin=Z*s=2.3-j4.38.3微波功率放大器null 优化设计包括依经验调整负载阻抗使输出功率最大；调整栅偏压使功率和功率最佳；在额定输出时确定输入阻抗，再把源阻抗调整到其共轭值。 经优化所得到的几个参数是：最佳负载ZL=9.0+j2.0Ω，在P1dB压缩点时源阻抗Z8=2.5+j4.5Ω，最佳栅偏压Vg=-0.8V。 优化后放大器的性能是：1dB压缩点时的输出功率为27.8 dBm，饱和输出功率为29.5 dBm，饱和增益为6.4 dB，功率附加效率为30%。相位的直流参数是：直流漏电流在饱和时为290mA，直流功率为2.3W。 8.3微波功率放大器null例2 设计乙类功率放大器。首先讨论偏置电压。设漏极偏置电压Vdd仍为8V，为了使器件大约0.1Idss(即40mA)的静态电流，把栅偏压调整到Vgg=-2.0V。 第二步，假设谐波源和负载阻抗是短路的，因此，只讨论基波源和负载阻抗的选取问题。选用甲类放大器的负载阻抗作为乙类放大器的负载阻抗。 Zs的初始估算值为Zs=Z*in=2.7+j7.6Ω。 第三步，由谐波平衡分析优化设计。 8.3微波功率放大器null 一般来说乙类放大器比甲类放大器有大的直流效率和低的增益 。8.3微波功率放大器null四、谐波源和负载阻抗不为零时所产生的影响 上面两个例子中，假设谐波源和负载阻抗均为零，实际上这是不可能的。乙类放大器对谐波端接更敏感。 8.3微波功率放大器null 由于基波和谐波频率的源阻抗对放大器的输出功率的影响非常小，谐波频率源阻抗对增益没有影响，所以可以不考虑输入端的谐波端接。 8.3微波功率放大器nullFET功放的谐波平衡分析有三个非线性元件：Cgd , Cgs和Id8.3微波功率放大器null- +Vs(t)Vgg+ -VddCgs(Vg）Id(Vg,Vd)V1V3I1I2Zg(nωp)RgRiCdsZL(nωp)RdRsLs线性子网络非线性子网络Cgd(Vg）V2I38.3微波功率放大器null这里 V1=vg-igRg , V2=vd-vg 近似取 V1=vg , V2=vd建立起谐波平衡方程，采用牛顿法求解。Jacobian矩阵：其中8.3微波功率放大器nullJacobian矩阵形式而元素 Jm,n=Ym,n+Gm,n+jωCm,n 得到三个端口（非线性元件）的电压波形，就可得到任何元件的电压和电流波形，可求出输出功率、增益和谐波分量等。8.3微波功率放大器null8.4微波功放线性化技术 在现代数字通信中，微波功放的线性化性显得尤为重要。由于微波功放工作在饱和区，具有强非线性特性，使得输出的信号具有很强的非线性产物，失真相当严重，包括三阶交调、谐波、AM/PM变换和群时延失真等等。以三阶交调为例，三阶交调恶化1dB（三阶交调遮断点功率下降1dB），造成数字通信误码率增大80%。 可见，在所有非线性失真中，三阶交调造成的误码率尤为严重和突出，并且与其他非线性产物有一定的相关性，所以在同等输出功率条件下，改善三阶交调失真特性，即提高三阶交调遮断点功率成为微波功放线性化技术的核心和主要工作内容。 现代无线通信对三阶交调失真的要求，GSM系统低于-70dBc，CDMA和CDMA2000低于-60dBc,WCDMA低于-65dBc。 现代数字通信中，不仅关注发射机输出功率大小，更关注三阶交调失真和功放效率。null激励输入响应输出输出三阶交调与Vs3成正比，线性输出与Vs成正比。Vs很小时 ， ,近似认为是线性的，即与Pout的特性几乎一致；Vs较大时，P（ω1）被压缩。8.4微波功放线性化技术null在三阶交调功率遮断点，有Pout=P（2ω1-ω2），的IP3取R=50Ω8.4微波功放线性化技术null由P（ω1）=P（2ω1-ω2），有所以再由最后得普通放大器所 具有的一般规律。而功放线性化技术的目的是： IP3-P1dB = C > 10.63 （dBm）8.4微波功放线性化技术null功放线性化技术的几种措施：1、功率倒（回）退法： Pin减小1dB，三阶交调改善3dB，而线性输出功率仅减小1dB，即采用减小Pin来改善线性。 特点：简单、方便，但代价高、成本大。 8.4微波功放线性化技术null2、负反馈法： 特点：物理概念清楚和电路简单，但改善量有限和稳定性差，且仅用于低频段和窄带情况。 负反馈技术通过将放大器的失真信号反馈到回放大器输入端，抵消其非线性失真，对放大器输出信号非线性失真具有一定的改善。但实际的微波电路，波长较短，相位控制较困难，难以达到与输入信号的理想反相，即微波功放难以使用。8.4微波功放线性化技术null3、预失真NGPA输入输出 分数字预失真和模拟预失真，结构相对简单，成本低，能改善十多dBc，常用于小型移动通信终端。预失真法分射频预失真、中频预失真和基带预失真。8.4微波功放线性化技术+=增益相位增益相位Pinnull4、前馈法+=输入输出NGPA输出电路结构复杂，成本高，工作频带宽，三阶交调改善大，可达60dBc以上，常用于基站。8.4微波功放线性化技术null一、前馈线性化技术 8.4微波功放线性化技术null8.4微波功放线性化技术null8.4微波功放线性化技术null 前馈线性化技术应用于1.885GHZ的功率放大器，输出功率为37dBm，功率增益为37dB，平坦度为1dB，在30MHz工作频带内相位变化5°。使用MRF6404器件，在双音测试信号测量下，功率放大器的三阶互调分量仅为-24 dBc。结果，第一个线性化环抵消性能为45 dB，实行前馈功率放大器后，三阶互调分量减小到-61 dBc。 8.4微波功放线性化技术null二、射频预失真线性化技术 设功放的传递函数 为输出信号为线性信号时，总的传递函数为常数，即H=K。设预失真器的传递函数为Hp，则预失真器的传递函数从传递函数看，预失真器产生的预失真信号经过功放后与功放非线性产生的交调信号抵消，来改善功放的非线性失真。由于功放的特性是非线性的，所以预失真器也为非线性电路。功放的非线性特性主要表现为幅度失真和相位失真，即增益压缩和相位扩张，则预失真器需要产生增益扩张和相位压缩。8.4微波功放线性化技术null射频预失真技术的核心为预失真器的设计1、双支路预失真线性化器Vcc分线性支路和非线性支路，将三阶交调失真信号和线性基波信号在输出端反相合成。结构简单，调节方便，但带宽较窄。8.4微波功放线性化技术PinPoutnull2、单路串联预失真器由一个肖特基二极管产生预失真信号，调节偏置电压，即调节电阻R1和R2，得到增益扩张和相位压缩特性，使与功放输出尽可能相反的非线性特性。结构极其简单，但对功放非线性失真的改善极为有限。8.4微波功放线性化技术null3、反射式预失真器肖特基二极管的非线性特性产生三阶交调分量，环形器实现输入输出匹配，调节偏置电压和电阻R1来调节预失真器的非线性特性。工作稳定，输入/输出驻波小，带宽较宽，但对功放非线性失真的改善有限。8.4微波功放线性化技术null8.4微波功放线性化技术null 一个X波段多载波4.5W的功率放大器，线性化器的输入为22dBm，线性化器12 dBm输出时的相位偏移达-10°。 8.4微波功放线性化技术null 所要求的振幅和相位的特性是由于GaAs MESFET跨导gm，栅-源电容Cgs和漏电-源电导Gds的非线性来实现的。对于具有栅极宽度1.2mm，在Ls=20nH时，gm的非线性贡献的是正的幅度偏移。同时，只要Ls≥3NH，gm和Gds的非线性贡献是负的相位偏移。 应用这种技术到1.9GHZ具有1dB压缩功率为17 dBm的MMIC功率放大器，当使用Ω /4相移正交相位键控信号（QPSK）时，可以实现改善ACPR达7dB。 8.4微波功放线性化技术null 只有使用具有零漏-源偏置电压的源-地MESFET器件，才有可能实现正规的幅度和负的相位偏移 8.4微波功放线性化技术null 在1.9GHZ的MMIC功率放大器中，应用这种线性化器，对QPSK调制信号可实现ACPR改善高达5dB。 8.4微波功放线性化技术null8.4微波功放线性化技术null8.4微波功放线性化技术null8.5高效率微波功放技术1.发射机的功耗主要在功率放大器， 功放功耗约占整机60%~90%，而发射机是整机的主要功耗。 2.效率低，使功放长期在高温下工作，将使输出功率降低、缩短寿命、降低可靠性。 3.功放效率的提高对延长电池寿命，增加发射功率，散热，减小体积重量起决定作用。 4.无线电系统对发射机效率提出了更高要求。 5.提高效率的途径：宽禁带半导体器件、器件与电路工艺和高效率放大器电路。null几种重要半导体材料的基本参数8.5高效率微波功放技术nullDoherty 核心在于使功率管工作在开关状态8.5高效率微波功放技术null8.5高效率微波功放技术直流到射频的变换效率功率附加效率：D类放大器电路D类放大器电路D类放大器波形图开关工作状态，强激励到一个晶体管全通，另一个全截止。全导通晶体管的管压降Vceo 很小，全截至晶体管的电流Ic极小，因此管耗很低。输出端由谐振电路取出基波D类放大器的理想效率可以达到为100% 8.5高效率微波功放技术null E类放大器工作状态 获得高效率原则： 1. 晶体管工作在开关状态 。2.VC，IC不同时出现 （利用移向电路）。 3. 波形尽量接近正弦波 四种拓扑结构的E类功率放大器:具有并联电容、具有并联电感、串联电容型和串联电感。8.5高效率微波功放技术 F类放大器工作状态 F类放大器工作状态 在C类放大器中，输出网络谐振于输入信号的基波和一个或者多个高次谐波上就是F类放大器，F类功率放大器利用电抗终端阻抗的特性改变开关电流和电压的波形，从而提高了功率放大器的功率效率。8.5高效率微波功放技术逆F类功率放大器逆F类功率放大器8.5高效率微波功放技术 逆F类是传统的F类集电极或漏极的电压和电流波形的相互交换。在整个射频周期内，时域的电流和电压波形之间无交叠部分，因而理论上耗散在器件上的功率为零。 高效率功放工作在开关状态，非线性失真较强，兼顾效率和线性度，目前最受重视的三种方法： Donherty,LINC和EE&R 高效率功放工作在开关状态，非线性失真较强，兼顾效率和线性度，目前最受重视的三种方法： Donherty,LINC和EE&R保持线性度条件下，提高效率的方法: 控制电路提高效率并结合数字预失真: Kahn包络分离与恢复技术、 极化调制、包络跟踪、简单的电路结构: Doherty技术Doherty功率放大器原理图Doherty功放有源负载牵引示意图Doherty功放输入与输出关系图8.5高效率微波功放技术null8.5高效率微波功放技术Doherty功率放大器效率分析 定义电流比 S为：(2)(3)(1)null8.5高效率微波功放技术1. Doherty功率放大器在小功率输出时效率分析 在输出负载上的电压V0比较小，满足于(0< V0