包絡(luò)跟蹤技術(shù)在功率放大器中的應(yīng)用

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1、分類號：密級：UDC：編號：碩士學(xué)位論文包絡(luò)跟蹤技術(shù)在功率放大器中的應(yīng)用論文作者：崔興利學(xué)生類別：全日制專業(yè)學(xué)位類別：工程碩士領(lǐng)域名稱：集成電路工程指導(dǎo)教師：王偉職稱：副教授DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofIntegratedCircuitEngineeringTHEAPPLICATIONOFENVELOPETRACKINGTECHNOLOGYINTHEPOWERAMPLIFIERbyCuiXingliSupervisor:Prof.WangWeiMay2017摘要當(dāng)前的無線通信

2、系統(tǒng)主要采用混合型調(diào)制方式，但是由于復(fù)雜的調(diào)制方式會導(dǎo)致信號的均峰比增大，因此傳統(tǒng)的功率放大器的效率較低。故如何提高功率放大器的帶寬和效率成為當(dāng)下功率放大器的研究熱點。包絡(luò)跟蹤技術(shù)是提高功率放大器效率的技術(shù)之一，主要是利用調(diào)制包絡(luò)信號來實現(xiàn)對功率放大器工作電壓的實時性控制，從而提高整個功率放大器的效率。雖然包絡(luò)跟蹤技術(shù)理論被提出時間較早，但受到硬件條件的限制，如開關(guān)管耐壓低、開關(guān)速度小等，導(dǎo)致其發(fā)展緩慢?，F(xiàn)階段隨著硬件水平不斷提高，包絡(luò)跟蹤技術(shù)在提高功率放大器效率問題上逐漸受到重視。本文主要研究通過包絡(luò)跟蹤技術(shù)提高傳統(tǒng)功率放大器的效率。首先設(shè)計一款可應(yīng)用于移動自組織網(wǎng)絡(luò)上的寬帶功率放大

3、器，該放大器增益21dB、最大輸出功率45dBm。但當(dāng)輸入功率3dBm~17dBm時，功率放大器的效率比較低（30%以下）。針對該問題，本文利用包絡(luò)跟蹤技術(shù)提高該功率放大器的效率，設(shè)計了一種混合型電源調(diào)制電路。該電路輸出的電壓對功率放大器的漏極進(jìn)行實時控制，保證功率放大器工作狀態(tài)一直在最高效率點上，從而提高功率放大器的效率。在混合型電源調(diào)制電路中，利用PWM(PulseWidthModulation)編碼實現(xiàn)不同幅值的輸出，采用多檔開關(guān)電源調(diào)制電路最終實現(xiàn)信號的擬合，利用線性級電路提高混合型電源調(diào)制電路的帶寬。其中開關(guān)電源調(diào)制部分效率達(dá)到81%，而最大輸出功率高達(dá)26.6W。然后通過使

4、用Simulink軟件與ADS（AdvanceDesignSystem）軟件，對設(shè)計的功率放大器與混合型電源調(diào)制電路進(jìn)行聯(lián)合仿真。對混合型電源調(diào)制電路中的線性級與寬帶功率放大器的進(jìn)行聯(lián)合測試。結(jié)果表明，在原性能參數(shù)基本不變的情況下，采用本文設(shè)計的混合型電源調(diào)制電路使得自主設(shè)計的寬帶功率放大器的PAE（PowerAddedEfficiency）提高了4%以上。本文為使用包絡(luò)跟蹤技術(shù)提高功率放大器的效率提供了理論支持與證明。關(guān)鍵字：電源調(diào)制電路包絡(luò)跟蹤技術(shù)寬帶功率放大器效率ADSIABSTRACTInthecurrentwirelesscommunicationsystem,thehybr

5、idmodulationisthemainmethodwhichmakesthesignalPeak-to-AveragePowerRatio(PAPR)high.ThehighPAPRleadstothereductionofthetraditionalpoweramplifierefficiency.Forpoweramplifiers,howtoincreasebandwidthandefficiencyhasbecomeamajorresearchfocus.Envelopetrackingtechnologyisoneofthetechniquesimprovingtheef

6、ficiencyofpoweramplifiers.Envelopetrackingtechnologymakesthemodulationsignaloftheinputenvelopesignaltocontrolthedrainvoltageofthepoweramplifierinrealtimewhichimprovestheefficiencyoftheentirepoweramplifier.Althoughtheenvelopetrackingtheoryhasbeenputforwardforalongtime,theenvelopetrackingtechnolog

7、yisdevelopingslowlyduetothelimitationoftheactualhardwaressuchasthelowwithstandvoltageofswitchingstheslowswitchingspeedandotherissues.Withthecontinuousimprovementofthehardwarelevel,Envelopetrackingtechnologyhasbeenpaidmoreand