Pintech品致讲解功率放大器阻抗匹配问题,如何进行阻抗匹配

2021-04-15 14:35

线性网络设计中功率放大器的匹配方法,为了获得最大的功率传输,网络通常采用共轭阻抗匹配,但由于功率放大器的输入输出阻抗是非线性的,不可能实现共轭匹配。通常将50负载变换成这样的阻抗值,实际上它的实部可以在输入输出偏置电压下获得最大输出功率,虚部可以调谐出晶体管内部的寄生元件。由于功率放大器非线性工作,小信号放大器的网络设计方法不再适用。功率放大器的匹配网络设计一般采用以下三种方法:动态阻抗法、大信号S参数法和负载牵引法。


动态阻抗法:动态阻抗法要求在大信号工况下提供动态输入输出阻抗。动态阻抗测试的原理是:将功率管调整到最大功率输出状态,然后分别测量信号源到功率管输入端和负载到输出端的阻抗。阻抗值为动态输入阻抗(Zin)和动态输出阻抗(ZOL)。


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大信号S参数法:利用大信号S参数,可以分析功率放大器的功率增益和稳定性,设计增益和平坦度。在设计大信号S参数的功率放大器时,不仅要根据输出功率选择负载阻抗,还要分别考虑绝对稳定条件和潜在不稳定条件。由于大信号的S参数难以测量,通常采用双信号法或大电流DC拟合法来测量大信号的S参数。


负载牵引法:负载牵引法要求给出输出功率、功率增益、效率等各种参数对应的数据。用计算机进行综合设计。其设计体系复杂。一般对于大功率晶体管,厂商会给出功率晶体管通道的动态输入输出阻抗。


由于匹配网络的设计一般以50W(即史密斯图的中心)为基础,以上三种方法,无论是通过仿真软件还是矢量网络分析仪等实际仪器,都必须匹配到史密斯图上的50W。匹配电路设计目标:1。输入匹配电路:将微波晶体管的复输入阻抗转换为50W阻性源阻抗。1)最优噪声:gout   1=gopt(zout   1=zopt=1/yopt);2)最大功率提升:Zout1=Zin*。