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一款E类功率放大芯片功能测验电路的规划

1.引言随着无线通信技术的发展,功率放大器作为发射机最重要的部分之一,它的性能好坏直接影响着整个通信系统的性能优劣,而功率放大器性能好坏的判决和芯片检测有关。本文介绍了一款E类功率放大芯片性能测试电路

1.导言

跟着无线通讯技能的开展,功率扩大器作为发射机最重要的部分之一,它的功能好坏直接影响着整个通讯体系的功能好坏,而功率扩大器功能好坏的断定和芯片检测有关。本文介绍了一款E类功率扩大芯片功能测验电路的规划,简介了检测中用到的试验设备、器材,并给测验电路加上各种测验信号后调查显现成果,对输出成果进行剖析然后断定芯片是否合格。

2.E类功率扩大器原理

射频功率扩大器是将直流信号转变为射频信号的功率器材,衡量一个射频扩大器功能的首要参数有:最大输出功率、功率、线性度、增益等等。功率扩大器可 以划分为几类,这取决于它们是宽带仍是窄带、它们的意图是为了线性作业仍是恒包络作业。线性功率扩大器有四种类型:A、B、AB、C,它们的首要不同在于 偏置状况的不同,这几类传统的功率扩大器具有较高的线性度,但功率较低。开关形式功率扩大器首要有D、E、F三类,这几类功率扩大器中晶体管等效为受输入电压操控的开关,开关导通时有电流经过,若确保管子饱满导通,其导通电阻很小,开关两头的电压很小,乃至趋近于零;开关断开时,电流为零。因而,晶体管的 耗散功率很小,然后提高了扩大器的功率。

开关形式功率扩大器中的E类扩大器选用高阶电抗网络供给满意的自由度来改动开关电压的波形,使它在开关导通时的值和斜率均为零,然后降低了开关的损耗,其结构如图1所示。

在图1中,一个串联调谐L2C2电路将漏极与负载相连,一个旁路电容C接地。该旁路电容由晶体管寄生电容和另一个电容C1组成(该电容的作用是,当 漏极存在电压时,确保晶体管中无电流经过)。要到达最佳功能,当器材导通(并开端发生电流)时不只其漏电压有必要为零,漏电压斜率也有必要为零。这样可确保来 自旁路电容的电流为零,然后也确保晶体管导通时漏电流为零。因为转化中的漏、源电压及漏电流均为零,因而该器材的功耗可忽略不计。

虽然E类扩大器的功率从理论上可到达100%,但因按捺谐波需求较高的Q值,然后约束了其功率,这使漏电压值低至0V,而且与时刻的斜率为零。

3.高频E类功率扩大器测验电路规划

为了对高频E类功率扩大器进行测验,咱们规划的测验电路原理图结构图如图2所示,从图中能够看出原理图首要由主体芯片和它外围模块电路组成,其间外 围电路有GSM(频段坐落800MHz的信号)信号输入模块、DCS(频段坐落1800MHz的信号)信号输入模块、电源模块和信号输出模块。

3.1 测验电路

测验的E类手机功率扩大芯片引脚布局如图3所示,芯片从左上角以逆时针方向开端依次是1到28引脚,其间 1,2,3,5,6,8,22,23,24,25,26,27,28号引脚直接接地,4,9,10,11,12在接地时接一个电容,13,14引脚接电 源,关于15,16,17,18,19 引脚它们别离对应着CTR2,CTR1,CTR0,TXEN,RAMP.20,21引脚别离是DCS和GSM的信号输入。

图3 E类手机功率扩大芯片引脚布局图

整个测验电路的电源部分将为测验电路供给一个3.8V的直流电压和1A的直流电流。经过芯片功率扩大后的信号将经过输出模块流入频谱剖析仪,输出模 块能够很好的去除扩大后信号中存在的杂散信号然后确保了扩大后信号的纯度。关于DCS和GSM信号输入,为了避免信号在输入芯片前掺杂了其它沟通杂散,在 输入芯片前增加一个%&&&&&%用来滤除不该有的凌乱信号然后确保输入信号的纯度。

3.2 测验完成

测验进程中使用了可编程电源、信号源、脉冲发生器、频谱剖析仪等。它们将为测验电路供给作业条件以及对测验成果进行剖析。其间可编程电源将为测验电 路供给一个3.8V的直流电压和一个1A的直流电流然后确保测验电路的正常作业。信号源将为功率扩大芯片供给一个5dBm频段别离在900MHz和 1800MHz下的输入信号。(dBm即分贝毫瓦,功率与P(瓦特)换算公式:P’dBm=30+10lgP 其间P:瓦;P’:单位为dBm)。

测验DCS的时分让信号发生器发生5dBm,1.8GHz的信号,且让脉冲电压源给ramp供给0.45V低电压或2.0V高电压,其间TXEN和 chr1,chr2接高电平。测验GSM的时分让信号发生器发生5dBm,800MHz的信号且让脉冲电压源给ramp供给0.55V低电压或2.2V高 电压,其间TXEN和chr1接高电平,chr0接低电平。给定测验板初始条件后,让输出信号接到频谱剖析仪上观测成果。

4.测验成果及剖析

测验芯片在DCS、GSM频段内作业状况经过频谱剖析仪截图能够看出在高脉冲电压下其输出信号波形如图4、图5所示,从截图中能够看出信号在 1800MHz的时分得到了扩大且巨细约为34dBm,800MHz的时分得到了扩大且巨细约为33dBm,满意了信号经过芯片扩大后在DCS下应该到达 32dBm以上GSM应到达30dBm以上,从波形中能够看出经过扩大的信号没有显着的杂散现象阐明芯片在高脉冲的时分能够很好的将输入信号进行扩大。

当脉冲电压是一个低电压时,即GSM条件命令脉冲电压值为0.55V而DCS条件下脉冲电压值为0.45V.DCS和GSM频段输入信号经过功率放 大后的输出波形别离如图6和图7所示,从图6中能够看出信号在1800MHz时得到了扩大作用其值到达了11dBm以上,到达了功率扩大器在小脉冲电压下 功率扩大要求。GSM下低脉冲电压输出波形如图7所示,从图中能够看出信号在800MHz处得到了扩大,其值在6dBm以上,到达了扩大器在小脉冲电压下 的功率扩大要求。

因而芯片在凹凸脉冲电压下都能很好的将DCS和GSM信号进行功率扩大且扩大后的信号无杂散。

5.结语

本次试验模仿手机信号功率扩大,对高频E类功率扩大器进行了测验试验,经过调查输出信号的改变断定芯片是否能正常作业,测验作用杰出。

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