功放模塊系統(tǒng)設(shè)計(jì)基本技術(shù)無(wú)線通信領(lǐng)域一、功放在無(wú)線移動(dòng)通信行業(yè)應(yīng)用直放站制式分類:無(wú)線通信領(lǐng)域一、功放在無(wú)線移動(dòng)通信行業(yè)應(yīng)用直放站應(yīng)用解決方案分類:無(wú)線通信領(lǐng)域一、功放在無(wú)線移動(dòng)通信行業(yè)應(yīng)用直放站技術(shù)特點(diǎn)分類:模擬直放站數(shù)字直放站按照應(yīng)用場(chǎng)景分類:MDAS小功率多路分布系統(tǒng)DAS大功率多路分布系統(tǒng)FRU/BBU微基站無(wú)線通信行業(yè)得發(fā)展方向:數(shù)字化、集成化、寬帶化、互聯(lián)互通IP化、高效綠色環(huán)保、小型化……、、無(wú)線通信領(lǐng)域一、功放在無(wú)線移動(dòng)通信行業(yè)應(yīng)用功放在無(wú)線通信產(chǎn)品中得應(yīng)用:無(wú)線通信領(lǐng)域一、功放在無(wú)線移動(dòng)通信行業(yè)應(yīng)用功放產(chǎn)品分類:產(chǎn)品類型豐富,制式覆蓋TDD、FDD;頻段覆蓋700MHz～3、5GHz;瞬時(shí)帶寬≥40MHz,平均功率從1W～300W,峰值功率達(dá)到2000W?！鬑PA普通高功放◆HEPA高效率功放◆SMPA高效率功放◆MCPA多載波線性功放(DPD、FF、RFAP等)◆TBS系統(tǒng)產(chǎn)品◆TMS系統(tǒng)產(chǎn)品涉及專業(yè)分類二、功放基本構(gòu)成

技術(shù)專業(yè)RF系統(tǒng)設(shè)計(jì)RFPowermodel設(shè)計(jì)MCU、DSP監(jiān)控軟硬件設(shè)計(jì)FPGA數(shù)字單元軟硬件設(shè)計(jì)PCB設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模塊內(nèi)部構(gòu)造二、功放基本構(gòu)成

射頻技術(shù)匹配問題(包括功放管匹配):功放管輸入輸出匹配、級(jí)間匹配、端口匹配;功率得分配與合成;射頻隔離:前后級(jí)隔離、單元電路之間得隔離;取樣檢測(cè):耦合取樣、輸入輸出功率檢測(cè)、反射功率檢測(cè);信號(hào)得控制:柵壓、AGC、ALC、EQ、調(diào)幅、調(diào)相、調(diào)時(shí)延、ATT、TDD切換等。模塊內(nèi)部構(gòu)造二、功放基本構(gòu)成

功放標(biāo)準(zhǔn)電路(見標(biāo)準(zhǔn)電路設(shè)計(jì)規(guī)范)大家有疑問的，可以詢問和交流可以互相討論下，但要小聲點(diǎn)模塊內(nèi)部構(gòu)造三、功放得關(guān)鍵器件

板材及微帶電路設(shè)計(jì)

要求:熟練掌握ADS、ansoft、HFSS、Waveoffice等軟件至少1種;模塊內(nèi)部構(gòu)造三、功放得關(guān)鍵器件

RF信號(hào)傳輸1)同軸線2)平行雙線3)微帶線4)帶狀線5)波導(dǎo)6)槽線7)共面波導(dǎo)模塊內(nèi)部構(gòu)造三、功放得關(guān)鍵器件

系統(tǒng)增益分配及NF等仿真計(jì)算

要求:熟練掌握APPCAD等軟件至少1種;模塊內(nèi)部構(gòu)造三、功放得關(guān)鍵器件

關(guān)鍵器件選型---隔離器1、鐵氧體隔離器為什么具有單向?qū)ㄌ匦?或旋磁特性)？2、鐵氧體隔離器關(guān)鍵材料就是什么？3、鐵氧體屬于磁性材料,具有磁性嗎？4、永磁體屬于磁性材料,原材料具有磁性嗎？5、隔離器在功放產(chǎn)品應(yīng)用中,有哪些常見問題,在設(shè)計(jì)中如何考慮？關(guān)鍵器件選型---隔離器三、功放得關(guān)鍵器件

■手工裝配類■雙隔離器類■大功率SMT貼片類■同軸隔離器類隔離器環(huán)形器■SMT貼片類關(guān)鍵器件選型---隔離器三、功放得關(guān)鍵器件

序號(hào)隔離器結(jié)構(gòu)件材質(zhì)或廠家表面處理作用1腔體殼鐵、A3鋼鍍鎳或鍍銀接地、散熱2鐵氧體釔鐵石榴石單面鍍銀提供旋磁3負(fù)載(衰減片)ALN(ANNAREN、KDI、KMC)一面鍍銀一面涂漆吸收反射功率4中心導(dǎo)體鈹銅和黃銅鍍銀鍍銀信號(hào)載體5永磁體(磁鋼)釹鐵硼、釤鈷、鍶鈣鍍鎳或鍍鋅提供外加偏置場(chǎng)6勻磁片鐵鍍鎳或鍍銀均勻磁場(chǎng)7溫度補(bǔ)償片無(wú)溫度補(bǔ)償8蓋板不銹鐵無(wú)緊固零件9屏蔽片不銹鐵鍍鎳或鍍銀屏蔽和均勻磁場(chǎng)10墊片紫銅鍍銀11膠水“聚乙烯”橡膠固定引腳12標(biāo)簽13(其她)鐵氧體帶戒指環(huán)固定關(guān)鍵器件選型---隔離器三、功放得關(guān)鍵器件

鐵氧體---特性及應(yīng)用:利用這種材料在直流磁場(chǎng)和微波場(chǎng)共同作用下呈現(xiàn)出得旋磁效應(yīng)制成得微波鐵氧體器件如環(huán)行器、隔離器等,鐵氧體隔離器:就是一種單向傳輸電磁波,微波信號(hào)功率沿正向方向傳輸,將功率幾乎全部傳輸給負(fù)載;而負(fù)載反射功波則不可逆。鐵氧體環(huán)形器:就是多端口傳輸電磁波得微波器件,常用得就是三端口。永磁體作用:為鐵氧體工作提供偏置磁場(chǎng),永磁體得極性決定了隔離器得信號(hào)時(shí)順時(shí)針方向傳輸還就是逆時(shí)針方向傳輸。

鐵氧體和永磁體得區(qū)別:微波鐵氧體可以吸收微波能量,并在磁場(chǎng)作用下有旋磁特性,永磁體不可以吸收微波能量,能充磁能,為鐵氧體提供偏置磁場(chǎng)。關(guān)鍵器件選型---隔離器三、功放得關(guān)鍵器件

關(guān)鍵器件選型---隔離器三、功放得關(guān)鍵器件

關(guān)鍵器件選型---隔離器三、功放得關(guān)鍵器件

關(guān)鍵器件選型---隔離器三、功放得關(guān)鍵器件

關(guān)鍵器件選型---隔離器三、功放得關(guān)鍵器件

關(guān)鍵器件選型---隔離器三、功放得關(guān)鍵器件

隔離器應(yīng)用質(zhì)量問題:1、鐵氧體隔離器負(fù)載燒毀。(Antone項(xiàng)目)2、鐵氧體隔離器內(nèi)導(dǎo)體連接片燒毀。3、鐵氧體隔離器諧波抑制不夠。(PA-4145FWB0中試)4、鐵氧體隔離器IMD指標(biāo)不夠。5、鐵氧體隔離器平面度不夠,導(dǎo)致接觸不良,散熱效果不好。(玻利維亞訂單)6、鐵氧體隔離器密封不好,能量輻射。關(guān)鍵器件選型---耦合器三、功放得關(guān)鍵器件

關(guān)鍵器件選型---耦合器三、功放得關(guān)鍵器件

關(guān)鍵器件選型---3dB電橋三、功放得關(guān)鍵器件

關(guān)鍵器件選型---延時(shí)線三、功放得關(guān)鍵器件

線性互易元件

常用得線性互易元件包括:匹配負(fù)載、衰減器、移相器、短路活塞、功分器、微波電橋、定向耦合器、阻抗變換器、濾波器和延時(shí)線等。貼片延時(shí)線同軸線腔體延時(shí)濾波器可調(diào)延時(shí)器關(guān)鍵器件選型---延時(shí)線三、功放得關(guān)鍵器件

時(shí)延得定義關(guān)鍵器件選型---延時(shí)線三、功放得關(guān)鍵器件

時(shí)延得計(jì)算方法

關(guān)鍵器件選型---延時(shí)線三、功放得關(guān)鍵器件

貼片延時(shí)線得材料工藝1、材料工藝:PTFE和LTCC。2、電路設(shè)計(jì):射頻帶狀線;3、多層PCB基片壓合疊成。

XDL09-8-080得參數(shù):帶狀線形式,抗外部干擾能力強(qiáng)S型彎曲走線,感抗小介質(zhì)材料韌性好,不容易壓折3層信號(hào)面,4層地平面關(guān)鍵器件選型---延時(shí)線三、功放得關(guān)鍵器件

可調(diào)延時(shí)線主要參數(shù):1910MHz~2010MHz時(shí)延可調(diào)節(jié)量0、5ns相位波動(dòng)1°以內(nèi)插損2、3dB以內(nèi)回波-19dBOIP3為28dBm控制電壓(0V~9V)工作溫度-40°~85°1900MHz可調(diào)延時(shí)線關(guān)鍵器件選型---延時(shí)線三、功放得關(guān)鍵器件

腔體延時(shí)濾波器FD-G8514-IS01延時(shí)濾波器項(xiàng)目名稱電氣指標(biāo)頻率范圍(MHz)890～910910～975帶寬(MHz)2065回波損耗(dB)≥20(常溫);≥17(高低溫)插入損耗(dB)≤0、60(常溫);≤0、70(高低溫)≤0、40(常溫);≤0、45(高低溫)帶內(nèi)波動(dòng)(dB)≤0、15(常溫);≤0、20(高低溫)≤0、10(常溫);≤0、13(高低溫)相位波動(dòng)(deg)≤1、5(常溫);≤2、0(高低溫)≤1、0(常溫);≤1、3(高低溫)中心頻率群時(shí)延(ns)/13、9±0、功率容量(W)常溫、常壓下,100(平均功率);800(峰值功率)關(guān)鍵器件選型---延時(shí)線三、功放得關(guān)鍵器件

延時(shí)器件在前饋功放中得應(yīng)用FeedForward環(huán)路對(duì)消原理圖關(guān)鍵器件選型---延時(shí)線三、功放得關(guān)鍵器件

延時(shí)器件在RF_AP功放中得應(yīng)用關(guān)鍵器件選型---延時(shí)線三、功放得關(guān)鍵器件

延時(shí)器件得選用從功率大小和插損角度考慮,要求插損小而功率大得器件選用延時(shí)濾波器。考慮SMT工藝、一致性、布局空間大小,最好選用貼片延時(shí)線?？紤]成本、可調(diào)可生產(chǎn)性,采用同軸線繞制?？紤]成本、可調(diào)可生產(chǎn)性、而且時(shí)延調(diào)節(jié)范圍比較小,采用可調(diào)延時(shí)電路。思考題:同軸線和貼片延時(shí)線延時(shí)(或相位)和頻響得關(guān)系？1、同軸線得延時(shí)和頻響就是線性得,所以時(shí)延與頻段無(wú)關(guān);2、貼片延時(shí)線延時(shí)和頻響就是非線性得,不同得頻段時(shí)延就是不同得;但,在窄帶范圍內(nèi)就是線性。關(guān)鍵器件選型---延時(shí)線三、功放得關(guān)鍵器件

貼片延時(shí)線得選用考慮耦合很關(guān)鍵,考慮耦合后時(shí)延隨頻率增加而增加,與指標(biāo)相符插損隨頻率變化較大,與指標(biāo)相符不考慮耦合時(shí)時(shí)延基本不隨頻率變化,與理論一致插損隨頻率變化較小,與經(jīng)驗(yàn)一致進(jìn)一步分析1、3GHz~2、5GHz內(nèi),考慮耦合時(shí)得時(shí)延大于不考慮耦合時(shí)得時(shí)延,即相同長(zhǎng)度得帶狀線,如果繞成強(qiáng)耦合得形狀,可以獲得更大得時(shí)延;所以可以以更小得尺寸獲得相同得時(shí)延量。關(guān)鍵器件選型---巴倫三、功放得關(guān)鍵器件

巴侖得基本概念關(guān)鍵器件選型---巴倫三、功放得關(guān)鍵器件

變壓器巴倫傳輸線巴侖微帶線寬帶巴侖饋電平衡－－－磁耦合式、反向式、對(duì)稱式、扼流式等平衡器類型。功放常用得種類帶狀線巴侖LC巴侖關(guān)鍵器件選型---巴倫三、功放得關(guān)鍵器件

關(guān)鍵器件選型---巴倫三、功放得關(guān)鍵器件

關(guān)鍵器件選型---巴倫三、功放得關(guān)鍵器件

平衡式輸入輸出得優(yōu)點(diǎn):抗干擾能力強(qiáng)抗電源噪聲抗地噪聲能力強(qiáng)具有偶數(shù)諧波抑制功能所以平衡式輸入輸出電路在功放電路中應(yīng)用較多:如AD8362檢波管,SC18**預(yù)失真芯片系列。微帶線就是單端非平衡端口,與平衡式端口相連時(shí)需要巴倫進(jìn)行變換。關(guān)鍵器件選型---A類IC微波放大管三、功放得關(guān)鍵器件

晶體管:泛指一切以半導(dǎo)體材料為基礎(chǔ)得單一元件。晶體管有時(shí)多指晶體三極管,主要分為雙極性晶體管(BJT)和場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)兩大類。雙極性晶體管(BJT):根據(jù)不同得摻雜方式在同一硅片上制造出三個(gè)摻雜區(qū)域,并形成兩個(gè)PN結(jié),構(gòu)成晶體管。放大作用表現(xiàn)為小得基極電流可以控制大得集電極電流,屬流控器件,單電源供電。場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET):利用輸入回路得電場(chǎng)效應(yīng)來(lái)控制輸出回路電流得一種半導(dǎo)體器件,屬壓控器件。她僅靠半導(dǎo)體中得多數(shù)載流子導(dǎo)電,又稱單極性晶體管,分為結(jié)型和絕緣柵型(MOS管)兩種不同得結(jié)構(gòu)。我們常用得大功率LDMOS管屬于N溝道得增強(qiáng)型MOS管,雙電源供電。關(guān)鍵器件選型---LDO電源三、功放得關(guān)鍵器件

線性電源傳統(tǒng)線性電源低壓差線性電源(LDO)開關(guān)類電源

Chargepump(inductorlessDC-DC)DC-DC(inductor)LDO(LowDropoutLinearRegulator)俗稱低壓差線性穩(wěn)壓管,就是一個(gè)功率很低得微型片上系統(tǒng)。她通常由具有低導(dǎo)通電阻得MOS調(diào)整元件、基準(zhǔn)電壓源、誤差放大器和各種保護(hù)電路等功能模塊集成在同一個(gè)芯片上而成。具有低壓差、高效率、高性能、高PSRR、小體積、低成本等特點(diǎn)。壓差靜態(tài)電流待機(jī)電流瞬態(tài)響應(yīng)線性調(diào)整率負(fù)載調(diào)整率電源抑制比精度功耗LDO關(guān)鍵參數(shù)關(guān)鍵器件選型---電阻、電感、電容三、功放得關(guān)鍵器件

常用電阻分類普通貼片電阻、精密取樣電阻、功率負(fù)載、熱敏電阻等。電阻得射頻特性:電阻射頻模型理想電阻R;并聯(lián)電容Ca,Cb;串聯(lián)引線電感Ls;關(guān)鍵器件選型---電阻、電感、電容三、功放得關(guān)鍵器件

常用電感分類實(shí)心電感、空心繞線電感、繞線電感、閉磁電感、磁珠等。電感得射頻特性:電感射頻模型:理想電感L,Z=jωL;串聯(lián)電阻Rs;引線串聯(lián)電感Ls;并聯(lián)電容C1,C2關(guān)鍵器件選型---電阻、電感、電容三、功放得關(guān)鍵器件

常用電容分類普通介質(zhì)MLCC電容、鉭電容、鋁電解電容、高Q微波電容等。電容得射頻特性:多層射頻電容模型:理想電容C,Z=1/jωC;串聯(lián)電阻Rs;引線串聯(lián)電感Ls;并聯(lián)電容Cp;并聯(lián)電阻Rp。關(guān)鍵器件選型---二極管、三極管、場(chǎng)效應(yīng)管三、功放得關(guān)鍵器件

二極管分類

二極管按其實(shí)現(xiàn)得功能主要分為:限幅二極管、整流二極管、開關(guān)器件(PIN管)、檢波二極管、變?nèi)荻O管、快恢復(fù)二極管、肖特基二極管、光敏二極管、TVS二極管、以及發(fā)光二極管等等。三極管三極管一般稱為雙極性晶體管,就是通過制作工藝將兩個(gè)PN結(jié)結(jié)合在一起構(gòu)成。兩PN結(jié)作用,可使三極管成為一個(gè)具有控制電流作用得器件,可用作放大微弱信號(hào)和做無(wú)觸點(diǎn)得開關(guān)。有PNP和NPN兩種結(jié)構(gòu)。主要就是Si管和Ge管。關(guān)鍵器件選型---二極管、三極管、場(chǎng)效應(yīng)管三、功放得關(guān)鍵器件

場(chǎng)效應(yīng)管定義場(chǎng)效應(yīng)管就是利用電場(chǎng)效應(yīng)來(lái)控制半導(dǎo)體內(nèi)載流子,使通過半導(dǎo)體內(nèi)得電流大小隨電場(chǎng)強(qiáng)度得改變而變化得由電壓控制電流得放大器件。英文簡(jiǎn)寫為:MOSFET1、按封裝分:分為塑料封裝和金屬封裝2、按功率分:分為大、中、小功率3、按頻率分:分為高、中、低頻4、按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分:結(jié)型(JFET)和絕緣柵型(IGFET)5、按溝道分:分為N溝道和P溝道其中絕緣柵型又可以細(xì)分為N溝道增強(qiáng)型和耗盡型,P溝道增強(qiáng)型和耗盡型。場(chǎng)效應(yīng)管分類關(guān)鍵器件選型---二極管、三極管、場(chǎng)效應(yīng)管三、功放得關(guān)鍵器件

場(chǎng)效應(yīng)管得應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)四、功放關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)

4、1信號(hào)得峰值功率、平均功率和峰均比PAR

解釋:平均功率就是系統(tǒng)輸出得實(shí)際功率。在某個(gè)概率下峰值功率跟平均功率得比就稱為在某個(gè)概率下得峰均比,如PAR=9、%,各種概率下得峰均比就形成了CCDF曲線(互補(bǔ)累積分布函數(shù))。 在概率為0、01%處得PAR,一般稱為CREST因子。4、2噪聲噪聲就是指在信號(hào)處理過程中遇到得無(wú)法確切預(yù)測(cè)得干擾信號(hào)(各類點(diǎn)頻干擾不就是算噪聲)。常見得噪聲有來(lái)自外部得天電噪聲,汽車得點(diǎn)火噪聲,來(lái)自系統(tǒng)內(nèi)部得熱噪聲,晶體管等在工作時(shí)產(chǎn)生得散粒噪聲,信號(hào)與噪聲得互調(diào)產(chǎn)物。關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)四、功放關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)

4、3三階交調(diào)三階交調(diào)(雙音三階交調(diào))就是用來(lái)衡量非線性得一個(gè)重要指標(biāo),在這里仍以放大器為例來(lái)說明三階交調(diào)指標(biāo)。用兩個(gè)相隔⊿f,且電平相等得單音信號(hào)同時(shí)輸入一個(gè)射頻放大器,則放大器得輸出頻譜大致如下:三階交調(diào)常用dBc表示,即交調(diào)產(chǎn)物與主輸出信號(hào)得比。關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)四、功放關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)

4、4三階截止點(diǎn)

任一微波單元電路,輸入雙音信號(hào)同時(shí)增加1dB,輸出三階交調(diào)產(chǎn)物將增加3dB,而主輸出信號(hào)僅增加1dB(不考慮壓縮),這樣輸入信號(hào)電平增加到一定值時(shí),輸出三階交調(diào)產(chǎn)物與主輸出信號(hào)相等,這一點(diǎn)稱為三階截止點(diǎn),對(duì)應(yīng)得輸入信號(hào)電平稱為輸入三階截止點(diǎn),對(duì)應(yīng)得輸出信號(hào)電平稱為輸出三階截止點(diǎn)。注意:三階截止點(diǎn)信號(hào)電平就是不可能達(dá)到得,因?yàn)樵谶@時(shí)早已超過微波單元電路得承受能力。關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)四、功放關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)

4、7回波損耗 回波損耗也就是射頻上用得比較多得一個(gè)名詞,她和前面得反射系數(shù)、駐波比都就是用來(lái)反映端口得匹配狀況得。回波損耗表示端口得反射波得功率與入射波功率之比。回波損耗與反射系數(shù)得關(guān)系為:回波損耗＝20log(

) 由