理想架构的高回退Doherty功率放大器理论与ADS仿真-Multistage

理想架构的高回退Doherty功率放大器理论与仿真-Multistage

参考:
三路Doherty设计
01 射频基础知识–基础概念
Switchmode RF and Microwave Power Amplifiers、

理想架构的Doherty功率放大器(等分经典款)的理论与ADS电流源仿真参考:理想架构的Doherty功率放大器理论与仿真
理想架构的非对称高回退Doherty功率放大器理论与仿真参考:理想架构的非对称高回退Doherty功率放大器理论与仿真

本博客的资源下载链接:
理想Multistage高回退Doherty在ADS中的仿真(使用理想电流源)

目录

    • 理想架构的高回退Doherty功率放大器理论与仿真-Multistage
    • 1、Multistage高回退Doherty功率放大器拟解决的问题
    • 2、一种1: m:n 功率分配的Multistage Doherty功率放大器
      • 2.1、1:2:2 三路Multistage Doherty PA 的ADS原理图
      • 2.2、1:2:2 三路Multistage Doherty PA 回退性能
      • 2.3、1:2:2 三路Multistage Doherty PA电压电流曲线
      • 2.4、1:2:2 三路Multistage Doherty PA阻抗调制曲线
      • 2.5、其他分配比的曲线
    • 3、传统Multistage DPA改进---Novel三路Doherty
      • 3.1、Novel三路Doherty的工作原理
      • 3.2、Novel型三路Doherty的设计步骤
      • 3.3、Novel型三路Doherty的ADS仿真
      • 3.4、Novel型DPA仿真结果-回退
      • 3.5、Novel型DPA仿真结果-电压电流
      • 3.6、Novel型DPA仿真结果-输出阻抗

1、Multistage高回退Doherty功率放大器拟解决的问题

理想架构的非对称高回退Doherty功率放大器理论与仿真中介绍了非对称架构来提升回退的dB数,但是对于传统非对称结构,只有一个回退峰值,效率低:
在这里插入图片描述
一种更加牛皮的架构是Multistage DPA架构,有多个回退点,这样回退效率要好很多,如:
在这里插入图片描述

2、一种1: m:n 功率分配的Multistage Doherty功率放大器

对于上图,一个存在三个效率峰值,分别在饱和、-5.1dB回退、-9.5dB回退。抛开复杂的公式推导,我们直观就需要一个载波功放和两个峰值功放

与理想架构的非对称高回退Doherty功率放大器理论与仿真中多峰值功放同时开启不同,1: m:n 的Multistage Doherty功率放大器的峰值功放在不同回退点依次开启,对于上图就是-9.5dB回退、-5.1dB回退分别开启。当然,你有越多的峰值功放依次开启,你的回退点越多,效率也越高,如图:
在这里插入图片描述
而且,此处强调了功率分配比,与理想架构的非对称高回退Doherty功率放大器理论与仿真类似,分配越不均,就可以造成越大的回退

2.1、1:2:2 三路Multistage Doherty PA 的ADS原理图

废话少说,我们先看看ADS中对1:2:2的Multistage DPA的仿真原理图:
在这里插入图片描述

2.2、1:2:2 三路Multistage Doherty PA 回退性能

可以看到有两个回退峰值,分别在-9.5dB、-4.5dB左右:
在这里插入图片描述

2.3、1:2:2 三路Multistage Doherty PA电压电流曲线

由于分配比是1:2:2,因此峰值功放的饱和输出功率是载波功放的两倍;此外,在-9.5dB回退点,只有载波功放工作,两个峰值功放均未开启;在-9.5dB回退点到-4.5dB回退点之间,峰值功放1开始工作,并和载波功放进行负载调制;在-4.5dB到饱和之间,峰值功放2开始工作,并和峰值功放1进行负载调制,此时载波功放不参与负载调制了,载波功放输出功率不变。在饱和点,三个功放都是饱和输出:
在这里插入图片描述

2.4、1:2:2 三路Multistage Doherty PA阻抗调制曲线

可以看到,在峰值功放2开启后,载波功放输出阻抗保持Ropt不变,一直饱和输出;此阶段峰值功放2和峰值功放1进行负载调制:
在这里插入图片描述

2.5、其他分配比的曲线

1:2:2.5 (最高回退-9.5dB左右):
在这里插入图片描述
1:2.5:2.5 (最高回退11dB左右):
在这里插入图片描述

3、传统Multistage DPA改进—Novel三路Doherty

3.1、Novel三路Doherty的工作原理

Novel三路优势:同样的分配比该架构的回退范围更大。

这是个专利:3-WAY DOHERTY AMPLIFIER WITH MINIMUM OUTPUT NETWORK
在这里插入图片描述

Novel型三路Doherty的Carrier路放大器能够在Peak2导通后继续负载调制,弥补了传统三路的不足。对比传统三路Doherty,Novel三路的Carrier路与负载之间使用了一个阻抗变换器。Peak1和Peak2组成一个两路Doherty,并通过一个阻抗变换器连接到阻抗变换器上,为了使信号在负载处实现相位对齐,在Carrier路和Peak2路的输入端加入了90度相移。

Novel三路Doherty的三个工作阶段

1:小信号时,只有Carrier路放大器工作,阻抗变换器Zo3将Carrier的负载变换为高阻,使得Carrier路放大器电压饱和点提前,达到一个最大效率点,但没有达到最大功率;

2:信号增大到Peak1开启后,它提供电流给负载RL,使p点电压提高,通过有源负载牵引(相当于Z03后的阻抗增大,Z03前的阻抗下降)即Carrier路输出阻抗下降,于是Carrier路的输出电流继续增大,即输出功率增加,信号继续增大直到Peak1达到电压饱和;形成第二个效率最大点;

3:信号大到Peak2开启后,随着Peak2贡献给q点电流的增加,使q点电压增大,从Z04后看去的阻抗增大,Z04前即Peak1输出阻抗下降,使Peak1电流增大,输出功率增大,与此同时p点电流增大,电压抬高,Z03后的等效负载抬高,Z03前即Carrier路输出阻抗下降,其电流继续增大,输出功率继续增大,继而达到功率饱和,Peak2输出阻抗下降会使电流增大,Carrier路输出功率继续增大,直到都达到电流饱和。

3.2、Novel型三路Doherty的设计步骤

1.选最大效率点
根据效率曲线的最大效率点,即第一(k1)和第二回退点(k2),可以得到各路功率分配比:
P m _ m a x : P p 1 _ m a x : P p 2 _ m a x = k 2 : k 1 ( 1 − k 2 ) : ( 1 − k 1 ) ( 1 − k 2 ) \mathrm{P_{m\_max}:P_{p1\_max}:P_{p2\_max}=k_{2}:k_{1}(1-k_{2}):(1-k_{1})(1-k_{2})} Pm_max:Pp1_max:Pp2_max=k2:k1(1k2):(1k1)(1k2)
如果给出功率分配比,也可以算出效率回退点的值,如下式所示:
k 1 = P p 1 _ m a x P p 1 _ m a x + P p 2 _ m a x \mathrm{k_1=\frac{P_{p1\_max}}{P_{p1\_max}+P_{p2\_max}}} k1=Pp1_max+Pp2_maxPp1_max
k 2 = P m _ max ⁡ P m _ max ⁡ + P p 1 _ max ⁡ + P p 2 _ max ⁡ \mathrm{k}_2=\frac{\mathrm{P}_{{\text{m}\_\max}}}{\mathrm{P}_{{\text{m}\_\max}}+\mathrm{P}_{\text{p}1\_\max}+\mathrm{P}_{\text{p}2\_\max}} k2=Pm_max+Pp1_max+Pp2_maxPm_max

2.合路线特征阻抗
为了求出特性阻抗,首先选定Carrier路功放在最大功率时的负载RmL和输出端口的负载RL,根据k1和k2,Z0x可以计算
Z 03 = R m L R L k 2 Z 04 = R m L k 1 ( k 2 1 − k 2 ) Z 05 = Z 03 ( k 2 1 − k 2 ) . \begin{gathered} \mathrm{Z}_{03}=\sqrt{\frac{\mathrm{R_{mL}R_{L}}}{\mathrm{k_{2}}}} \\ \mathrm{Z}_{04}={\frac{\mathrm{R}_{\mathrm{mL}}}{\mathrm{k}_{1}}}\left({\frac{\mathrm{k}_{2}}{1-\mathrm{k}_{2}}}\right) \\ \mathrm{Z}_{05}=\mathrm{Z}_{03}(\frac{\mathrm{k}_{2}}{1-\mathrm{k}_{2}}). \end{gathered} Z03=k2RmLRL Z04=k1RmL(1k2k2)Z05=Z03(1k2k2).

3.Carrier负载调制驻波比
驻波比可以计算如下:
V S W R = 1 k 2 \mathrm{VSWR}=\frac{1}{\mathrm{k}_{2}} VSWR=k21
4.相位对齐
根据设计的合路器,算出各路输出匹配电路的相位。然后在各路加入输入offset线,使得各路在最后合路点具有相同的相位,电桥的90度耦合端口按90度相位计算。

3.3、Novel型三路Doherty的ADS仿真

计算公式参考上面的:
在这里插入图片描述

3.4、Novel型DPA仿真结果-回退

1:2:2分配下结果如下:
在这里插入图片描述
Novel型三路Doherty的Carrier路放大器能够在Peak2导通后继续负载调制,弥补了传统三路的不足,因此其使用同样的分配比的话回退性能更好。

3.5、Novel型DPA仿真结果-电压电流

一直处于调制状态:
在这里插入图片描述

3.6、Novel型DPA仿真结果-输出阻抗

在这里插入图片描述

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.mzph.cn/news/659658.shtml

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系多彩编程网进行投诉反馈email:809451989@qq.com,一经查实,立即删除!

相关文章

go语言socket编程

1.互联网分层模型 过程分析: 2.Socket图解 Socket是应用层与TCP/IP协议族通信的中间软件抽象层。在设计模式中,Socket其实就是一个门面模式,它把复杂的TCP/IP协议族隐藏在Socket后面,对用户来说只需要调用Socket规定的相关函数&a…

【深度学习】SDXL TensorRT Dockerfile Docker容器

文章目录 过程SDXL TensorRT构建SDXL TensorRT LCM 调度器过程 docker push kevinchina/deeplearning:cuda12.1torch2.1.1 FROM nvidia/cuda:12.1.1-cudnn8-devel-ubuntu22.04 ENV DEBIAN_FRONTEND=noninteractive# 安装基本软件包 RUN apt-get update && \apt-get u…

备战蓝桥杯---数据结构与STL应用(优先队列的小细节)

很显然,我们先二分求X,对于验证,一开始我先想的是直接求每个的不足电量再除充电量后向上取整,然后判断与k的大小关系。事实上,如果让k很大,若有两只手机在下一刻多没电,显然上述方法得出的结论是错误的&…

氢气泄漏检测仪使用方法:守护安全,从细节开始

随着科技的发展,我们的生活和工作环境中充满了各种潜在的危险。其中,氢气作为一种清洁能源,其使用日益广泛,但同时也带来了泄漏的风险。为了确保我们的安全,了解并正确使用氢气泄漏检测仪至关重要。下面将详细介绍氢气…

机器学习:梯度下降法(Python)

LinearRegression_GD.py import numpy as np import matplotlib.pyplot as pltclass LinearRegression_GradDesc:"""线性回归,梯度下降法求解模型系数1、数据的预处理:是否训练偏置项fit_intercept(默认True)&…

「连载」边缘计算(十一)01-30:边缘部分源码(源码分析篇)

(接上篇) 函数StartModules()定义具体如下所示。 // StartModules starts modules that are registered func StartModules() { coreContext : context.GetContext(context.MsgCtxTypeChannel) modules : GetModules() for name, module : range modul…

了解 Redis Channel:消息传递机制、发布与订阅,以及打造简易聊天室的实战应用。

文章目录 1. Redis Channel 是什么2. Redis-Cli 中演示使用3. 利用 Channel 打造一个简易的聊天室参考文献 1. Redis Channel 是什么 Redis Channel 是一种消息传递机制,允许发布者向特定频道发布消息,而订阅者则通过订阅频道实时接收消息。 Redis Cha…

Linux命令-ar命令(建立或修改备存文件,或是从备存文件中抽取文件)

补充说明 ar命令 是一个建立或修改备存文件,或是从备存文件中抽取文件的工具,ar可让您集合许多文件,成 为单一的备存文件。在备存文件中,所有成员文件皆保有原来的属性与权限. 语法 ar [-]{dmpqrtx}[abcfilNoPsSuvV] [memberna…

BioTech - 小分子药物生成与从头设计 概述

欢迎关注我的CSDN:https://spike.blog.csdn.net/ 本文地址:https://spike.blog.csdn.net/article/details/135930139 小分子药物生成是一种利用计算方法自动探索化学空间,寻找具有理想生物活性和药物特性的分子结构的过程。从头设计是一种特殊…

【日常总结】windows11 设置文件默认打开方式

一、场景 二、实战 Stage 1:打开设置 Stage 2:应用 > 默认应用 > 搜索 .txt Stage 3:修改成notepad ,设置默认值即可 一、场景 windows 11 .txt 默认记事本打开 需求:如何使用notepad打开呢 ?…

隧道穿越:隧道穿透技术介绍

后面会进行一些隧道穿越的实验,因此在本篇中这里先介绍一些有关隧道穿越的技术知识点 隧道和隧道穿透 隧道是一种通过互联网基础设施在网络之间传递数据的方式,设计从数据封装、传输到解包的全过程,使用隧道传递的数据(或者负载…

abap_bool 类型

abap_bool 类型 abap_bool 有两种abap_true和abap_false,abap_true代表x,abap_false是空

【Emgu CV教程】6.7、图像平滑之MedianBlur()中值滤波

文章目录 一、介绍1.原理2.函数介绍 二、举例1.原始素材2.代码3.运行结果 一、介绍 1.原理 图像的滤波分为线性滤波和非线性滤波,常见的线性滤波就是前面介绍的均值滤波、方框滤波、高斯滤波。常见的非线性滤波主要包括中值滤波、双边滤波,今天就先介绍中值滤波。…

二进制安全虚拟机Protostar靶场(5)堆的简单介绍以及实战 heap0

前言 这是一个系列文章,之前已经介绍过一些二进制安全的基础知识,这里就不过多重复提及,不熟悉的同学可以去看看我之前写的文章 什么是堆 堆是动态内存分配的区域,程序在运行时用来分配内存。它与栈不同,栈用于静态…

【PHP】在ThinkPHP 5.0中设置缓存以提高性能

在ThinkPHP 5.0中,您可以使用Cache类来设置缓存,以提高应用程序的性能。缓存可以减少对数据库的访问次数,从而提高应用程序的响应速度。 首先,确保您已经在config.php文件中启用了缓存。在config.php文件中,将cache配…

asdf安装不同版本的nodejs和yarn和pnpm

安装asdf 安装nodejs nodejs版本 目前项目中常用的是14、16和18 安装插件 asdf plugin add nodejs https://github.com/asdf-vm/asdf-nodejs.git asdf plugin-add yarn https://github.com/twuni/asdf-yarn.git可以查看获取所有的nodejs版本 asdf list all nodejs有很多找…

【TCP】三次握手(建立连接)

前言 在网络通信的世界里,可靠传输协议(TCP)扮演着重要的角色,它保证了数据包能够按顺序、完整地从发送端传送到接收端。TCP协议中有一个至关重要的机制——三次握手。这一过程确保了两个TCP设备在开始数据传输之前建立起一个稳定…

机器的大小端存储模式

大、小端字节序 一个整形数据在内存中的存储方式是该数据的补码; 该数据本事的数据是从高地址位到低地址位的,而计算机的内存中刚好相反! 以数字10为例: 补码:0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1010 补码的十六进制…

windows10设置多个jar后台开机自启

1、window10启动多个jar包的脚本 新建一个txt文档,将以下内容复制到文档中: echo off taskkill /f /im javaw.exe //停用之前启动过的所有后台javaw程序 d: //jar包所在盘符 cd saas //jar包所在文件夹 start cmd /c "title 程序…