1. Diseño de circuito de polarización para diseño de amplificador de potencia de RF
En el proceso de diseño de amplificadores de potencia de RF, el diseño del circuito de polarización es una parte muy importante.
En el diseño general, el requisito de diseño del circuito de polarización es aislar la interferencia de la señal de radiofrecuencia a la fuente de alimentación, por lo que a menudo se usa una línea de un cuarto de longitud de onda para el diseño.
El proceso específico consiste en utilizar primero un condensador para cortocircuitar la señal de RF a tierra y luego conectar una línea de un cuarto de longitud de onda para cambiar la impedancia, abriendo así la señal de RF y utilizando así una alta impedancia para evitar que la señal de RF entre en la fuente de alimentación.
Sin embargo, a menudo hay algunos problemas en la forma de usar capacitores para abrir el circuito. En primer lugar, los capacitores son dispositivos que deben soldarse y la ubicación de la soldadura afectará el rendimiento del equipo. En segundo lugar, los capacitores tienen una frecuencia de resonancia fija. A menudo, es problemático elegir un capacitor de alta frecuencia adecuado.
Aquí se utilizan líneas microstrip en forma de abanico para el diseño ( las líneas microstrip en forma de sector son equivalentes a la capacitancia de tierra ).
1 Requisitos de diseño
El amplificador de potencia de clase F está diseñado aquí para diseñar un circuito de polarización, que debe ser un circuito abierto para la onda fundamental y los armónicos impares, y un cortocircuito para los armónicos pares. En términos generales, el circuito de polarización del amplificador de potencia Clase F también se puede utilizar en el circuito de diseño general del amplificador de potencia, y sus requisitos específicos son los siguientes: Frecuencia
central: 2,4 GHz
onda fundamental a tierra circuito abierto: onda fundamental a tierra impedancia > 10000 ohmios,
segundo armónico a tierra cortocircuito: segundo armónico a tierra impedancia < 1 ohm, tercer armónico a tierra circuito
abierto aproximado: tercer armónico a tierra impedancia > 200 ohmios,
no afecta el paso de la onda fundamental
2 diseño esquemático
Diseñe de acuerdo con el diagrama estructural de la parte teórica inicial y construya el siguiente diagrama esquemático del circuito:
TL2 es una línea de un cuarto de longitud de onda, y dos líneas microstrip en forma de abanico funcionan en la frecuencia fundamental y la frecuencia del segundo armónico respectivamente, de modo que la onda fundamental y el tercer armónico del puerto 1 están abiertos y el segundo armónico está en cortocircuito. El circuito se simula y ajusta, y se obtienen los siguientes resultados:
como se puede ver en la figura anterior, la simulación del diagrama esquemático puede cumplir básicamente con los requisitos de diseño y la simulación del diseño se realiza en él.
3 simulación de diseño
Aquí se utiliza la placa Rogers4350B y sus parámetros son 3,66 y 0,0037. Configúrelo razonablemente y agregue puertos relevantes para construir el siguiente diagrama esquemático: Genere el diagrama de la placa de circuito en este programa, y se verá así después de la generación: Establezca el diseño de este diseño. Los detalles específicos no se describirán en detalle. Los parámetros básicos son los siguientes: Después de todas las configuraciones, haga clic en el botón de simulación para
simular
el
diseño
.
4 Cosimulación de diseño
Cree un nuevo diagrama esquemático para la prueba de cosimulación de diseño, inserte el símbolo generado anteriormente y los controles relacionados:
elija usar emModel como datos de simulación:
Después de configurar los parámetros de barrido de frecuencia, haga clic en el botón de simulación para simular y obtener los siguientes resultados:
Se puede ver a partir de esto que el circuito de polarización diseñado funciona bien y puede cumplir con los requisitos, pero en la mayoría de los casos los resultados de la simulación esquemática no son consistentes con los resultados de la simulación del diseño y se requiere un ajuste fino.
Por ejemplo, la frecuencia central de los resultados de la simulación del diseño se desplaza de 100 MHz a 2,5 Ghz, luego necesito ajustar los resultados de la simulación esquemática a 2,3 Ghz al diseñar el diagrama esquemático, de modo que sea más probable obtener resultados de 2,4 Ghz durante la simulación del diseño.