功率放大器的問題解答

01

功放或者LNA的輸出回損S22參數(shù)有什么意義呢？

Q：請教一下，功放或者LNA的輸出回損S22參數(shù)有什么意義呢？它信號鏈路是單向的，S22的好壞具體有什么影響？

A：影響不大，一般也不怎么關(guān)注S22。

Q：就是我看好多功放及LNA都會標(biāo)這個指標(biāo)。

A：PA重點以loadline調(diào)試為主，即把load阻抗從50ohm調(diào)到PA管合適的阻抗，這個匹配網(wǎng)絡(luò)就是單向的，這樣輸出的S22一般就不會照顧到，特別是PA管的loadline壓得很低的話，S22就不知道飄到哪去了。

Q：多謝大俠解答。

02

關(guān)于功率放大器（PA）增益和輸入功率調(diào)整的討論

Q：請教下各位大佬：實際使用時PA增益是固定的三個檔位嗎，想要達到輸出目標(biāo)功率只能調(diào)節(jié)PA輸入端的功率嗎？

A：PA的飽和功率回退完在你期望的值里嗎？

Q：在。

A：移動終端用的線性PA的話PA的增益大多是定的。就調(diào)輸入功率試試吧。Vref不一樣也可能有差異。

Q：，感謝感謝。

03

討論放大器二次諧波問題及供電偏置電路的影響

Q：請教一下各位大佬，如果一個板級電路中，放大器的二次諧波比較大，調(diào)整它的供電偏置電路能改善二次諧波嗎？除了讓放大器工作在線性區(qū)還有其他好的改善方法嗎？

A：要看你匹配結(jié)構(gòu)，有些人偏置電路那顆電容參與匹配，可以控諧波。

Q：那個偏置電路中的電容參與匹配是指對器件本身的匹配？

A：功放輸出匹配。

Q：好的，謝謝！

04

ADS軟件中仿真與實際布局仿真差異問題討論

Q：請教一下，為什么用ads在layout里面仿真有效果，然后導(dǎo)出為元件之后就不行了呢？

A：你這個回損接近0 都快反射完了。

Q：但是我在電路里面仿真的是S21啊。

不應(yīng)該和這個差不多嗎。

A：X1換成em model試試。

Q：這個在哪里設(shè)置呀，我這個是新版的，和老版的不太一樣，我看的教程還是老版的，沒找到這個設(shè)置。

A：在這里：

Q：哦哦好的，果然解決了！這是為什么？可以請教下嗎？

A：抱歉，我也是初學(xué)者 只知道聯(lián)合仿真得用em model 具體為啥還得請教群里大佬解答。

Q：好的好的，我這個教程里沒提到這個，感謝幫助，可以問下你是怎么學(xué)的嗎？我在zlib找到的資料好像都是老版本的。

A：資料是ADS2011嗎？

Q：13年的書，但是ads版本沒說，應(yīng)該還比較老。

A：差不多吧，邏輯沒變，界面還是有改動。

Q：是的，主要是書上的有些功能新版沒有了，不知道在哪里找，所以會麻煩一些。

A：“哦哦好的，果然解決了！這是為什么？可以請教下嗎？” 建立一個映射關(guān)系，將EM仿真模型映射到layout symbol中。

Q：好的，感謝大佬。

05 高頻電磁場仿真中介質(zhì)層電長度較小時的網(wǎng)格劃分策略

Q：大家用cst或者hfss仿真的時候，如果介質(zhì)層的電長度很小，比如0.001波長厚度的介質(zhì)，應(yīng)該怎么仿真才能保證精度夠呢？

A：cst你就建一個meshbox和control items剖分細一點，hfss不是特別清楚 一般是自適應(yīng)網(wǎng)格。

Q：一般一層介質(zhì)需要多少網(wǎng)格呢？三層網(wǎng)格夠不夠？

A：至少兩個 但是網(wǎng)格線要和邊界面重合，不要出現(xiàn)網(wǎng)格包含多個介質(zhì)情況。

Q：嗯嗯好的，感謝。

A：CST T求解器里面的自適應(yīng)網(wǎng)格選項選上可以不用人為干預(yù)。

A：有些強耦合區(qū)域還是要故意剖細一點。

Q：嗯嗯是的，自適應(yīng)有時候效果不太好。

06

N9020A IQ數(shù)據(jù)分析及轉(zhuǎn)換問題探討

Q：請問一下，有人知道為什么是德的信號分析儀（N9020A） IQ分析模式下導(dǎo)出來的csv數(shù)據(jù)，第一列的IQ數(shù)據(jù)為什么我?guī)牍睫D(zhuǎn)化成dbm單位和信號分析儀自身顯示出來的dBm單位的曲線數(shù)據(jù)，每個對應(yīng)點都固定相差3dB呢？

A：?如果是比儀表的大3dB，也許是iq數(shù)據(jù)沒有做rms處理？

Q：你好，感謝回復(fù)。這是我參照的轉(zhuǎn)換計算公式，I數(shù)據(jù)和Q數(shù)據(jù)分別是3001個點，通過該計算公式得到的圖形，與頻譜顯示的圖形完全一致，只是幅值整體低約3.01db。源信號是經(jīng)過IQ數(shù)字調(diào)制得到的的占空比0.1的脈沖信號。
請問您指的對iq數(shù)據(jù)進行rms處理具體是怎樣操作？

A：就是圖中IQmag的位置。功率和幅度類似，也分Peak和RMS兩種，儀表默認(rèn)基本都是后者，所以區(qū)別就是RMS功率計算上這個IQmag需要除以sqrt(2)

Q：明白了，感謝解惑

07

怎么判斷A類還是AB類的靜態(tài)工作點？

Q：有沒有大佬，知道怎么判斷A類還是AB類的靜態(tài)工作點？

A：可以直接看datasheet

Q：但我把掃描的電流變了之后，我這個交流線也不一樣，導(dǎo)致我兩次選擇的靜態(tài)工作點，這個電流差的很大。就通過數(shù)據(jù)手冊 查這個圖嗎，然后根據(jù)數(shù)據(jù)手冊的這個圖，確定嗎？

A：什么類，你要看transfer curve啊，實際的loadline也不會呈現(xiàn)這種趨勢。

Q：沒太明白，實際的 loadline 應(yīng)該怎么確定呢？

A：諧波平衡可以畫，ids vs vds，要在射頻激勵下，推到psat。

A：可以參考一下：

Q：就我不太了解這個掃描這個電流的時候，怎么確定這個掃描的范圍。不同的范圍畫出來的負載線，對應(yīng)的靜態(tài)電流不一樣。

我不是應(yīng)該首先確定我靜態(tài)的工作點，再去考慮大信號的問題嗎？

A：因為這個只是管子模型，要看手冊上的支持的電流是從哪到哪，在ADS里你可以在任意設(shè)置掃描區(qū)間，但設(shè)置范圍應(yīng)該符合實際，要參考datasheet給出的區(qū)間。

Q：數(shù)據(jù)手冊這個電流沒發(fā)現(xiàn)過，因為這個區(qū)間是根據(jù)管子的大小定的。

A：是不是給了推薦電壓或者電流，仔細看一下。

Q：我們這個電壓電流，都需要根據(jù)自己的設(shè)計要求定的。

A：Ice取不同，導(dǎo)通角也不一樣，最后的性能表現(xiàn)也不一樣。

Q：這個肯定，但剛開始設(shè)計的時候，對于不同的類型，需要一個大概的靜態(tài)電流參考范圍。

A：你看看如果ice開太低是不是會有增益擴張，容易出現(xiàn)淺c類的特點，要盡量避免吧。

A：肯定是要根據(jù)情況改的，很正常，手冊給的是推薦電壓，你再根據(jù)你的情況改，如果你想做AB試試往下調(diào)節(jié)，m1。

Q：我這張圖的話，a 類點就變成 m1 和 m2 之間了，而上一圖的話，m1 是 a 類點

A：不要看圖，我說了模型是超出實際范圍的，要看手冊給的數(shù)據(jù)，模型只是仿真用得到，掃描范圍如果繼續(xù)擴大，不又變了嗎？這個不是準(zhǔn)的。

Q：?這個咋搞出來的。

A：pdk自帶的example。

Q：感謝感謝，感謝兩位，我多去看看這個數(shù)據(jù)手冊。

A：我認(rèn)為是最好用小信號測靜態(tài)點，然后用大信號可以看看實際效果如何，看看電路在大信號下是否會出現(xiàn)非線性失真、飽和，再看看波形如何。

08

為什么原理圖仿真和聯(lián)調(diào)的性能差距特別大？

Q：大佬們，原理圖仿真和聯(lián)調(diào)的性能差距特別大，可能是什么原因造成的？

A：和什么聯(lián)調(diào)？啥性能差距大？

Q：版圖聯(lián)調(diào)，都大，s11，s21，nf。電路仿真s11在-10以下，到了版圖聯(lián)合仿真，就跑到-5去了。

A：看下直流對齊沒。

Q：對齊了，一般情況是不是不會有這么大的差距。

A：是啥頻率的呀？

Q：11-15GHz。

A：那應(yīng)該差距不大一般不會這么大差距 ，檢查下tb吧。

Q：我再仔細檢查檢查吧？

A：或者看一下節(jié)點間哪些版圖寄生比較大在前仿真代入該寄生看能否對齊。

Q：嗯嗯，謝謝。

09

雙音間隔越大，imd3值是越大還是越?。?/strong>

Q：大佬們，問個問題，雙音間隔越大，imd3值是越大還是越小？

A：取決于你的基帶阻抗，具體看J C Pedro教授的文章，Impact of the Input Baseband Impedance on the Instantaneous Bandwidth of Wideband Power Amplifiers。

Q：好的好的感謝感謝。

10

電源到地電容對PA增益和輸出功率影響的討論

Q：請問下各位群友，有沒有遇到過電源到地的decap電容如果加得多一點，PA的增益和輸出功率反而往下降的情況呀？

A：加多了諧振坑壓到PA帶內(nèi)去了吧。

Q：可是這是從電源到地的decap，為什么會影響諧振呢？

A：電源到地也有一個諧振阻抗，電容和寄生電感引起，相當(dāng)于你的放大管加了源極退化電阻。

Q：那這種諧振應(yīng)該算是串聯(lián)諧振吧？那豈不是越諧振，阻抗越小，VDD到GND的阻抗越小，然后VDD越穩(wěn)定，對PA的性能越好嗎？

A：對地電容有具體數(shù)值嗎？功放什么頻率？

Q：因為是片內(nèi)的，所以也不太清楚具體數(shù)值，然后放大器是2G多的，頻率也不高的感覺。

A：可以看小信號S21，是不是靠近主頻有小凹坑。

Q：看不了，因為是個系統(tǒng)，PA前還有很多模塊的。

A：那看2G前后200MHz的頻率點，是不是中間點增益低，兩邊增益高。

A：不能簡單的看錯串聯(lián)諧振，且片外濾波電容也有諧振。

Q：那這種怎么去影響PA的增益和輸出功率的呢？

A：剛說了啊，其他群友也說的是這個意思。

A：估計是cap電容值太小了，pf級別的。

Q：好的，謝謝大家。

注釋：文章轉(zhuǎn)自 慧智微電子 公眾號