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[分享] 功放手册里那些被你忽略的信息

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发表于 2022-12-8 13:27:44 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 eefocus_3884713 于 2022-12-8 13:29 编辑

功放手册是做功放设计的必备工具,那手册里面到底说了哪些东西呢?有哪些信息是没有解读到的呢?今天就带你来看看功放datasheet里到底隐藏了些什么。

这是一个NXP的功放管
1.png

1.从首页大家都可以得到以下常规信息:输出功率7w,工作电压为7.5V,频率为:136-941MHz,大信号增益为:15dB,饱和效率为60%左右。

除了这些还有什么?

有个信息很容易被忽略:负载失配

我们可以看到表格里单列了这一项:在驻波比:65:1的时候,器件性能没有下降。

这个信息很关键,这个关系到我们功放的可靠性,在功放开短路的时候器件会不会有损伤,功放是否要做开短路保护。
2.png

2.上图是功放的极限条件,里面有个信息值得我们关注,热阻及结温。

结温计算公式:

TJ=TA+RθJC*PD

其中 TJ 为结温,TA 为环境温度,RθJC 为热阻(取自数据表),PD 为功耗 ,从上述表格中的数据我们可以得出

以100MHz频段为例

PD=7/0.69=10

假如我们在高温条件下工作,75°C

TJ = 75°C + (1.1C/W x 10W) = 86°C 《150°C,符合高低温条件。同时可以根据TJ计算散热器面积以及对热仿真计算。

3.png
3.电容

上表是功放的输入、输出和反向电容

输入输出电容大家都知道,功放的输入输出电容大小与功放的工作频率反相关。

我们重点讲一下CRSS-米勒电容
4.png

米勒电容会产生米勒效应,它就是一个电容的负反馈。在驱动前,Crss上是高电压,当驱动波形上升到阈值电压时,MOS管导通,d极电压急剧下降,通过Crss拉低g脚驱动电压,如果驱动功率不足,将在驱动波形的上升沿阈值电压附近留下一个阶梯;就是我们常说的功放爬坡过程中的平台效应,在设计收发切换时要考虑规避平台。

可以通过调整馈电电阻改善问题。

除了米勒效应,CRSS还决定了功放的VBW。

做功放的常说这个功放管不能做宽带,那为什么不能做宽带呢?从哪看出来的呢?就是从CRSS这里。

功放的VBW是什么?VBW在线性系统里面是比较重要是一个指标,具体就是VBW起到了限制带宽的作用。

5.png

VBW:用双音信号测试得到的交调开始急剧恶化时的双音间隔。在双音测试系统里面,定义当在工作频率点,输入双音信号,随着双音间隔的变大,当出现左右两边的IM3的幅度相差3dB的时候,此时,双音间隔就叫做VBW

解释:功放管在输出端有个CRSS的电容(内部匹配),在靠近输出的地方,由于要馈电,要等效引入一个扼交的电感,具体可以由微带或者是直接绕线电感等效,此时,对于整个系统,由于LC谐振,会在比较低的频率下产生一个谐振点,整个谐振点的频率就是VBW。
6.png

由功放的VBW产生的原因可以采取2个措施来改变VBW,具体就是CRSS和L的值,但是CRSS是功放内部的匹配改不了,我们只能改变L的值,例如,我们把L的值变小,就可以变大VBW,在实际中,比如我们本来是单电源馈电,我们改成双电源平衡馈电,可以减小L的值,因为2个电感并联就等效于L变小了,VBW就变大了。

注意一点的是每个频率都有最佳馈电电感,单路改双路馈电固然能够增加VBW,但是降低馈电电感同样会恶化EVM,所以有一些功放就是不能做宽带。
7.png
4.功放匹配设计

上图就是功放的匹配设计了,根据表格可以得到功放的输入输出阻抗,通过共轭匹配,对照手册的测试数据调整匹配设计。

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