企业网站如何优化排名,阳江房产网二手房林夏婷经纪人,济南搜到网络推广公司,wordpress主机安装教程浅谈连续逆F类的基础理论 各种逆类型的功放好像都少引人关注#xff0c;因为很多人学完正的连续B/J类和连续F类#xff0c;想当然的类推到了连续逆F类上面去。貌似连续逆F类就是连续F类的电压电流交换一下而已#xff0c;无需额外的注意#xff0c;实际并非那么简单的。 浅…浅谈连续逆F类的基础理论 各种逆类型的功放好像都少引人关注因为很多人学完正的连续B/J类和连续F类想当然的类推到了连续逆F类上面去。貌似连续逆F类就是连续F类的电压电流交换一下而已无需额外的注意实际并非那么简单的。 浅谈连续逆F类的基础理论 浅谈连续逆F类的基础理论1、连续逆F类的波形2、连续逆F类和最佳B类阻抗Ropt的复杂关联3、同输出功率下的连续逆F类(在中心处)和B类阻抗关系 1、连续逆F类的波形 貌似连续逆F类就是连续F类的电压电流交换一下而已实际并非那么简单对于功率放大器电流和电压波形都有着不同的约束条件。一般来说我们十分熟悉连续F类的波形表达式(The continuous class-f mode power amplifier) V C F ( 1 − 2 3 cos ⁡ θ ) 2 ⋅ ( 1 1 3 cos ⁡ θ ) ⋅ ( 1 − γ sin ⁡ θ ) I C F 1 π 1 2 cos ⁡ θ 2 3 π cos ⁡ ( 2 θ ) \begin{aligned} \begin{aligned}V_{CF}\left(1-\frac{2}{\sqrt{3}}\cos\theta\right)^2\cdot\left(1\frac{1}{\sqrt{3}}\cos\theta\right)\cdot(1-\gamma\sin\theta)\end{aligned} \\ \begin{aligned}I_{CF}\frac1\pi\frac12\cos\theta\frac2{3\pi}\cos(2\theta)\end{aligned} \end{aligned} ​VCF​​(1−3 ​2​cosθ)2⋅(13 ​1​cosθ)⋅(1−γsinθ)​ICF​​π1​21​cosθ3π2​cos(2θ)​​ 画出来一个特例此处选F类画出来 对于这样的波形其电压、电流都有一定的特点。 1、电压波形必须大于等于0这是由于晶体管的固有限制 2、电流波形一般可以小于0 3、F类电流波形应为理想的峰值归一化半正弦波其峰值为1、最小值为0但是由于此处考虑到三次谐波峰值略大于1最小值略小于0。 使用代码观察连续F类的特点 v_CF(1-2/sqrt(3)*cosd(theta)).^2.*(11/sqrt(3)*cosd(theta)); i_CF1/pi1/2*cosd(theta)2/(3*pi)*cosd(2*theta); figure plot(theta,v_CF) hold on plot(theta,i_CF) legend(v,i) title(Class-F) disp([三次谐波C-F类电压最小值为,num2str(min(v_CF))]) disp([三次谐波C-F类电流最小值为,num2str(min(i_CF))]) disp([三次谐波C-F类电流最大值为,num2str(max(i_CF))])那么显然连续逆F无法简单使用连续F类的电流波形作为其电压波形因为PA的电压波形一定要大于0的。事实上逆F自从提出时就有自己的电压电流公式(Exploring the Design Space for Broadband PAs using the Novel “Continuous Inverse Class-F Mode”、“Design of Broadband Highly Efficient Harmonic-Tuned Power Amplifier Using In-Band Continuous Class-F F-1 Mode Transferring” ) 连续逆F是在其基础上乘以了一个连续因子 因此连续逆F类的电压波形不是连续F类的电流波形连续逆F类的电流波形也不是连续F类的电压波形大家需要进行区分。当然逆F的电压波形也满足最小值大于等于0的条件可以使用下面代码进行验证 theta0:1:719; iDC0.37;i10.43;i20;i30.06; deta-1:0.2:1;for ind1:1:length(deta)i_IF(ind,:)(iDC-i1*cosd(theta)i2*cosd(2*theta)i3*cosd(3*theta)).*(1-deta(ind)*sind(theta)); end v_IF12/sqrt(2)*cosd(theta)1/2*cosd(2*theta); eta2*i1*2/sqrt(2)/(2*iDC*2);disp([三次谐波C-IF类电压最小值为,num2str(min(v_IF))]) disp([三次谐波C-IF类电流最小值为,num2str(min(i_IF))]) disp([三次谐波C-IF类电流最大值为,num2str(max(i_IF))]) 2、连续逆F类和最佳B类阻抗Ropt的复杂关联 大家在研究各种功放模式的时候一定避不开最佳基本阻抗Ropt实际上这是管子工作在B类饱和时的最佳阻抗一般选这个作为参考标准Ropt的计算公式为 R o p t V d c − V k n e e I p e a k 2 R_\mathrm{opt}\frac{V_\mathrm{dc}-V_\mathrm{knee}}{\frac{I_\mathrm{peak}}2} Ropt​2Ipeak​​Vdc​−Vknee​​ 为什么要使用这个参考呢其中的重要因素在于 I p e a k I_\mathrm{peak} Ipeak​是为了让晶体管工作在电流饱和的状态使得电流达到晶体管的标称峰值。为了方便计算各种模式关于Ropt的阻抗经常对电流使用峰值归一化如B类、F类等等他们的电流的直流分量不是1但是峰值是1。 例如C-B/J类的 I B ( θ ) I J ( θ ) 1 π 1 2 cos ⁡ ( θ ) 2 3 π cos ⁡ ( 2 θ ) V B ( θ ) ( 1 − cos ⁡ ( θ ) ) \begin{aligned}I_B(\theta)I_J(\theta)\frac1\pi\frac12\cos(\theta)\frac2{3\pi}\cos(2\theta)\\V_B(\theta)(1-\cos(\theta))\end{aligned} ​IB​(θ)IJ​(θ)π1​21​cos(θ)3π2​cos(2θ)VB​(θ)(1−cos(θ))​ 那么对于连续逆F类其如何使用最佳基波阻抗Ropt或其倒数Gopt对其进行表述呢一个大的问题是其电流波形的峰值并不固定 实际上作者在提出逆F的时候就考虑了这一点因此连续逆F类的电流波形的峰值是在1附近波动而不是强行峰值归一化到1这也是无奈之举谁叫拓展的就是电流呢。。。 使用Matlab编程也可以得到其电流峰值随自由因子的变化关系 很巧如果对各个自由度下的电流波形的最大值求均值那么结果约等于1这也是连续逆F类的电流波形系数确定的原因之一。 结论就是虽然连续逆F类电流波形峰值变化但是其均值是在1附近因此直接使用原式子进行计算Gopt的系数即可默认已经电流峰值归一化了。上面的画图和数据显示代码 close all clear clctheta0:1:719; iDC0.37;i10.43;i20;i30.06; deta-1:0.2:1;for ind1:1:length(deta)i_IF(ind,:)(iDC-i1*cosd(theta)i2*cosd(2*theta)i3*cosd(3*theta)).*(1-deta(ind)*sind(theta)); end v_IF12/sqrt(2)*cosd(theta)1/2*cosd(2*theta); eta2*i1*2/sqrt(2)/(2*iDC*2);disp([三次谐波C-IF类电压最小值为,num2str(min(v_IF))]) disp([三次谐波C-IF类电流最小值为,num2str(min(i_IF))]) disp([三次谐波C-IF类电流最大值为,num2str(max(i_IF))]) disp([IF的效率,num2str(eta)])figure plot(theta,v_IF) hold on plot(theta,i_IF) legend(v); title(Class-IF)众所周知连续逆F类的基波阻抗空间的导纳不变使用Gopt进行表述 { Y 1 f , C − F − 1 ( 0.43 2 j 0.37 2 γ ) G o p t Y 2 f , C − F − 1 − j 0.98 2 γ G o p t Y 3 f ; C − F − 1 ∞ G o p t 1 / R o p t \begin{cases}Y_{1f,C-F^{-1}}\left(0.43\sqrt{2}j0.37\sqrt{2}\gamma\right)G_{opt}\\Y_{2f,C-F^{-1}}-j0.98\sqrt{2}\gamma G_{opt}\\Y_{3f;C-F^{-1}}\infty\\G_{opt}1/R_{opt}\end{cases} ⎩ ⎨ ⎧​Y1f,C−F−1​(0.432 ​j0.372 ​γ)Gopt​Y2f,C−F−1​−j0.982 ​γGopt​Y3f;C−F−1​∞Gopt​1/Ropt​​ 在归一化导纳为Gopt的图中其曲线为 3、同输出功率下的连续逆F类(在中心处)和B类阻抗关系 Continuous Class-J/F−1 Mode Asymmetrical Doherty Power Amplifier With Extended Bandwidth and Enhanced Efficiency中有这么一个式子 就是如果要输出同样的功率逆F类的阻抗要是B类的两倍。当时一直不清楚如何得来。要假定输出同样的功率我们可以先进行直流的归一化这样可以让输入的功率相等。然后再次使用阻抗的计算公式进行计算 Z 1 f − a V , 1 j b V , 1 a I , 1 j b I , 1 Z_{1f}-\frac{a_{V,1}jb_{V,1}}{a_{I,1}jb_{I,1}} Z1f​−aI,1​jbI,1​aV,1​jbV,1​​ 计算得出的B类直流归一化阻抗和逆F类直流归一化阻抗为计算代码之后给出 但是直流归一化下其输入功率相等输出功率却不一致B类效率为78.54%但是逆F类的理论效率是81.85%。因此如果要让B类输出与逆F类相同其阻抗需要减少一定值在原来的基础上乘以78.54/81.85即可最终得到结果为 可以看到确实近似是两倍的关系。 也就是如果连续逆F和连续B/J要输出同样的功率其在Smith的曲线应该是这样的中心阻抗差两倍具体位置和直流量相关 代码 close all clear clctheta0:1:719; iDC0.37;i10.43;i20;i30.06; deta-1:0.2:1;for ind1:1:length(deta)i_IF(ind,:)(iDC-i1*cosd(theta)i2*cosd(2*theta)i3*cosd(3*theta)).*(1-deta(ind)*sind(theta)); end v_IF12/sqrt(2)*cosd(theta)1/2*cosd(2*theta); eta2*i1*2/sqrt(2)/(2*iDC*2);disp([三次谐波C-IF类电压最小值为,num2str(min(v_IF))]) disp([三次谐波C-IF类电流最小值为,num2str(min(i_IF))]) disp([三次谐波C-IF类电流最大值为,num2str(max(i_IF))]) disp([IF的效率,num2str(eta)])figure plot(theta,v_IF) hold on plot(theta,i_IF) legend(v); title(Class-IF)i_B1/pi1/2*cosd(theta)2/(3*pi)*cosd(2*theta); v_B1-cosd(theta); figure plot(theta,v_B) hold on plot(theta,i_B) legend(v,i) title(Class-B)disp([IF的Ropt阻抗系数,num2str(2/sqrt(2)/i1)]) disp([B的Ropt阻抗系数,num2str(1/(1/2))])disp([IF的直流归一化Rdc阻抗系数,num2str(iDC*2/sqrt(2)/i1)]) disp([B的直流归一化Rdc阻抗系数,num2str(1/(pi/2))])disp([同功率输出下B类系数,num2str(pi/4/eta/(pi/2))])