FR2683686A1 - Amplificateur de puissance micro-ondes. - Google Patents
Amplificateur de puissance micro-ondes. Download PDFInfo
- Publication number
- FR2683686A1 FR2683686A1 FR9113731A FR9113731A FR2683686A1 FR 2683686 A1 FR2683686 A1 FR 2683686A1 FR 9113731 A FR9113731 A FR 9113731A FR 9113731 A FR9113731 A FR 9113731A FR 2683686 A1 FR2683686 A1 FR 2683686A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- transistor
- gate
- amplifier
- power amplifier
- coupling network
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims abstract description 9
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims abstract description 9
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 2
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 2
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000010295 mobile communication Methods 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
- H03F3/189—High-frequency amplifiers, e.g. radio frequency amplifiers
- H03F3/19—High-frequency amplifiers, e.g. radio frequency amplifiers with semiconductor devices only
- H03F3/193—High-frequency amplifiers, e.g. radio frequency amplifiers with semiconductor devices only with field-effect devices
- H03F3/1935—High-frequency amplifiers, e.g. radio frequency amplifiers with semiconductor devices only with field-effect devices with junction-FET devices
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microwave Amplifiers (AREA)
- Amplifiers (AREA)
Abstract
Un amplificateur comprenant un premier transistor (12) travaillant en régime de commutation, dans lequel la grille (G2) est attaquée par le signal produit par un générateur (11) d'impulsion de forme rectangulaire. Celui-ci est constitué d'un deuxième transistor (13) dont la grille (G1) est connectée à la borne d'entrée de l'amplificateur de puissance (10), et d'un réseau de couplage (15) connecté entre le drain (D1) du deuxième transistor (13) et la grille (G2) du premier transistor (12), le réseau de couplage (15) étant agencé pour former une impédance de charge essentiellement ohmique pour la fréquence fondamentale et les harmoniques impairs et former un court-circuit pour les harmoniques pairs. Cet amplificateur est utilisé notamment dans le domaine des communications par satellite.
Description
AMPLIFICATEUR DE PUISSANCE MICRO-ONDES
La présente invention est relative à l'amplification de signaux micro-ondes et elle concerne en particulier un amplificateur de puissance destiné à être utilisé pour les signaux micro-ondes ou hyperfréquences.
La présente invention est relative à l'amplification de signaux micro-ondes et elle concerne en particulier un amplificateur de puissance destiné à être utilisé pour les signaux micro-ondes ou hyperfréquences.
Dans le domaine des hyperfréquences, on utilise habituellement des amplificateurs qui fonctionnent en classe A ou en classe A/B, mais le rendement d'un étage d'amplification fonctionnant dans un tel régime est faible lorsque le transistor est amené à l'état saturé, soit environ 25 à 35 % selon la fréquence de fonctionnement.
Dans un satellite, cependant, il est important de pouvoir utiliser des amplificateurs ayant une puissance de sortie la plus élevée possible afin de réduire le poids des équipements embarqués et la consommation d'énergie. Un amplificateur utilisé en classe C possède certes un rendement en puissance plus élevé que les amplificateurs fonctionnant en classe A ou en classe
A/B. Toutefois, sa faible linéarité le rend impropre pour l'amplification d'un signal multiporteuses (c'est-à-dire un signal contenant un grand nombre de porteuses modulées chacune par un canal de données) en raison du niveau d'interférence intercanal intolérable qui découle de ce défaut de linéarité.
A/B. Toutefois, sa faible linéarité le rend impropre pour l'amplification d'un signal multiporteuses (c'est-à-dire un signal contenant un grand nombre de porteuses modulées chacune par un canal de données) en raison du niveau d'interférence intercanal intolérable qui découle de ce défaut de linéarité.
Comme alternative à l'amplificateur classe C, il a été proposé un amplificateur à contrôle d'harmoniques (HCA) qui consiste en un transistor à effet de champ dont le circuit de drain est agencé pour court-circui ter les harmoniques pairs (Iso, A. et al : "A Highly efficient, S-band, 100 W linear Ga As FE5 power amplifier for mobile communications satellites", Congrès
Aéronautique International IAF, Dresde, 6-12 octobre 1990, publication IAF 90-466). Cet amplificateur connu allie la linéarité à un rendement de drain élevé de l'ordre de 57 %.
Aéronautique International IAF, Dresde, 6-12 octobre 1990, publication IAF 90-466). Cet amplificateur connu allie la linéarité à un rendement de drain élevé de l'ordre de 57 %.
Le but de l'invention est de proposer un amplificateur de puissance qui allie un rendement de drain élevé à un rendement de gâchette amélioré.
Pour atteindre ce but, l'invention se base sur l'utilisation d'un amplificateur travaillant en commutation. En effet, il est connu qu'un amplificateur de commutation peut avoir un rendement de drain élevé.
Toutefois, pour atteindre un tel rendement de drain en hyperfréquence, il est nécessaire de résoudre un double problème 1) éviter les effets négatifs sur le rendement de gâchette, qui résultent de l'impédance d'entrée complexe et entraînent généralement une perte de puissance d'entrée qui peut atteindre 3 à 5 dB, réduisant même le gain de l'étage d'amplification à une valeur voisine de l'unité et annulant les avantages d'un rendement de drain élevé.
2) adapter le circuit de sortie pour favoriser les harmoniques impairs qui sont nécessaires pour créer un signal de forme rectangulaire.
C'est ce double problème qui est actuellement le principal facteur qui limite l'utilisation des amplificateurs de commutation en haute fréquence.
L'invention résout ce double problème par un amplifi cateur de puissance comprenant un premier transistor travaillant en régime de commutation, dans lequel la grille est attaquée par le signal produit par un générateur d'impulsion de forme rectangulaire, ledit générateur d'impulsion étant constitué d'un deuxième transistor dont la grille est connectée à la borne d'entrée de l'amplificateur de puissance, et d'un réseau de couplage connecté entre le drain du deuxième transistor et la grille du premier transistor, le réseau de couplage étant agencé pour former une impédance de charge essentiellement ohmique pour la fréquence fondamentale et les harmoniques impairs et former un court-circuit pour les harmoniques pairs.
Un amplificateur selon l'invention a l'avantage d'avoir un rendement en puissance supérieur à celui d'un amplificateur classe C ou même classe D et de pouvoir être utilisé en hyperfréquence sans être limité par les effets négatifs évoqués plus haut. De plus, on a pu observer que les performances de cet amplificateur sont peu sensibles aux variations de la tension de polarisation et aux variations de la puissance d'entrée. Enfin, grâce à son comportement en courant continu, l'amplificateur de puissance selon l'invention offre une grande fiabilité. D'autres avantages apparaîtront à la lecture de l'exposé qui suit, au cours duquel un mode de réalisation exemplaire est décrit à l'aide des dessins joints.
La figure 1 est un schéma du circuit d'un mode de réalisation exemplaire de l'amplificateur de puissance conforme à l'invention.
Les figures 2 et 3 sont des diagrammes montrant des lignes caractéristiques des deux étages de l'amplifi cateur de la figure 1.
L'amplificateur selon l'invention comprend deux étages en cascade : le premier étage consiste en un générateur d'impulsion rectangulaire 11 et le deuxième étage consiste en un transistor 12 travaillant en régime de commutation. Le générateur d'impulsion rectangulaire 11 est constitué d'un transistor à effet de champ 13 suivi d'un réseau de couplage 15 connecté entre le drain du transistor d'entrée 13 et la grille du transistor de sortie 12. Le réseau de couplage 15 est agencé pour assurer une adaptation convenable de l'impédance de charge du transistor d'entrée 13 afin que cette impédance de charge soit essentiellement ohmique pour la fréquence fondamentale f et le troisième harmonique 3f et qu'elle soit court-circuitée pour le deuxième harmonique 2f.Ce résultat est obtenu par la combinaison d'un filtre passe-haut HPF accordé sur le troisième harmonique 3f et d'un filtre passe-bas LPF accordé sur la fréquence fondamentale f. Les filtres passe-haut HPF et passe-bas LPF sont composés d'éléments inductifs et capacitifs ainsi qu'il est connu en soi, et les valeurs de ces éléments sont choisies de manière que le deuxième harmonique 2f soit courtcircuité. De cette manière, la grille G2 du transistor de sortie 12 reçoit toujours des impulsions de forme rectangulaire en dépit de l'impédance d'entrée complexe. Le transistor de puissance 12 peut ainsi travailler en commutation en évitant la surtension et les effets négatifs qui en découlent normalement. I1 en résulte un gain de grille sensiblement amélioré, ce qui contribue à l'accroissement du gain de transfert global du transistor de puissance.
La figure 2 montre des lignes caractéristiques du transistor 13 du premier étage. On observe le signal de sortie VD1 dont la forme d'onde est essentiellement rectangulaire.
I1 est vrai qu'il se produit quand même une perte de puissance sur la grille G1 par suite de la formation de l'impulsion comme illustré par les zones sombres notées 110, mais elle n'a ici que peu d'influence sur le rendement global de l'amplificateur car le niveau micro-onde est faible comparé aux niveaux de puissance du deuxième étage.
Le circuit du drain D2 du transistor 12 comprend un réseau de sortie ayant pour but de créer un signal de sortie de forme rectangulaire. Le réseau de sortie 14 est constitué d'éléments inductifs et capacitifs interconnectés de manière que l'impédance de sortie soit ohmique pour la fréquence fondamentale f et pour le troisième harmonique 3f et qu'elle soit court-circuitée pour le deuxième harmonique 2f et les autres harmoniques pairs. La valeur de la charge de sortie est choisie pour assurer une puissance de sortie maximale.
La figure 3 montre des lignes caractéristiques du transistor 12 de l'étage de sortie. On observe le signal de sortie VD2 qui a une forme d'onde relativement rectangulaire.
Claims (3)
1. Amplificateur de puissance comprenant un premier transistor (12) travaillant en régime de commutation, caractérisé en ce que la grille (G2) du transistor (12) précité est attaquée par le signal produit par un générateur (11) d'impulsion de forme rectangulaire, ledit générateur d'impulsion étant constitué d'un deuxième transistor (13) dont la grille (G1) est connectée à la borne d'entrée de l'amplificateur de puissance (10), et d'un réseau de couplage (15) connecté entre le drain (D1) du deuxième transistor (13) et la grille (G2) du premier transistor (12), le réseau de couplage (15) étant agencé pour former une impédance de charge essentiellement ohmique pour la fréquence fondamentale et les harmoniques impairs et former un court-circuit pour les harmoniques pairs.
2. Amplificateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le réseau de couplage (15) comprend un filtre passe-haut (HPF) accordé sur le troisième harmonique (3f) du signal et un filtre passe-bas (LPF) accordé sur la fréquence fondamentale (f),
3. Amplificateur selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le circuit de drain du premier transistor (12) comprend un réseau (14) formant une impédance de sortie ohmique pour la fréquence fondamentale et le troisième harmonique et un court-circuit pour les harmoniques pairs du signal de sortie.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9113731A FR2683686A1 (fr) | 1991-11-07 | 1991-11-07 | Amplificateur de puissance micro-ondes. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9113731A FR2683686A1 (fr) | 1991-11-07 | 1991-11-07 | Amplificateur de puissance micro-ondes. |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2683686A1 true FR2683686A1 (fr) | 1993-05-14 |
Family
ID=9418709
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR9113731A Withdrawn FR2683686A1 (fr) | 1991-11-07 | 1991-11-07 | Amplificateur de puissance micro-ondes. |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2683686A1 (fr) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0757434A1 (fr) * | 1995-08-01 | 1997-02-05 | Werner Dipl.-Ing. Dr. Pritzl | Amplificateur haute fréquence de puissance à haute efficacité |
| WO2006016299A1 (fr) * | 2004-08-09 | 2006-02-16 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Amplificateur integre de classe f a compensation de capacite de sortie parasite |
| WO2007091212A1 (fr) * | 2006-02-10 | 2007-08-16 | Nxp B.V. | Amplificateur de puissance |
| CN104247258A (zh) * | 2013-02-26 | 2014-12-24 | 松下电器产业株式会社 | 放大器 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3984783A (en) * | 1975-03-27 | 1976-10-05 | Motorola, Inc. | Amplifier |
| GB2075298A (en) * | 1980-05-01 | 1981-11-11 | Gte Laboratories Inc | High voltage high frequency amplifier |
| US4717884A (en) * | 1986-04-14 | 1988-01-05 | Motorola, Inc. | High efficiency RF power amplifier |
-
1991
- 1991-11-07 FR FR9113731A patent/FR2683686A1/fr not_active Withdrawn
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3984783A (en) * | 1975-03-27 | 1976-10-05 | Motorola, Inc. | Amplifier |
| GB2075298A (en) * | 1980-05-01 | 1981-11-11 | Gte Laboratories Inc | High voltage high frequency amplifier |
| US4717884A (en) * | 1986-04-14 | 1988-01-05 | Motorola, Inc. | High efficiency RF power amplifier |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 41ST CONGRESS OF THE INTERNATIONAL ASTRONAUTICAL FEDERATION 6-12 octobre 1990, pages 1-6, Dresden, DE; A. ISO et al.: "A Highly Efficient S-Band 100-W Linear GaAs FET Power Amplifier for Mobile Communications Satellites" * |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0757434A1 (fr) * | 1995-08-01 | 1997-02-05 | Werner Dipl.-Ing. Dr. Pritzl | Amplificateur haute fréquence de puissance à haute efficacité |
| AT405002B (de) * | 1995-08-01 | 1999-04-26 | Werner Dipl Ing Dr Pritzl | Vorrichtung zur verstärkung von signalen hoher leistung im hochvrequenz- und mikrowellenbereich |
| WO2006016299A1 (fr) * | 2004-08-09 | 2006-02-16 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Amplificateur integre de classe f a compensation de capacite de sortie parasite |
| WO2007091212A1 (fr) * | 2006-02-10 | 2007-08-16 | Nxp B.V. | Amplificateur de puissance |
| US7920029B2 (en) | 2006-02-10 | 2011-04-05 | Nxp B.V. | Power amplifier |
| CN101379696B (zh) * | 2006-02-10 | 2011-08-03 | Nxp股份有限公司 | 功率放大器 |
| CN104247258A (zh) * | 2013-02-26 | 2014-12-24 | 松下电器产业株式会社 | 放大器 |
| CN104247258B (zh) * | 2013-02-26 | 2017-06-23 | 松下电器产业株式会社 | 放大器 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1214780B1 (fr) | Emetteur de signaux radioelectriques modules a polarisation d'amplification auto-adaptee | |
| FR2819064A1 (fr) | Regulateur de tension a stabilite amelioree | |
| FR2916108A1 (fr) | Amplificateur de puissance a haute frequence | |
| EP0737003B1 (fr) | Amplificateur de lecture de registre CCD | |
| EP0549043B1 (fr) | Circuit intégré comprenant un amplificateur à gain variable | |
| FR2683686A1 (fr) | Amplificateur de puissance micro-ondes. | |
| EP0133080B1 (fr) | Quadrupôle d'adaptation, indépendante de la fréquence de fonctionennement, d'une réactance, et amplificateur à ondes progressives utilisant un tel quadrupôle | |
| FR2737065A1 (fr) | Dispositif semiconducteur incluant un amplificateur de puissance et appareil de telecommunication mobile incluant un tel dispositif semiconducteur | |
| FR2507846A1 (fr) | Perfectionnement a un recepteur sans fil | |
| EP0022015A1 (fr) | Dispositif amplificateur et procédé d'amplification pour audio-fréquences | |
| EP2182631A2 (fr) | Cellule amplificatrice hyperfréquences large bande à gain variable et amplificateur comportant une telle cellule | |
| EP2543136B1 (fr) | Convertisseur courant-tension à réflecteur de courant, étage d'entrée d'un amplificateur et amplificateur correspondant | |
| EP0372643B1 (fr) | Dispositif semiconducteur intégré comprenant un étage amplificateur de puissance en hyperfréquences | |
| EP1251634A1 (fr) | Etage de transconductance et dispositif de communication par voie hertzienne equipé d'un tel étage | |
| WO2007006984A2 (fr) | Dispositif de commande d'un transistor haute tension, en particulier un transistor mos d'un generateur haute tension radio-frequence pour l'allumage commande d'un moteur a combustion interne | |
| EP1806842B1 (fr) | Circuit de filtrage à transconductance, en particulier pour un téléphone cellulaire | |
| EP1303909B1 (fr) | Circuit electronique de conversion d'un signal et amplificateur integrant ledit circuit | |
| EP0645884A1 (fr) | Chaîne d'amplification en mode de courant, amplificateur opérationnel, cellule de gain et élément d'amplification correspondants | |
| FR3030940A1 (fr) | Chaine d'amplification du type dispositif de plot de gain amelioree | |
| FR2597680A1 (fr) | Dispositif semiconducteur incluant un circuit amplificateur-melangeur distribue. | |
| FR3048315B1 (fr) | Convertisseur courant-tension, etage d'entree d'un amplificateur et amplificateur correspondant. | |
| FR2619972A1 (fr) | Etage amplificateur differentiel et configurations de circuits utilisant un tel etage | |
| FR2771226A1 (fr) | Amplificateur hyperfrequence a large bande | |
| WO2023144200A1 (fr) | Amplificateur audio haute performance | |
| FR2507839A1 (fr) | Circuit pour le pilotage de l'interrupteur de decoupage present dans les convertisseurs de tension |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |