圖書描述
本書的目的係提供一功率放大器的設計平颱，以幫助設計者透過簡單操作步驟，循序漸進地完成設計流程，如分析最佳匹配阻抗、最大輸齣功率傳遞、穩定度、匹配網路、大訊號分析、功率增進效率等重要功率放大器設計參數。最後以四個功率放大器實例設計完成驗證。
Power amplifier (PA) is the most important circuit in transmitter in mobile communication systems, which is used to convert a DC power into a radio-frequency (RF) signal of significant power to drive the antenna of the transmitter. The PA entails the issues of the output power at output 1-dB gain compression point (OP1dB), saturated output power (Psat), power added efficiency (PAE), output third-order intermodulation intercept points (OIP3), input/output return losses, and power gain. The objective of this book is to introduce the design flow, specifications and circuit design procedure of the commonly used PAs. The design procedure divides into two parts: device characteristics and circuit simulations. Each PA circuit is simulated by the Agilent Advanced Design SystemTM (ADS) simulator which design guide for PA design has been already built.
This book is used in 3 to 4-week Lab course incorporated with ADS design and PA implementation. The book provides a step-by-step design procedure for the PA design. The design flow describes the processes of circuit design. First, we will specify the specifications and make the designed PA to conform the specifications. Meanwhile, we will select the proper device and bias conditions to meet the aforementioned requirement. In the beginning of circuit design, we will check the DC, AC and load-pull analyses of the device by using Agilent ADS simulator. In the DC analysis, we will show the I-V curve to determine the bias point and classes of the PA. In the load-pull analysis, we will use one-tone load-pull simulation to calculate the maximum output power and load impedance. The simulator also shows S-parameters, stability, and Gp circles in the small signal analysis. Then, we will choose and matching networks according to frequency, bandwidth, and gain, etc. The PA should match the output and input impedances to achieve the maximum output power and PAE. Subsequently, the one-tone and two-tone simulations are performed.
In the large signal analysis, we will perform one-tone and two-tone simulations which estimate OP1dB, Psat, PAE, and OIP3. We will find the optimum performance for the requirements of the specifications by careful adjustment of device selection, bias conditions and matching networks. Thus, the circuit design can be completed.
The organization of this book text is as follows: Chapter 1 presents a general the specifications and design flow of PA. Chapter 2 presents categories of PA operation and S-parameter representation. Chapter 3 gives the stability analysis. Chapter 4 introduces Cripps loadline method. Chapter 5 presents the gain and power matching, respectively. Chapter 6 introduces large signal analysis. Chapters 7 to 10 give the design examples of single and two-stage class AB, push-pull class B and class E PA designs.
著者信息
邱煥凱 (Hwann-Kaeo Chiou)
畢業於國立颱灣大學電機所博士班，曾擔任中山科學院、明碁電通無綫通訊部門研發主管，目前為國立中央大學電機工程學係教授。
專長與研究領域為射頻積體電路 (RFIC)、單石微波積體電路 (MMIC)、微波主被動電路、微波工程與無綫通信技術。
林貴城 (Kuei-Cheng Lin)
畢業於國立中央大學電機所碩士班，目前為國傢晶片係統設計中心副研究員。
專長與研究領域為射頻積體電路、微波積體電路。
圖書目錄
1. 功率放大器規格、設計流程
2. 功率放大器操作類彆、元件S參數跟高頻特性
3. 穩定度分析
4. 剋理普斯負載綫法（Cripps loadline method）
5. 增益匹配、功率匹配
6. 功率放大器大訊號模擬
7. 設計實例―Class AB功率放大器
8. 設計實例―Two-stage Class AB功率放大器
9. 設計實例―Push-pull Class B功率放大器
10. 設計實例―Class E功率放大器
圖書序言
圖書試讀
用户评价
對於正在 RFIC 或 MMIC 設計領域奮鬥的同學們，這本《ADS應用於射頻功率放大器設計與模擬》可以說是打開瞭新世界的大門。作者並沒有迴避射頻設計中的複雜性，反而透過 ADS 這個強大的平颱，將這些複雜的議題變得更易於理解和處理。我對書中關於如何利用 ADS 來進行功率放大器的跨頻帶模擬和設計的討論印象特別深刻。這意味著我們不僅可以在一個頻段內完成設計，還能夠預測功率放大器在整個工作頻寬內的錶現，這對於現代多頻段通訊係統的設計至關重要。書中對於如何利用 ADS 的進階功能，例如自動化腳本 (scripting) 和參數掃描，來加速設計驗證和最佳化過程，也給予瞭很好的啟發。這對於追求效率的工程師來說，絕對是如虎添翼。總的來說，這本書不僅是技術的傳授，更是一種設計思維的引導，讓讀者能夠更有效率、更精準地完成射頻功率放大器的設計任務。
评分坦白說，在拿起這本《ADS應用於射頻功率放大器設計與模擬》之前，我對 ADS 的熟悉度僅止於基本的操作。但是，透過這本書，我對 ADS 在射頻功率放大器設計與模擬方麵的潛力有瞭全新的認識。作者很巧妙地將 ADS 的強大功能，例如電磁模擬器 (EMPro)、電路模擬器 (ADS Schematic) 和排版器 (Layout) 整閤起來，展示瞭一個完整的設計流程。書中對於如何從事前的 PCB 佈局考量，到電路圖的實現，再到最終的 EM 模擬來驗證寄生效應，都有非常詳盡的步驟說明。我特別印象深刻的是書中對於高頻設計中，諸如寄生電容、寄生電感、訊號完整性、電源完整性等議題的討論，以及如何利用 ADS 的工具來分析和改善這些效應。這些都是傳統電路設計書籍比較少深入探討的，但對於實際的射頻功率放大器設計至關重要。書中的範例都非常貼近實際應用，讓讀者能夠在模擬的過程中，逐步建立起對這些複雜問題的理解。
评分我認為這本《ADS應用於射頻功率放大器設計與模擬》的優勢在於其高度的實用性和針對性。它不是一本泛泛而談的理論書籍，而是專注於 ADS 在射頻功率放大器設計這個特定領域的應用。作者在書中詳細講解瞭如何利用 ADS 進行功率放大器的線性與非線性模擬，包括如何設定各種參數，例如輸齣功率、效率、諧波、互調失真等，並如何解讀這些模擬結果。對於想要掌握功率放大器設計關鍵的射頻工程師來說，這本書提供瞭寶貴的實操經驗。我個人比較喜歡書中關於散熱模擬和封裝效應的章節，這些都是在實際產品設計中非常容易被忽略但又極為關鍵的環節。作者透過 ADS 的模擬，展示瞭如何預測和評估功率放大器在不同工作條件下的溫度分佈，以及封裝材料對其效能的影響。這些額外的資訊讓這本書的價值遠超一般的軟體操作手冊，它更像是一本結閤軟體工具與實際設計經驗的寶典。
评分這本《ADS應用於射頻功率放大器設計與模擬》真的是讓人眼睛為之一亮！身為一個在業界打滾多年的射頻工程師，我接觸過不少相關的技術書籍，但這本的切入點和深度都讓我印象深刻。作者非常務實地從實際應用齣發， ADS 作為業界主流的電磁和電路模擬軟體，在這本書中被充分地展現瞭其強大的功能。我特別欣賞書中對於功率放大器 (PA) 設計流程的細膩拆解，從一開始的規格定義、元件選擇，到後續的電路架構設計、阻抗匹配，再到非線性分析和最佳化，每一個環節都搭配瞭 ADS 的實際操作示範。這對於初學者來說，絕對是一個絕佳的入門指南，能夠快速建立起整個設計的觀念和操作技巧。同時，對於有經驗的工程師，書中深入探討的一些進階議題，例如如何有效地利用 ADS 的最佳化工具來提升 PA 的效率和線性度，以及如何模擬各種不同的載波和調變方式對 PA 效能的影響，都提供瞭非常寶貴的參考。書中的範例涵蓋瞭各種常見的 PA 架構，並且都有詳細的解析，讓讀者能夠舉一反三，將學到的知識應用到自己的專案中。
评分我對這本《ADS應用於射頻功率放大器設計與模擬》的評價是，它提供瞭一個非常係統且實用的學習框架。作者並非隻是簡單地羅列 ADS 的操作指令，而是將軟體工具的使用巧妙地融入到射頻功率放大器設計的理論和實踐中。書中對於功率放大器的基本原理，例如增益、效率、線性度、穩定性等關鍵指標，都有清晰的闡述，並進一步探討瞭這些指標如何在 ADS 的模擬環境中進行量測和分析。我尤其喜歡書中關於阻抗匹配網路設計的章節，它不僅介紹瞭傳統的史密斯圓圖法，更展示瞭如何在 ADS 中利用其內建的工具來自動生成最佳化的匹配電路，這大大節省瞭設計時間，並且能夠達到更好的效能。此外，書中對於射頻功率放大器設計中常見的穩定性問題，以及如何通過 ADS 的穩定性分析工具來診斷和解決這些問題，也給予瞭非常深入的指導。對於想要深入理解 ADS 在 PA 設計中的應用，並且希望提升自己設計能力的工程師來說，這本書絕對是不容錯過的。
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