微波等離子體光源可變?cè)鲆婀β史糯笃髟O(shè)計(jì)研究.pdf

1、微波等離子體光源（簡(jiǎn)稱(chēng)LEP）是一種由微波驅(qū)動(dòng)的具有連續(xù)光譜的新型光源，誕生于上世紀(jì)九十年代。具有高效、節(jié)能、光譜連續(xù)近似自然光等優(yōu)點(diǎn)，光效高達(dá)115-150lm/w。新型LEP光源以固體微波功率源模塊提供微波能，微波功率源模塊主要包括：掃頻源、可變?cè)鲆嫖⒉ǚ糯箧溌?、耦合檢波部分和控制部分。
　　本文主要研究用于微波等離子體光源的可調(diào)增益射頻功率放大器，是可變?cè)鲆嫖⒉ǚ糯箧溌分械那凹?jí)部分，主要包括預(yù)驅(qū)動(dòng)級(jí)、驅(qū)動(dòng)級(jí)和電可調(diào)衰減器三部

2、分，其主要為最后的末極放大器提供相應(yīng)功率的輸入信號(hào)，并根據(jù)反饋回路要求對(duì)輸出功率進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)。具體技術(shù)指標(biāo)為：工作帶寬420MHz~470MHz，輸出功率大于30dBm，增益大于30dB，衰減量調(diào)節(jié)范圍大于10dB。
　　本文從電路設(shè)計(jì)和板圖方面對(duì)射頻功率放大器進(jìn)行了詳細(xì)的分析，給出了射頻功率放大器的一般設(shè)計(jì)方法；利用ADS軟件仿真了功率放大器的穩(wěn)定性、偏置電路、輸入輸出匹配電路，分別進(jìn)行了小信號(hào)S參數(shù)仿真和大信號(hào)諧波平衡仿真；分

3、析了電調(diào)衰減器的工作原理，仿真了電調(diào)衰減器在所用頻率下的性能參數(shù)；使用Protel99軟件布線(xiàn)設(shè)計(jì)板圖。使用AutoCAD2004軟件設(shè)計(jì)了結(jié)構(gòu)件。
　　最后對(duì)本文設(shè)計(jì)的功率放大器進(jìn)行了實(shí)際加工，并分模塊調(diào)試了電源部分、預(yù)驅(qū)動(dòng)級(jí)、驅(qū)動(dòng)級(jí)和電可調(diào)衰減器，在各模塊滿(mǎn)足設(shè)計(jì)指標(biāo)后對(duì)整體系統(tǒng)進(jìn)行了測(cè)試。其中，電源部分需要五路電源，本文利用電源穩(wěn)壓芯片為其中的四路供電，另外一路單獨(dú)供電；預(yù)驅(qū)動(dòng)級(jí)部分，輸出功率為3W時(shí)，功率增益約為15.8d

4、B，輸出功率4W時(shí)，功率增益約為14.3dB；驅(qū)動(dòng)級(jí)部分，小信號(hào)增益較為平坦為20dB左右。輸入功率超過(guò)-1dBm增益壓縮較為明顯，這與驅(qū)動(dòng)放大器18.5dBm的P1dB一致，輸入功率增大到3dBm時(shí)，增益壓縮超過(guò)2dB，增益約為17.7dB；電可調(diào)衰減器部分，衰減電壓分別選擇0V和20V，衰減量分別為15.2dB和3.0dB。
　　最終整體系統(tǒng)的測(cè)試結(jié)果表明：在工作頻帶范圍內(nèi)，輸入功率為0dBm時(shí)，輸出功率均大于32.5dBm，