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功率放大器作为电路系统中将最终将信号传递给天线的关键角色,受到的各种损耗是最大的。由于其功能的特殊性及作用的不可替代性,它的效率直接跟整个电路系统完全挂钩,怎样研制出一种高效率的功率放大器是现代电子行业工程师必须重点关注的问题;极坐标发射机系统作为一种新型的数字性的发射机系统,采用数字功率放大器,拥有传统笛卡尔发射机系统模拟功率放大器不能达到的高效率特点,因而跟前面所提到的需要完全契合。本论文主要研究了新型的极坐标发射机系统的整个架构的基本工作原理和对应基于此发射机架构下的数字功率放大器的工作特性,实现了高效功率放大器的设计。论文的研究首先介绍了极坐标发射机系统射频链路里各个模块的基本功能和整个架构的工作原理,然后重点关注功率放大器模块的评估和设计,整个芯片采用了华联电子公司生产的65纳米CMOS工艺,应用于2.45GHz频段下的蓝牙的收发功能。研究主要基于仿真设计,使用了Cadence仿真软件下的SpectrRF工具,首先对整个数字功放各种类型(D,E,F)进行理想情况下基本单元结构的性能评估,根据应用背景下各种类型功率放大器基本单元表现出的功率、效率、线性度以及大小这几个指标,综合考虑选择出最适用的功率放大器类型,然后进行实际带信号的仿真。通过控制变量法,主要参考在13dBm输出功率的指定条件下各种类型数字功率放大器的效率和幅度-幅度失真(AM-AM失真),幅度-相位失真(AM-PM失真)三个指标,仿真表明开关电容结构的数字功率放大器在符合指标要求的输出功率和效率的条件的同时拥有几乎理想斜线的AM-AM线性度,因而不需要在前级加入用来矫正线性度的模块而被采用,同时在后仿条件下依然能在保证13dBm输出功率的情况下效率接近35%,同时拥有接近理想的AM-AM和摆幅不超过20°的AM-PM线性度。此外在输入幅度信号方面采用了8bit温度计编码方式来减少了整个功率放大器模块所占芯片面积。接下来对整个芯片加入了发射和接受的转换功能,使得在芯片发射机工作模式下,功率放大器在后级接入低噪声放大器模块寄生的同时仍然保持良好的工作性能,后仿表明在13dBm的输出功率下依然有30%左右的效率和良好的线性度。