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射频放大器的种类和结构
网络整理    发表于   2020-05-09

射频功率放大器(RF PA)是各种无线发射机的重要组成部分。在发射机的前级电路中,调制振荡电路所产生的射频信号功率很小,需要经过一系列的放大一缓冲级、中间放大级、末级功率放大级,获得足够的射频功率以后,才能馈送到天线上辐射出去。为了获得足够大的射频输出功率,必须采用射频功率放大器。

射频放大器的种类和结构

射频放大器种类

射频放大器可分为高增益放大器、低噪声放大器、中-高功率放大器。放大器电路的核心是微波晶体管。

射频功率放大器的工作频率很高,但相对频带较窄,射频功率放大器一般都采用选频网络作为负载回路。射频功率放大器可以按照电流导通角的不同,分为甲(A)、乙(B)、丙(C)三类工作状态。甲类放大器电流的导通角为360°,适用于小信号低功率放大,乙类放大器电流的导通角等于180°,丙类放大器电流的导通角则小于180°。乙类和丙类都适用于大功率工作状态,丙类工作状态的输出功率和效率是三种工作状态中的。射频功率放大器大多工作于丙类,但丙类放大器的电流波形失真太大,只能用于采用调谐回路作为负载谐振功率放大。由于调谐回路具有滤波能力,回路电流与电压仍然接近于正弦波形,失真很小。

射频放大器结构

整个链路,包括三大部分,输入匹配电路,输出匹配电路和偏置电路,对于匹配电路,我们可以利用一下辅助性的工具,例如ADS等大致匹配到某个频段,这个频段通常是窄频,然后进行适当的微调,就能调出相对较好的指标。上图的是AVAGO公司的MGA30889系列产品,匹配电路已经在芯片内部匹配完善,我们只是需要添加适当的隔直电容,如图C7和C8,L1和C8构成了直流偏置电路,C1,C2,C3是电源滤波电容。

隔直电容在放大器中通常是需要的,它的大小影响着工作频段的截止频率,简单来说,由于趋肤效应,电容在高频状态下会呈现一定的高频效应,这里的电容不仅仅是简单的电容了,它相当于一个高通滤波器,隔直电容通常选取100pF,1000pF或者0.01uF,电容越小,截止频率越高,高频损耗越大,反之,电容容量越大,截止频率低,高频损耗小。再看偏置部分,电感L越大,截止频率越低,但是高频特性较差,容易出现谐波,电感越小,截止频率越高,高频特性好。通常这里的电感如果不是匹配用,通常在100nH以上,电感容量应该大于此处的供电电流,如果供电电流较大,就必须选择封装大一点的电感。如果对增益平坦度要求较高的话,就可以考虑采用加锥形电感的方式,搭配高频电容,这种方式做的BIAS-TEE通常能满足要求。

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标签: 射频放大器

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