射頻功率放大器(RF PA)是發(fā)射系統中的(de)主要部(bù)分
,其(qí)重(zhòng)要性(xìng)不言而喻
。在發(fā)射機的(de)前級(jí)電路中
,調制振蕩電路所產生(shēng)的(de)射頻信號(hào)功率很小
,需要經過一系列的(de)放大(緩衝級(jí)
、中間放大級(jí)
、末(mò)級(jí)功率放大級(jí))獲(huò)得足夠的(de)射頻功率以後
,才能(néng)饋送到天線上輻射出去
。為了獲(huò)得足夠大的(de)射頻輸出功率
,必須採(cǎi)用射頻功率放大器
。在調制器產生(shēng)射頻信號(hào)後
,射頻已調信號(hào)就由RF PA將它放大到足夠功率
,經匹配(pèi)網絡
,再由天線發(fā)射出去
。 放大器的(de)功能(néng)
,即將輸入的(de)內容(róng)加以放大並輸出
。輸入和(hé)輸出的(de)內容(róng)
,我們稱(chēng)之(zhī)為“信號(hào)”
,往(wǎng)往(wǎng)表示(shì)為電壓或(huò)功率
。對於放大器這(zhè)樣一個“系統”來說
,它的(de)“貢獻”就是將其(qí)所“吸收”的(de)東西提(tí)升一定的(de)水平(píng)
,並向外(wài)界“輸出”
。如果放大器能(néng)夠有好的(de)性(xìng)能(néng)
,那麼(me)它就可以貢獻更多(duō)
,這(zhè)才體現(xiàn)出它自身的(de)“價(jià)值”
。如果放大器存在著(zhe)一定的(de)問題
,那麼(me)在開始工作(zuò)或(huò)者工作(zuò)了一段時間之(zhī)後
,不但不能(néng)再提(tí)供(gōng)任何(hé)“貢獻”
,反而有可能(néng)出現(xiàn)一些不期然的(de)“震蕩”
,這(zhè)種“震蕩”對於外(wài)界還是放大器自身
,都(dōu)是災難性(xìng)的(de)
。
射頻功率放大器的(de)主要技術指標(biāo)是輸出功率與效(xiào)率
,如何(hé)提(tí)高輸出功率和(hé)效(xiào)率
,是射頻功率放大器設計(jì)目標(biāo)的(de)核心
。通常在射頻功率放大器中
,可以用LC諧振迴路選出基頻或(huò)某次諧波
,實現(xiàn)不失真放大
。除此之(zhī)外(wài)
,輸出中的(de)諧波分量還應該盡可能(néng)地小
,以避免對其(qí)他頻道產生(shēng)干擾
。
根據工作(zuò)狀(zhuàng)態的(de)不同
,射頻功率放大器分類如下
:
傳(chuán)統線性(xìng)功率放大器的(de)工作(zuò)頻率很高
,但相對頻帶較(jiào)窄
,射頻功率放大器一般都(dōu)採(cǎi)用選頻網絡作(zuò)為負載迴路
。射頻功率放大器可以按照電流導(dǎo)通角的(de)不同
,分為甲(A)
、乙(B)
、丙(C)三類工作(zuò)狀(zhuàng)態
。甲類放大器電流的(de)導(dǎo)通角為360°
,適用於小信號(hào)低(dī)功率放大
,乙類放大器電流的(de)導(dǎo)通角等於180°
,丙類放大器電流的(de)導(dǎo)通角則小於180°
。乙類和(hé)丙類都(dōu)適用於大功率工作(zuò)狀(zhuàng)態
,丙類工作(zuò)狀(zhuàng)態的(de)輸出功率和(hé)效(xiào)率是三種工作(zuò)狀(zhuàng)態中最高的(de)
。射頻功率放大器大多(duō)工作(zuò)於丙類
,但丙類放大器的(de)電流波形(xíng)失真太大
,只能(néng)用於採(cǎi)用調諧迴路作(zuò)為負載諧振功率放大
。由於調諧迴路具有濾波能(néng)力(lì)
,迴路電流與電壓仍然接近於正弦波形(xíng)
,失真很小
。
開關型功率放大器(Switching Mode PA
,SMPA)
,使電子器件工作(zuò)於開關狀(zhuàng)態
,常見的(de)有丁(D)類放大器和(hé)戊(E)類放大器
,丁類放大器的(de)效(xiào)率高於丙類放大器
。SMPA將有源晶體管驅動為開關模(mó)式
,晶體管的(de)工作(zuò)狀(zhuàng)態要麼(me)是開
,要麼(me)是關
,其(qí)電壓和(hé)電流的(de)時域(yù)波形(xíng)不存在交疊現(xiàn)象
,所以是直(zhí)流功耗為零
,理想的(de)效(xiào)率能(néng)達到100% 。
傳(chuán)統線性(xìng)功率放大器具有較(jiào)高的(de)增益和(hé)線性(xìng)度但效(xiào)率低(dī)
,而開關型功率放大器具有很高的(de)效(xiào)率和(hé)高輸出功率
,但線性(xìng)度差
。