射频放大器的种类和结构

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射频放大器的种类和结构 [复制链接]

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。
什么是射频放大器_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最高的。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。