RF功放中保护控制电路的设计

版本变更记录版本号. 变更日期变更简述备注0.1 Draft 1st Draft目录最小电容值通常取决于电容本身的谐振频率和接脚电感，C4的值就是据此选择的。

C3和C2的值由于其自身接脚电感的关系而相对比较大，从而RF去耦效果要差一些，不过它们较适合于滤除较低频率的噪音信号。

RF去耦则是由电感L1完成的，它使RF信号无法从电源线耦合到芯片中。

因为所有的走线都是一条潜在的既可接收也可发射RF信号的天线，所以，将射频信号与关键线路、零组件隔离是必须的。

2.2TX电路设计2.2.1Transmitter 的RF输出要预留匹配电路2.2.2TX SAW 输入输出需要预留匹配电路2.2.3PA 电路2.2.3.1PA 的输入输出需要预留匹配电路2.2.3.2PA 的电源供电需要参考2.1电源电路设计。

GSM PA 需要特别注意需要有一100uF 的钽电容（C2）滤除低频噪音。

CDMA PA 的C2 的电容可以是10uF 的陶瓷电容。

2.2.3.3PA 的控制Pin 脚上需要接几十pf 的退耦电容。

2.2.42.3RX电路设计2.3.1LNA 电路2.3.1.1LNA 的输入，输出需要预留匹配电路2.3.1.2LNA 电源滤波参考2.1电源电路设计。

2.3.2RX SAW 的输入输出需要预留匹配电路。

2.3.3Receiver 的输入电路需要预留匹配电路。

2.4本振电路设计2.4.1压控振荡器VCO压控振荡器(VCO)可将变化的电压转换为变化的频率，这一特性被用于高速频道切换，但它们同样也将控制电压上的微量噪音转换为微小的频率变化，而这就给RF信号增加了噪音。

总之，在压控振荡器处理过以后，再也没有办法从RF输出信号中将噪音去掉。

困难在于VCO控制线(control line)的期望频宽范围可能从DC到2MHz，而藉由滤波器来去掉这么宽的频带噪音几乎是不可能的；其次，VCO控制线通常是一个控制频率的反馈回路的一部份，它在很多地方都有可能引入噪音，因此必须非常小心处理VCO控制线。

射频功放设计步骤（思路）本文将对射频功放电路的设计过程进行简要地介绍，以便初涉射频功放开发的同仁参考。

第一步，制定设计方案在进行射频功放设计时，我们首先要根据给定（或需要）的技术指标和功能指标制定设计方案。

制定设计方案的主要依据是指标要求中的增益、额定输出功率、线性度（ACPR/IMD）、载波数、功耗/效率等指标。

1.在GSM及LTE基站系统中，由于对线性度要求不是很高或者额定输出功率不是很大，且在单载波情况下工作，所以我们选择传统的射频功放设计方案——功率回退法（高功放HPA）。

构成HPA放大器一般有两种工作状态：A类及AB类工作状态。

A类放大器具有良好的线性放大性能，其三阶交调产物与输出功率的变化关系是：输出信号功率减小3dB（即减小一半功率），则三阶交调产物改善6dB。

一般来讲，A类放大器在1dB压缩点输出时，三阶交调系数约为－23.7dB (通常取－20dB)。

为了达到一定的线性，并考虑到工程问题，A类放大器需回退15dB，此时放大器的三阶交调抑制可以达到－45～－50dBc。

然而使用A类放大器的最大缺点是效率低及成本较高。

这是因为A类放大器在它的1dB压缩点输出功率时，其效率只有10％。

比如，完成一个30W平均输出功率的HPA，就需要至少有300W的耗电，并且工作电流随输出功率变化的值不大。

若考虑回退12dB，则需要有480W平均功率输出，需耗电4.8kW。

为了达到30W的输出功率需要用较多的功率管。

这样就加大了HPA的成本和体积，增大了研制成本和难度。

为了避免这个问题，建议在小功率放大器(平均功率输出≤5W)设计中使用A类放大器；在中大功率放大器(平均功率输出>5W)设计中使用AB类放大器。

AB类放大器的特点是效率高、成本低。

由于单管的输出功率高，仅需少量的功率管即可做到较高的输出功率，所以成本较低，且散热和结构设计可以简单化。

目前用在AB类的管子主要选LDMOS管，AB类放大器用最大包络功率PEP来描述其功率容量，类似A类的1dB压缩点。

功放压限电路
功放的压限电路是指将功放输出信号的幅度限制在一定范围内的电路。

这个电路的主要功能是防止功放输出信号过大，从而保护功放和扬声器不被过载损坏。

压限电路通常由压缩器和限幅器组成。

压缩器的作用是在输入信号幅度增大时，自动减小输出信号的幅度，以保持输出信号幅度恒定。

而限幅器则是在输入信号幅度超过一定值时，直接将输出信号的幅度限制在一定范围内，不再随输入信号幅度的增大而增大。

压限电路的工作原理是基于负反馈控制原理。

压缩器和限幅器中的控制电路会实时监测功放输出信号的幅度，并根据设定的阈值自动调整输出信号的幅度。

当功放输出信号的幅度超过设定的阈值时，控制电路会减小输出信号的幅度，从而保护功放和扬声器不受损坏。

除了保护功放和扬声器的作用外，压限电路还可以提高功放和扬声器的播放质量。

因为当功放输出信号的幅度过大时，会产生失真和噪声，影响播放质量。

通过压限电路的控制，可以避免这种情况的发生，从而提高了播放质量。

2.4G射频双向功放电路设计在两个或多个网络互连时，无线局域网的低功率与高频率限制了其覆盖范围，为了扩大覆盖范围，可以引入蜂窝或者微蜂窝的网络结构或者通过增大发射功率扩大覆盖半径等措施来实现。

前者实现成本较高，而后者则相对较便宜，且容易实现。

现有的产品基本上通信距离都比较小，而且实现双向收发的比较少。

本文主要研究的是距离扩展射频前端的方案与硬件的实现，通过增大发射信号功率、放大接收信号提高灵敏度以及选择增益较大的天线来实现，同时实现了双向收发，最终成果可以直接应用于与IEEE802.11b/g兼容的无线通信系统中。

双向功率放大器的设计双向功率放大器设计指标：工作频率：2400MHz～2483MHz最大输出功率：+30dBm（1W）发射增益：≥27dB接收增益：≥14dB接收端噪声系数：< 3.5dB频率响应：<±1dB输入端最小输入功率门限：<?15dB m具有收发指示功能具有电源极性反接保护功能根据时分双工TDD的工作原理，收发是分开进行的，因此可以得出采用图1的功放整体框图。

功率检波器信号输入端接在RF信号输入通道上的定向耦合器上。

当无线收发器处在发射状态时，功率检波器检测到无线收发器发出的信号，产生开关切换信号控制RF开关打向发射PA通路，LNA电路被断开，双向功率放大器处在发射状态。

当无线收发器处在接收状态时，功率检波器由于定向耦合器的单方向性而基本没有输入信号，这时通过开关切换信号将RF 开关切换到LNA通路，PA通路断开，此时双向功率放大器处在接收状态。

下面介绍重点部位的设计：发射功率放大（PA）电路发射功率放大电路的作用是将无线收发器输入功率放大以达到期望输出功率。

此处选择单片微波集成电路（MMIC）作为功率放大器件，并采用两级级联的方式来同时达到最大输出功率与增益的要求。

前级功率放大芯片选择RFMD公司的RF5189，该芯片主要应用在IEEE802.11b WLAN、2.4GHz ISM频段商用及消费类电子、无线局域网系统、扩频与MMDS 系统等等。

射频功放设计步骤（思路）本文将对射频功放电路的设计过程进行简要地介绍，以便初涉射频功放开发的同仁参考。

第一步，制定设计方案在进行射频功放设计时，我们首先要根据给定（或需要）的技术指标和功能指标制定设计方案。

制定设计方案的主要依据是指标要求中的增益、额定输出功率、线性度（ACPR/IMD）、载波数、功耗/效率等指标。

1.在GSM及LTE基站系统中，由于对线性度要求不是很高或者额定输出功率不是很大，且在单载波情况下工作，所以我们选择传统的射频功放设计方案——功率回退法（高功放HPA）。

构成HPA放大器一般有两种工作状态：A类及AB类工作状态。

A类放大器具有良好的线性放大性能，其三阶交调产物与输出功率的变化关系是：输出信号功率减小3dB（即减小一半功率），则三阶交调产物改善6dB。

一般来讲，A类放大器在1dB压缩点输出时，三阶交调系数约为－23.7dB (通常取－20dB)。

为了达到一定的线性，并考虑到工程问题，A类放大器需回退15dB，此时放大器的三阶交调抑制可以达到－45～－50dBc。

然而使用A类放大器的最大缺点是效率低及成本较高。

这是因为A类放大器在它的1dB压缩点输出功率时，其效率只有10％。

比如，完成一个30W平均输出功率的HPA，就需要至少有300W的耗电，并且工作电流随输出功率变化的值不大。

若考虑回退12dB，则需要有480W平均功率输出，需耗电4.8kW。

为了达到30W的输出功率需要用较多的功率管。

这样就加大了HPA的成本和体积，增大了研制成本和难度。

为了避免这个问题，建议在小功率放大器(平均功率输出≤5W)设计中使用A类放大器；在中大功率放大器(平均功率输出>5W)设计中使用AB类放大器。

AB类放大器的特点是效率高、成本低。

由于单管的输出功率高，仅需少量的功率管即可做到较高的输出功率，所以成本较低，且散热和结构设计可以简单化。

目前用在AB类的管子主要选LDMOS管，AB类放大器用最大包络功率PEP来描述其功率容量，类似A类的1dB压缩点。

作用：
①防止在强信号输入或输出负载短路时，大电流烧坏功放输出管。

②防止在强信号输入或开机、关机时，大电流冲击而损坏扬声器。

1）．保护电路的类型
常用的电子保护电路有：
①切断负载式；
②分流式；
③切断信号式；
④切断电源式。

2）．保护电路的工作原理
（1）切断负载式保护电路工作原理：
电路主要由过载检测及放大电路、继电器两部分所组成。

当放大器输出过载或中点电位偏离零点较大时，过载检测电路输出过载信号，经放大后启动继电器动作，使扬声器回路断开。

（2）分流式保护电路的工作原理：
是在输出过载时，由过载检测电路输出过载信号，控制并联在两只功放管基极之间的分流电路，使其内阻减小，分流增加，减小了大功率管输出电流，保护了功放管和扬声器。

（3）切断信号式和切断电源式保护电路的工作原理：
这二种电路与前两种方式基本相同，不同的只是用过载信号去控制输入信号控制电路或电源控制电路，切断输入信号或电源。

切断信号式只能抑制强信号输入引起的过载，对其他原因导致的过载则不具备保护能力；切断电源式这种保护方式对电路的冲击较大，因此，这两种保护电路在实际中使用得较少。

3）. 保护电路实例（桥式检测切断负载式保护电路）
该电路针对OCL电路输出中点电压失调而设计，可同时保护两个声道，并且有开机延时保护功能。

L端接左声道输出，R端接右声道输出，两路信号通过R1，R2在①点混合。

R1，R2和C1，C2组成低通滤波器，VD1～VD4组成射极耦合稳态继电器驱动电路。

JR，JL是继电器的两组常闭触点。

射频功放的偏置电压
射频功放（RF Power Amplifier）是一种用于增强射频信号的
设备，常用于无线通信系统中。

而射频功放的偏置电压则是其工作
中至关重要的一个参数。

偏置电压是指在射频功放的晶体管或集成
电路中施加的直流电压，用来控制晶体管的工作状态。

偏置电压的大小直接影响着射频功放的工作性能。

如果偏置电
压设置不当，可能会导致功放工作不稳定、功率输出不足或者过载，甚至损坏设备。

因此，合理设置偏置电压是射频功放设计中的重要
环节。

一般来说，合适的偏置电压能够保证射频功放在工作时具有良
好的线性和高效率。

在设计中，工程师需要根据具体的射频功放器
件和工作频率来选择合适的偏置电压值，并通过实验和测试来优化
偏置电压的设置。

此外，随着射频功放技术的不断发展，一些先进的功放器件可
能会采用自动偏置控制技术，能够根据工作条件动态调整偏置电压，以实现更高的性能和更低的功耗。

总之，射频功放的偏置电压是射频系统设计中不可忽视的重要参数，合理设置偏置电压将有助于提高功放的性能和可靠性，从而更好地满足无线通信系统的需求。

RF功率放大器设计原理与应用技巧RF功率放大器是一种用于放大射频信号的电子器件，通常在通信系统、雷达系统、无线电设备等领域得到广泛应用。

在设计RF功率放大器时，需要考虑到许多因素，包括频率范围、功率输出、效率、线性度、稳定性等。

本文将介绍RF功率放大器的设计原理和应用技巧。

首先，我们来看一下RF功率放大器的基本原理。

RF功率放大器通常由一个输入匹配网络、一个放大器芯片和一个输出匹配网络组成。

输入匹配网络用于将输入信号匹配到放大器芯片的阻抗，以获得最大的输入功率传输。

放大器芯片则负责将输入信号放大到所需的功率级别，同时保持放大器的线性度和效率。

输出匹配网络用于将放大后的信号匹配到负载阻抗，以最大化输出功率传输。

在设计RF功率放大器时，需要注意以下几个关键技巧。

首先是选择合适的放大器芯片。

不同的应用领域需要不同频率范围和功率输出的放大器芯片，因此需要根据实际需求选择合适的芯片。

其次是进行良好的匹配网络设计。

输入和输出匹配网络的设计对于放大器性能至关重要，需要确保信号能够顺利传输到放大器芯片或负载上。

另外，还需要注意功率输出和效率的平衡。

通常情况下，功率输出和效率是有牺牲关系的，需要在二者之间寻找一个平衡点，以满足实际需求。

除了基本的设计原理和技巧，还有一些其他注意事项需要考虑。

例如，稳定性设计是一个很重要的方面。

RF功率放大器在工作过程中会受到外部环境、负载变化等因素的影响，因此需要采取一些措施来增强其稳定性，例如采用反馈控制技术。

此外，还需要考虑到功率放大器的线性度。

在一些需要高动态范围的应用中，需要保证放大器能够在不同功率级别下保持较好的线性度，避免信号失真等问题。

总的来说，RF功率放大器的设计是一个综合考虑多种因素的复杂过程，需要结合实际应用需求以及相关技术要求进行综合设计。

通过了解放大器的基本原理和设计技巧，我们可以更好地设计和应用RF功率放大器，为射频通信系统等领域提供更好的性能和稳定性。

射频电路设计要点与设计方案（图文并茂）目录1、射频电路中元器件封装的注意事项 (3)01.电路板的叠构 (4)02.阻抗控制 (5)03.射频元器件的摆放 (6)04.射频走线应该注意的问题 (7)05.过孔的放置 (8)2、射频电路电源设计注意事项 (9)3、射频PCB设计的EMC规范 (14)1）、层分布 (14)2）、接地 (15)3）、屏蔽 (16)4）、屏蔽材料和方法 (18)5）、屏蔽罩设计 (19)4、射频走线与地 (22)5、设计 (26)一、布局注意事项 (34)二、布线注意事项 (37)三、接地处理 (38)1、射频电路中元器件封装的注意事项成功的RF设计必须仔细注意整个设计过程中每个步骤及每个细节，这意味着必须在设计开始阶段就要进行彻底的、仔细的规划，并对每个设计步骤的进展进行全面持续的评估。

而这种细致的设计技巧正是国内大多数电子企业文化所欠缺的。

近几年来，由于蓝牙设备、无线局域网络(WLAN)设备，和移动电话的需求与成长，促使业者越来越关注RF电路设计的技巧。

从过去到现在，RF电路板设计如同电磁干扰(EMI)问题一样，一直是工程师们最难掌控的部份，甚至是梦魇。

若想要一次就设计成功，必须事先仔细规划和注重细节才能奏效。

射频(RF)电路板设计由于在理论上还有很多不确定性，因此常被形容为一种黑色艺术。

但这只是一种以偏盖全的观点，RF电路板设计还是有许多可以遵循的法则。

不过，在实际设计时，真正实用的技巧是当这些法则因各种限制而无法实施时，如何对它们进行折衷处理。

重要的RF设计课题包括：阻抗和阻抗匹配、绝缘层材料和层叠板、波长和谐波等。

在 WiFi 产品的开发过程中，射频电路的布线是极为关键的一个过程。

很多时候，我们可能在原理上已经设计的很完善，但是在实际的制板，上件过后发现很不理想，实际上这些都是布线做的不够完善的原因。

射频电路在布线中应该注意的问题：01.电路板的叠构在进行布线之前，我们首先要确定电路板的叠构，就像盖房子要先有房子的墙壁。

一、O PA300放大电路OPA300放大电路功能说明：通过设定电阻R4=3R3 来设定该放大器的放大倍数为四倍，即Vout=(1+Rf / R) Vin ，将VCA810的输出信号放大到能满足检波需要的信号。

二、高栅负压的电子管功放电路图下图中R3既是前级的直流负载电阻。

又是给后级提供栅负压的偏值电阻。

它适用于栅负压较高的功率管制作的功放电路。

电路比较简单。

电路中两个竹子的灯丝接地端。

应接在各自阴极电阻的下端。

同样要求电源变压器有两个灯丝绕组，功率级与前级的灯丝分别供电。

电路是用6Pl做的实验，虽然栅负压较低，但工作很正常，说明电路是成功的。

同样要注意的是：一定要在插上前级管子后再开电源，否则不能加电。

三、推挽式功率放大级的正偏压电路此电路用EL34管。

在两只功放管阴极电路中串入一只50Ω左右的线绕电位器或半可变线绕电阻，中点接地即可。

调整电位器W使两管的阴极电压平衡、对称，再放音就会有出色的表现。

正偏压的方式也可以用在ABI类自给偏压的推挽式功率放大级中。

四、AD8656双运放芯片组成的接收放大电路使用AD8656双运放芯片组成接收放大电路。

该运放适合+2.7～+5.5 V电源电压供电，是具有低噪声性能的精密双运算放大器。

AD8656型CMOS放大器在满共模电压(VCM)范围内提供250 mV精密失调电压最大值，且在10 kHz处提供低电压噪声谱密度和0.008%的低真，无需外部三极管增益级或多个并行的放大器以减小系统噪声。

通过干电池提供3V单电源供电，接收放大电路如图2所示。

放大电路由AD8656进行两级放大，抵消线圈所感应到的信号电压幅值因距离的增加而产生的衰减，放大所接收到的微弱信号，增加无线传输距离。

系统接收电路经D8656放大后的输出电压输至单片机进行A/D转换，对数据进行编解码，而未采用检波解调电路，可有效简化电路结构。

五、高频信号放大电路的性能比较分析一、高频管(UHF)9018fTl00(MHz)的信号放大电路电视高频头输出的第一中频信号和音频信号通过高频管9018放大后也确有显效。

茹贝尔电路在功放中的作用1. 引言茹贝尔电路（Rubel circuit）是一种常见的电子电路，广泛应用于功率放大器（功放）中。

它通过提供负反馈来改善功放的性能，使得功放具有更高的增益、更低的失真和更好的稳定性。

本文将详细介绍茹贝尔电路在功放中的作用和工作原理。

2. 功放的基本原理功放是一种电子设备，用于将输入信号放大到较大的功率。

它通常由输入级、放大级和输出级组成。

输入级负责将输入信号转换为合适的电压或电流，并将其传递给放大级。

放大级负责放大信号的幅度，而输出级将放大后的信号驱动到负载上。

然而，由于元件和电路的非线性特性以及其他因素的影响，功放在放大信号时会引入一定的失真。

为了减小失真并提高性能，茹贝尔电路被引入到功放中。

3. 茹贝尔电路的基本原理茹贝尔电路是一种负反馈电路，通过将放大器的输出信号与输入信号进行比较，并将差异信号反馈到放大器的输入端，以实现放大器性能的改善。

茹贝尔电路的基本原理如下：•输入信号经过放大器的放大级，并输出到负载上。

•输出信号通过茹贝尔电路与输入信号进行比较。

•差异信号经过放大器的反馈回路，与输入信号相加，形成负反馈信号。

•负反馈信号经过放大器的输入级，与输入信号进行叠加。

•经过负反馈调整后的信号再次经过放大级，最终输出到负载上。

通过茹贝尔电路的负反馈作用，功放可以实现以下效果：3.1 提高增益稳定性茹贝尔电路通过将放大器的输出信号与输入信号进行比较，并将差异信号反馈到放大器的输入端，使得放大器的增益受到控制。

当放大器的增益过高时，茹贝尔电路会自动降低输入信号的增益，以使输出信号更加稳定。

这样可以避免放大器在工作过程中出现过大的幅度波动，提高了放大器的增益稳定性。

3.2 减小失真茹贝尔电路通过将放大器的输出信号与输入信号进行比较，并将差异信号反馈到放大器的输入端，可以减小放大器的失真。

差异信号可以用来补偿放大器的非线性特性和失真，使得输出信号更加接近输入信号。

通过茹贝尔电路的负反馈作用，功放的失真可以得到一定程度的改善。

500w美容仪恒定功率的射频电路的制作方法射频（Radio Frequency，RF）电路是在无线通信中常用的一种电路。

射频电路可以产生和处理高频信号，包括射频功放、射频混频器、射频滤波器等。

而射频电路在美容仪中的应用主要是通过射频能量的输入，来促进皮肤的再生和紧致，减少细纹和皱纹。

本文将介绍一种制作500w恒定功率的射频美容仪的射频电路制作方法。

1.射频功放电路设计射频功放电路是射频电路中的关键组成部分。

在射频美容仪中，需要设计一个能够输出恒定功率的射频功放。

首先，选择合适的功率放大器芯片，例如BFP620。

接下来，设计射频功放电路的放大和稳定控制部分。

可以使用射频功率检测器和自动功率控制电路来实现功率的恒定输出。

2.射频信号发生电路设计射频信号发生电路用于产生高频信号源。

在射频美容仪中，一般采用压控振荡器（Voltage Controlled Oscillator，VCO）来产生可调频率的射频信号。

选择合适的VCO芯片，例如ADF4355，设置合适的频率范围和频率步进，通过控制电压来调节输出频率。

同时，在设计VCO电路时，还要考虑匹配网络和滤波器的设计，以确保输出信号的纯净度和稳定性。

3.射频滤波器设计射频滤波器用于滤除不必要的频率成分，对信号进行滤波和调整。

在射频美容仪中，需要设计合适的射频滤波器用于滤波功放输出信号，确保信号的纯净度和频率稳定性。

可以使用带通滤波器、带阻滤波器和低通滤波器等不同类型的滤波器组合，根据实际需要进行设计。

4.射频匹配网络设计射频匹配网络用于调整射频信号的阻抗匹配，确保信号的传输效率和功率输出。

在射频美容仪中，需要设计匹配网络来使射频功放和射频滤波器的输入输出阻抗匹配。

可以使用阻抗转换器、传输线和变压器等不同的匹配网络进行设计。

5.射频功率控制电路设计射频功率控制电路用于对射频功放输出功率进行控制和调节。

在射频美容仪中，需要设计一个能够实时监测射频功放输出功率的电路，并根据设定值对功率进行自动调节。