高频功率放大器与高频小信号放大器的比较

高频小信号放大器和高频功率放大器相同点高频小信号放大器和高频功率放大器虽然在应用上有很大的差异，但是它们之间也存在一些相同点。

首先，高频小信号放大器和高频功率放大器都是通过对输入信号进行放大来增强电路输出的信号。

在具体应用中，高频小信号放大器一般用于放大微弱信号，以提高接收机的灵敏度；而高频功率放大器则用于放大较大功率信号，以驱动高功率负载。

其次，高频小信号放大器和高频功率放大器都需要注意相应的高频特性。

在高频电路中，信号传输速度较快，传输线路的电感和电容效应较明显，集总参数的影响也比较难以避免。

因此，对于高频小信号放大器和高频功率放大器，都要考虑输入和输出阻抗的匹配，以充分利用设备的传输带宽，提高信号传输质量。

此外，应对高频电路的噪声特性也是高频小信号放大器和高频功率放大器所共同面临的问题。

在高频环境中，噪声来源很多，包括来自电源的杂波、器件本身的噪声等。

要想保证放大电路的高信噪比，就需要采用适当的抑制噪声的技术，比如使用低噪声放大器、添加抗噪声电路等。

最后，高频小信号放大器和高频功率放大器都需要考虑电路的可靠性和稳定性。

高频电路对工作环境的温度、湿度、压力等要求比较高，还要考虑电子零件的寿命、稳定性等因素。

因此，在设计高频小信号放大器和高频功率放大器时，除了关注放大器本身的性能指标外，还要关注整个电路的可靠性和稳定性，以避免电路出现不稳定、失效等问题。

总之，高频小信号放大器和高频功率放大器虽然在应用场景上存在差异，但它们之间仍然存在一些共同点。

这些共同点为设计人员提供了一些启示，可以根据高频电路的特性和应用需求，选择适合的电路拓扑、器件和抑制噪声等技术，以实现高性能、高可靠性的高频放大器设计。

高频功率放大器和高频小信号放大器的异同你说到“高频功率放大器”和“高频小信号放大器”，是不是有点迷糊，像两个高科技的“外星人”站在那儿，听得懂但又搞不懂？嘿，别担心，我们一块儿拆解这个话题。

这两者看似高大上，实际上也没那么难懂。

咱们先来瞧瞧它们的区别，再聊聊它们的共同点。

只要细心一瞧，你会发现它们的“性格”和用途就像是两位性格各异的好朋友，一个专注于大场面，一个则偏爱细节，跟咱们生活中的人一样，有大有小，各有特色。

高频功率放大器，它的任务听起来就很“霸气”——主要是放大信号的功率。

你想想，它就像是个肌肉男，肌肉一上来，信号的力量就能倍增，通常它的工作是让信号的能量达到足够的强度，才能驱动像天线那样的设备进行无线传输。

常见的应用呢，就是无线通信，卫星，广播，甚至你拿个手机打电话时背后，可能就有功率放大器在默默地推波助澜。

说白了，它的角色就是让信号变得更“壮实”，把信息传得远，信号覆盖大。

而高频小信号放大器呢？它跟功率放大器不一样，更多的是在“听力”上较为出色，注重对微弱信号的放大。

这就好比一位擅长“放大”细微声音的耳机——不让任何一点点声音丢失。

通常它是在信号比较弱的时候“站出来”，把那些微小的、难以捕捉的信号放大，好让后续的设备能够处理更清楚的信号。

你比如在一些低噪音的环境下工作时，小信号放大器就发挥了巨大的作用。

也许你没有注意到，它每次都默默为你加油，让微弱的信号也能被精准传递。

你看，两者的功能不同，应用领域也大有区别。

功率放大器就像是个大力士，靠的是能量，靠的是“推”的力量，它重视的是信号的传递距离和强度。

而小信号放大器呢，侧重的是信号的细节放大，注重“音质”而非“音量”。

这个就像是跟音响比拼时的表现，有人追求低音炮的震撼力，有人却在意高音的清晰透彻。

但是，不要以为它们完全没有交集。

实际上，很多时候这两者是搭档，一起工作的。

比如说，在无线电的信号处理中，信号从接收到处理再到传输过程中，既需要小信号放大器来捡拾和放大微弱信号，也需要功率放大器来将信号推送出去，覆盖更广的区域。

高频谐振功率放大器与小信号放大器的相同点
高频谐振功率放大器和小信号放大器虽然在应用场合和功能上有所不同，但在一些方面却有相同点。

首先，两者都是将输入信号进行放大并传递到输出端的电路。

只是小信号放大器主要用来放大弱信号，是一种线性放大器，而高频谐振功率放大器主要用来放大高频信号，是一种非线性放大器。

其次，两者都需要选取合适的放大管。

小信号放大器要求放大管具有线性放大特性，而高频谐振功率放大器要求放大管具有良好的高频特性和高功率承受能力。

另外，两者都需要进行匹配电路的设计和调试。

小信号放大器需要进行输入输出阻抗匹配，使得输入阻抗与信号源匹配，输出阻抗与负载匹配；而高频谐振功率放大器需要进行谐振电路的设计及调试，使得放大器在输出端能够提供最大功率，并且避免谐振频率偏移以及频带扩展。

最后，两者都需要进行稳定性的分析和优化。

小信号放大器主要考虑稳定性的提高，避免自激振荡等不稳定因素，而高频谐振功率放大器除了考虑自激振荡之外，还要考虑放大管的热稳定性，防止热失真和失真激发放大器的自激振荡等。

• 14•高频功率放大器与高频小信号放大器在无线通信中被广泛使用。

通过对两者放大器的原理进行概述，对两者电路使用Multisim进行仿真分析，并对指标进行公式推导与分析计算，比较两者放大器的异同。

背景：在无线通信领域，由于传输的开放性、接收环境的复杂性，和通信用户的随机移动性，信道将会对信号的传输造成不同的损耗，因此在发送信号时，应使用高频谐振功率放大器将信号放大到所需的发射功率。

不仅如此，在接收信号时，接收机也应有将所需要的频率选择出来并放大的能力。

本文将通过理论分析两种放大器的各项指标，结合对应的需求来对比两种放大器的共性与不同，设计高频放大电路并进行仿真测试。

1 高频功率放大器仿真测试1.1 对于高频功率放大仿真电路的搭建如图1当三极管工作在丙类放大时，三极管的集电极电流ic 为周期性尖顶余弦脉冲，其包含直流分量和许多谐波分量，通过数学模型的计算，将丙类放大时的理想信号进行傅里叶分解，得出直流、基波和各次谐波，得出的每个分量是角度的函数。

1.2 分析集电极电流ic的波形（图2）图1 高频功率放大电路仿真图2 ic电流波形• 15•式中：利用MATLAB做出函数图像如图3。

clc;clear;o=linspace(0,pi,100);i1=(sin(o)-o.*cos(o))./(pi*(1-cos(o)));i2=(o-sin(o).*cos(o))./(pi*(1-cos(o)));i3=(2*sin(2*o).*cos(o)-4*sin(o).*cos(2*o))./(2*pi*3*(1-cos(o).*cos(o)));plot(o,i1,o,i2,o,i3);图3 频率函数图像利用Multisim内的傅里叶分析观察若不选频，输出电路为纯负载时波形的频率分量。

图4 纯负载输出波形傅里叶分析对该信号进行傅里叶分析可以观察到图4中有基波分量，也有各次谐波，其中基波分量幅值最高，随着谐波次数增加，幅值减小十分明显。

高频电子线路复习第2章 高频小信号放大器高频小信号放大器与低频小信号放大器的主要区别：（1）晶体管在高频工作时，其电流放大系数与频率有关，晶体管的两个结电容将不能被忽略。

（2）高频小信号放大器的集电极负载为调谐回路，因此高频小信号放大器的主要性能在很大程度上取决于谐振回路。

1．LC 谐振回路的选频作用并联谐振回路的等效导纳：Y=G 0+j(ωC- ),谐振频率：ω0= ，并联回路的品质因数： 其中R=Q L ω0L2.串并联阻抗的等效变换：R 2≈Q 2r 1 ;X 2≈X 13.谐振回路的接入方式:变压器耦合连接，自耦变压器耦合连接，双电容分压耦合连接4.等效变换的接入系数与变换关系（上述三种耦合连接方式接入系数p 的计算公式）5.晶体管高频等效电路：晶体管y 参数等效电路6.高频谐振放大器的分析，等效电路，谐振电压放大倍数，通频带和矩形系数。

第3章 高频功率放大器高频功率放大器是一种能量转换器件，它将电源供给的直流能量转换为高频交流输出。

高频功率放大器与高频小信号放大器的主要区别：高频小信号放大器晶体管工作在线性区域；而高频功率放大器，为了提高效率，晶体管工作延伸到非线性区域，一般工作在丙类状态。

高频功率放大器的分析方法通常采用折线分析法。

1.谐振功率放大器的用途和特点（与小信号调谐放大器进行比较）2.折线近似分析法----晶体管特性的折线化3.丙类高频功率放大器的工作原理：静态时晶体管工作在截止状态；在正弦输入信号时，输出集电极电流为余弦电流脉冲；输出为并联谐振电路，故其输出电压仍为正弦波。

4. 丙类高频功率放大器的一些重要公式：（1）导通角：(2) 集电极余弦脉冲电流的高度（幅值）：（3）集电极余弦脉冲电流波形的表达式：（4）余弦电流脉冲的傅里叶级数表达式：i c =I c0+I c1m cos ωt+I c2m cos2ωt+···+I cnm cosn ωt其中：I c0=I cM α0(θc );I c1m =I cM α1(θc )5. 丙类高频功率放大器的功率和效率：P ==V CC I C0 ;P 0=(1/2)U cm I c1m ;η=P o /P = 。

127.02ωωω-=∆高频电子线路重点第二章 选频网络一. 基本概念所谓选频（滤波），就是选出需要的频率分量和滤除不需要的频率分量。

电抗(X)=容抗（ )+感抗(wL) 阻抗=电阻(R)+j 电抗 阻抗的模把阻抗看成虚数求模 二．串联谐振电路 1.谐振时，（电抗） ，电容、电感消失了，相角等于0，谐振频率： ，此时|Z|最小=R ，电流最大2.当w<w 0时，电流超前电压，相角小于0，X<0阻抗是容性；当w>w 0时，电压超前电流，相角大于0，X>0阻抗是感性；3.回路的品质因素数 （除R ），增大回路电阻，品质因数下降，谐振时，电感和电容两端的电位差大小等于外加电压的Q 倍，相位相反4.回路电流与谐振时回路电流之比 (幅频)，品质因数越高，谐振时的电流越大，比值越大，曲线越尖，选频作用越明显，选择性越好5.失谐△w=w （再加电压的频率）-w 0（回路谐振频率），当w 和w 0很相近时， ，ξ=X/R=Q ×2△w/w 0是广义失谐，回路电流与谐振时回路电流之比 6.当外加电压不变，w=w 1=w 2时，其值为1/√2，w 2-w 1为通频带，w 2，w 1为边界频率/半功率点，广义失谐为±17. ，品质因数越高，选择性越好，通频带越窄 8.通频带绝对值 通频带相对值 9.相位特性Q 越大，相位曲线在w 0处越陡峭10.能量关系电抗元件电感和电容不消耗外加电动势的能量，消耗能量的只有损耗电阻。

回路总瞬时储能 回路一个周期的损耗 ，表示回路或线圈中的损耗。

就能量关系而言，所谓“谐振”，是指：回路中储存的能量是不变的，只是在电感与电容之间相互转换；外加电动势只提供回路电阻所消耗的能量，以维持回路的等幅振荡，而且谐振回路中电流最大。

11. 电源阻与负载电阻的影响Q L 三. 并联谐振回路 1.一般无特殊说明都考虑wL>>R ，Z )1(CL ωω-0100=-=C L X ωωLC 10=ωCR R L Q 001ωω==)(j 00)()(j 11ωψωωωωωe N Q =-+=Q702ωω=∆⋅21)(2=+=ξξN Q f f 0702=∆⋅Qf f 1207.0=∆ξωωωωψ arctan arctan 00-=⎪⎪⎭⎫⎝⎛-⋅-=Q ⎪⎭⎫ ⎝⎛-+≈C L R C L ωω1j ⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=L C L CR ωω1j 1C ω1-+ –CV sLRI s C L 22222221cos 21sin 21sm sm sm V CQ t V CQ t V CQ w w w C L 22=+=+=ωω2sm 02sm 21π2121π2CQV R V w R⋅=⋅⋅=ωQ CQV V CQ w w w R C L ⋅=⋅=+π2121π2212sm sm每周期耗能回路储能π2 =Q 所以RR R R Q LS 01++=反之w p=√［1/LC-(R/L)2］=1/√RC·√1-Q23.谐振时，回路谐振电阻R p= =Q p w p L=Q p/w p C4.品质因数（乘R p）5.当w<w p时，B>0导纳是感性；当w>w p时，B<0导纳是容性（看电纳）电感和电容支路的电流等于外加电流的Q倍，相位相反并联电阻减小品质因数下降通频带加宽，选择性变坏6.信号源阻和负载电阻的影响由此看出，考虑信号源阻及负载电阻后，品质因数下降，并联谐振回路的选择性变坏，通频带加宽。

第一章1-1 在性能要求上，功率放大器与小信号放大器比较，有什么不同？解：功率放大器的性能要求为：安全、高效率和失真在允许范围内的输出所需信号功率。

而小信号放大器的性能要求为：增益、输入电阻、输出电阻及频率特性等，一般对输出功率不作要求。

1-3 一功率放大器要求输出功率P 。

= 1000 W ，当集电极效率ηC 由40％提高到70‰时，试问直流电源提供的直流功率P D 和功率管耗散功率P C 各减小多少？解：当ηC1 = 40% 时，P D1 = P o /ηC = 2500 W ，P C1 = P D1 - P o =1500 W当ηC2 = 70% 时，P D2 = P o /ηC =1428.57 W ，P C2 = P D2 - P o = 428.57 W 可见，随着效率升高，P D 下降，(P D1 - P D2) = 1071.43 WP C 下降，(P C1 - P C2) = 1071.43 W1-6 如图（b ）所示为低频功率晶体管3DD325的输出特性曲线，由它接成的放大器如图（a ）所示，已知V CC = 5 V ，试求下列条件下的P L 、P D 、ηC （运用图解法）：（1）R L = 10Ω，Q 点在负载线中点，充分激励；（2）R L = 5 Ω，I BQ 同（1）值，I cm = I CQ ；（3）R L = 5Ω，Q 点在负载线中点，激励同（1）值；（4）R L = 5 Ω，Q 点在负载线中点，充分激励。

解：(1) R L = 10 Ω 时，作负载线(由V CE = V CC - I C R L )，取Q 在放大区负载线中点，充分激励，由图得V CEQ1 = 2.6V ，I CQ1 = 220mA ，I BQ1 = I bm = 2.4mA因为V cm = V CEQ1-V CE(sat) = (2.6 - 0.2) V = 2.4 V ，I cm = I CQ1 = 220 mA所以mW 26421cm cm L ==I V P ，P D = V CC I CQ1 = 1.1 W ，ηC = P L / P D = 24%(2) 当 R L = 5 Ω 时，由V CE = V CC - I C R L 作负载线，I BQ 同(1)值，即I BQ2 = 2.4mA ，得Q 2点，V CEQ2 = 3.8V ，I CQ2 = 260mA这时，V cm = V CC -V CEQ2 = 1.2 V ，I cm = I CQ2 = 260 mA 所以 mW 15621cm cm L ==I V P ，P D = V CC I CQ2 = 1.3 W ，ηC = P L / P D = 12%(3) 当 R L = 5 Ω，Q 在放大区内的中点，激励同(1)，由图Q 3点，V CEQ3 = 2.75V ，I CQ3= 460mA ，I BQ3 = 4.6mA ， I bm = 2.4mA相应的v CEmin = 1.55V ，i Cmax = 700mA 。

三极管四种工作状态根据正弦信号整个周期内三极管的导通情况划分甲类：一个周期内均导通晶体管在输入信号的整个周期都导通静态I C较大，波形好, 管耗大效率低。

乙类：导通角等于180°晶体管只在输入信号的半个周期内导通，静态I C=0，波形严重失真, 管耗小效率高。

甲乙类：导通角大于180°晶体管导通的时间大于半个周期，静态I C 0，一般功放常采用。

丙类：导通角小于180°图3-4 各级电压和电流波形丙类(C类)高频功率放大器的折线分析法图3-5 3DA21静态特性曲线及其理想化cos cnm I +()cd t θωcos θ出电路 。

宽频带功率放大器没有选频作用。

因此谐波的抑制成了一个重要的问题。

为此，放大管的工作状态就只能选在非线性畸变比较小的甲类或甲乙类状态，效率较低，也就是说宽频带放大器是以牺牲效率作为代价来换取宽频带输出的 。

传输线变压器是将两根等长的导线紧靠在一起，并绕在高导磁率低损耗的磁芯上构成的。

最高工作频率可扩展到几百兆赫甚至上千兆赫。

传输线变压器与普通变压器在传输能量的方式上是不相同的，传输线变压器负载两端的电压不是次级感应电压，而是传输线的终端电压。

两根导线紧靠在一起，所以导线任意长度处的线间电容很大，且在整个线上均匀分布。

其次，两根等长导线同时绕在高μ磁芯上，所以导线上均匀分布的电感量也很大，这种电路通常又叫分布参数电路。

在传输线变压器中，线间的分布电容不影响高频能量的传输，电磁波以电磁能交换的形式在导线间介质中传播的。

u su su sR LR LR LR s R sR s (a) 结构示意图(c) 普通变压器的原理电路(b) 原理电路图u 1u 2u 1u 2u 1u 2。

选择题1、并联型晶体振荡器中，石英晶体在电路中起( )作用。

A. 电阻B. 电容C. 电感D. 短路2、串联型晶体振荡器中，石英晶体在电路中起( )作用。

A. 电阻B. 电容C. 电感D. 短路3、为提高振荡频率的稳定度，高频正弦波振荡器一般选用（）。

A．LC正弦波振荡器B．晶体振荡器 C．RC正弦波振荡器4、试用自激振荡的相位条件判别下图能产生自激振荡的电路（）。

A. B. C. D.5、正弦振荡器中选频网络的作用是（）A．产生单一频率的正弦波 B．提高输出信号的振幅 C．保证电路起振6、石英晶体谐振等于fs时，相当于LC回路的（）。

A.串联谐振现象B.并联谐振现象C.自激现象D.失谐现象7、判断下图是哪一类振荡器（）。

A.电感三点式B.电容三点式C.改进的电容三点式D.变压器耦合式A.考毕兹振荡器（Coplitts）B.哈特莱振荡器(Hartley)C.克拉波振荡器(Clapp)D.西勒振荡器(Seiler)8、电容三点式LC正弦波振荡器与电感三点式LC正弦波振荡器比较，优点是（）。

A.电路组成简单B.输出波形好C.容易调节振荡频率D.频率稳定度高9、改进型电容三点式振荡器的主要优点是（）。

A.容易起振B.振幅稳定C.频率稳定度较高D.减小谐波分量10、石英晶体振荡器的主要优点是（）。

A.容易起振B.振幅稳定C.频率稳定度高D.减小谐波分量11．如图所示电路，以下说法正确的是（）A.该电路可以产生正弦波振荡B.该电路不能产生正弦波振荡，原因在于振幅平衡条件不能满足；C.该电路不能产生正弦波振荡，原因在于相位平衡条件不能满足；D.该电路不能产生正弦波振荡，原因在于振幅平衡、相位平衡条件均不能满足12、振荡器的平衡条件为( )。

A.AF>1B.AF=1C.AF<1D.AF>=113、振荡器的起振条件为( )。

A.AF<1B.AF=1C. AF>1D.AF>=114、判断下图是哪一类振荡器（）。