射频放大器工作原理

实验四：射频功率放大器

【实验目的】

通过功率放大器实验，让学生了解功率放大器的基本结构，工作原理及其设计步骤，掌握功率放大器增益、输出功率、频率范围、线性度、效率和输入/输出端口驻波比等主要性能指标的测试方法，以此加深对以上各项性能指标的理解。

【实验环境】

1．实验分组：每组2~4人

2．实验设备：直流电源一台，频谱仪一台，矢量网络分析仪一台，功率计一只，10dB衰减器一个，万用表一只，功率放大器实验电路板一套

【实验原理】

一、功率放大器简介

功率放大器总体可分成A、B、C、D、E、F六类。而这六个小类又可以归入不同的大类，这种大类的分类原则，大致有两种：一种是按照晶体管的导通情况分，另一种按晶体管的等效电路分。按照信号一周期内晶体管的导通情况，即按导通角大小，功率放大器可分A、B、C三类。在信号的一周期内管子均导通，导通角180（在信号周期一周内，导通角度的一半定义为导通角），称为A类。一周期内只有一半导通的成为B类，即90。导通时间小于一半周期的称为C类，此时90。如果按照晶体管的等效电路分，则A、B、C属于一大类，它们的特点是：输入均为正弦波，晶体管都等效为一个受控电流源。而D、E、F属于另一类功放，它们的导通角都近似等于90，均属于高功率的非线性放大器。

二、功率放大器的技术要求

功率放大器用于通信发射机的最前端，常与天线或双工器相接。它的技术要求为：

1. 效率越高越好

2. 线性度越高越好

3. 足够高的增益 4. 足够高的输出功率

5. 足够大的动态范围

6. 良好的匹配（与前接天线或开关器）

三、功率放大器的主要性能指标

1.工作频率

2.输出功率

3.效率

4.杂散输出与噪声

5.线性度

6.隔离度

四、功率放大器的设计步骤

1.依据应用要求（功率、频率、带宽、增益、功耗等），选择合适的晶体管

2.确定功率放大器的电路和类型

3.确定放大器的直流工作点和设计偏置电路

10kWDAM中波广播发射机射频功率放大器的原理与维护

1. 介绍

10kWDAM中波广播发射机射频功率放大器是一种用于放大广播信号的设备，它主要用于放大调制信号。本文将介绍该设备的原理和维护方法。

2. 设备原理

10kWDAM中波广播发射机射频功率放大器是一种高频放大器，主要包括射频放大器、调制器和电源等组件。其主要原理如下：

• 射频放大器：将来自调制器的射频信号进行放大，以使其达到足够的功率。

• 调制器：将音频信号转换成射频信号，然后将其输入到射频放大器中。

• 电源：支持设备的电力需求，确保设备正常工作。

维护方法：

1. 定期检查设备是否出现损坏，建议每6个月进行一次。

2. 对设备进行清洁，保证设备的外观整洁无污点。

3. 定期校准设备，以确保设备的精度和稳定性。

3. 设备特点

10kWDAM中波广播发射机射频功率放大器具有以下特点：

1. 稳定性好：设备输出信号稳定，并且具有很高的输出功率。

2. 精度高：该设备具有很高的放大精度，可以放大从10kHz到1000kHz的信号。

3. 大容量：该设备的功率输出为10kW，可以满足中等规模广播需求。

4. 适用范围

10kWDAM中波广播发射机射频功率放大器广泛使用于中等规模广播需求的领域。例如，广播电视台、企业、学校等场所都可以使用该设备。

5. 使用注意事项

在使用10kWDAM中波广播发射机射频功率放大器时，需要注意以下几点：

1. 在启动设备前应该检查电源是否正常，以确保电源是稳定的。

2. 在使用设备时，需要避免在潮湿或大气压力变化大的环境下使用。 3. 在设备使用过程中，需要避免出现过压或过流的情况，以免对设备产生不良影响。

6. 总结

10kWDAM中波广播发射机射频功率放大器是一种广泛应用于中等规模广播领域的设备。该设备具有很高的放大精度和功率输出，稳定性好，并且使用寿命较长。使用该设备时需要注意设备的维护和保养，在使用过程中需要小心谨慎，以延长设备的使用寿命。

射频放大器负反馈原理

射频放大器的负反馈原理是指通过将放大器的输出信号与输入信号之间进行比较，并将比较的结果返回到放大器的输入端，以减小放大器的增益，改善其稳定性和线性度的一种控制方法。在射频放大器中，负反馈可以通过不同的方式实现，比如电压负反馈和电流负反馈。

电压负反馈是指将放大器输出端的信号与输入端的信号进行比较，然后将比较结果通过一个负反馈网络返回到放大器的输入端。这样可以减小放大器的增益，提高其线性度和稳定性。电压负反馈可以通过串联电阻、电容等元件来实现。

电流负反馈是指将放大器输出端的电流与输入端的电流进行比较，然后将比较结果通过一个负反馈网络返回到放大器的输入端。这样可以控制放大器的工作点，提高其线性度和稳定性。电流负反馈可以通过并联电阻、电感等元件来实现。

负反馈的作用是减小放大器的增益，降低失真，提高稳定性和线性度。负反馈还可以减小放大器的输出阻抗，提高其匹配性能。但是负反馈也会引入一些问题，比如增加噪声、带宽受限等，因此在设计中需要权衡利弊。

总的来说，射频放大器的负反馈原理是通过比较输出信号和输入信号，并将比较结果返回到输入端，以控制放大器的增益，提高其性能和稳定性。负反馈在射频电路设计中起着重要的作用，需要根据具体的应用需求来选择合适的负反馈方式和参数。

传输与发射　Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ＆Ｅｍｉｓｓｉｏｎ　总第８７期　

射频推动信号输出到Ｖ３　

制信号输入　

图１控制电路工作原理简化图　

通断。当控制信号为低电平时，放大器导通，　

Ｖ５、Ｖ６及二极管ＶＤ５、ＶＤ６为射频推动信号提　供通道。当控制信号为高电平时，放大器关　

断，三极管Ｖ７导通，射频激励信号通过ＶＤ７、　

ＶＤ８被箝位到地，功率ＭＯＳＦＥＴ管Ｖ３、Ｖ４截止，　

ＶＤ７、ＶＤ８导通所需的正电压为１Ｖ左右。当模块　

截止时，电容Ｃ５、Ｃ６为模块ＭＯＳＦＥＴ管Ｖ３和Ｖ４　

的栅极电容，用以保持推动级的负载恒定。　

５．功率放大及输出电路　

射频功率放大器的简化原理如图２所示。　

ＲＦ　０　

ＲＦ　１８　

图２射频功率放大器的简化原理图　

（１）Ａ部分的射频信号由Ｐ１—１～４端输出；　

Ｂ部分的射频信号由Ｐ１—７　１０端输出。　（２）来自调制编码板的控制信号为低电　

平时，功放桥开通，幅度为２８～３２Ｖｐ—Ｐ等幅反　

相的两路正弦激励信号分别加到场效应管Ｖ１、　

Ｖ３的栅极，背靠背齐纳二极管ＶＤ１、ＶＤ３用以　

保护功率场效应管免受栅极过压及瞬态电压的　

冲击。在等幅反相激励信号的作用下，功率放　大器工作于丁类开关状态，半桥的上、下两场　

效应管轮流饱和导通和截止，上、下两场效应　

管源、漏极连接点的输出电平轮流在供电电压　

和地电位之间变化。由于两半桥射频输入变压　器次级同名端不同，则耦合到两半桥射频输入　变压器次级的激励信号也等幅反相，所以两半　

桥的输出也是等幅反相。从图２中可以看出，　

功放单元左、右两半桥输出信号对地波形等幅　

反相，而全桥对合成变压器初级线圈的输出波　

形是一半桥输出端对另一半桥输出端的电压波　

形，所以输出波形的幅度是半桥的两倍。ｃ８一　

方面用于隔直通交，另一方面起选频作用，以　

防止场效应管短路时电流直接流向地。　

二、射频功率放大器的常见故障　

分析与处理　

故障现象：射频功率放大器无ＲＦ输出（以　

半桥为例）　检查处理：