射频功率放大器
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本文主要对射频功率放大器电路设计进行介绍,主要介绍了射频功率放大器电路设计思路部分,以及部分设计线路图一、阻抗匹配设计大多数PA都内部集成了到50欧姆的阻抗匹配设计网络,不过也有一些高功率PA 将输出端匹配放在集成芯片外部,以减小芯片面积。
常用的匹配设计有微带线匹配设计、分立器件匹配设计网络等,在典型设计中有可能会将两者共同使用,以改善因为分立器件数值不连续带来的匹配设计不佳的问题。
PA阻抗匹配设计原理和射频中的阻抗匹配相同,都是共轭匹配设计,主要实现功率的最大传输。
常用工具可以使用Smith圆图来观察阻抗匹配设计变化,同时用ADS软件来完成仿真。
二、谐波抑制由本人微博《射频功率放大器 PA 的基本原理和信号分析》得知,谐波一般是由器件的非线性产生的倍频分量。
谐波抑制对于CE、FCC认证显得尤为重要。
由于谐波的频率较分散,所以一般采用无源滤波器来衰减谐波分量,达到抑制谐波的效果。
不仅PA,其它器件包括调制信号输出端都有可能产生谐波,为了避免PA对谐波进行放大,有必要在PA输入端即添加抑制电路。
上图所示无源滤波器常用于2.4G频段的芯片输出端位置,该滤波器为五阶低通滤波器,截止频率约为3GHz,对2倍频和3倍频的抑制分别达到45.8dB和72.8dB。
使用无源滤波器实现谐波抑制有以下优点:l 简单直接,成本有优势l 良好的性能并且易于仿真l 可以同时实现阻抗匹配设计三、系统设计优化系统设计优化主要从电源设计,匹配网络设计出发,实现PA性能的稳定改善。
3.1 电源设计功率放大器是功耗较大的器件,在快速开关的时候瞬间电流非常大,所以需要在主电源供电路径上加至少10uF的陶瓷电容,同时走线尽量宽,让电容放置走线上,充分利用电容储能效果。
PA供电电源一般有开关噪声和来自其它模块的耦合噪声,可以在PA靠近供电管脚处放置一些高频陶瓷电容。
有必要也可以加扼流电感或磁珠来抑制电源噪声。
从SE2576L的结构框图可以看出,该PA一共由三级放大组成,每一级都单独供电,前面两级作为小信号电压增大以及开关偏置电路,其工作电流较小,最后一级功率放大,其电流很大。
射频功率放大器射频功率放大器(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。
目录一、什么是射频功率放大器二、射频功率放大器技术指标三、射频功率放大器功能介绍四、射频功率放大器的工作原理五、射频放大器的芯片六、射频功率放大器的技术参数七、射频放大器的功率参数八、射频功率放大器组成结构九、射频功率放大器的种类正文一、什么是射频功率放大器射频功率放大器是发送设备的重要组成部分。
射频功率放大器的主要技术指标是输出功率与效率。
除此之外,输出中的谐波分量还应该尽可能地小,以避免对其他频道产生干扰。
射频功率放大器是对输出功率、激励电平、功耗、失真、效率、尺寸和重量等问题作综合考虑的电子电路。
在发射系统中,射频功率放大器输出功率的范围可以小至mW,大至数kW,但是这是指末级功率放大器的输出功率。
为了实现大功率输出,末前级就必须要有足够高的激励功率电平。
射频功率放大器的主要技术指标是输出功率与效率,是研究射频功率放大器的关键。
而对功率晶体管的要求,主要是考虑击穿电压、最大集电极电流和最大管耗等参数。
为了实现有效的能量传输,天线和放大器之间需要采用阻抗匹配网络。
二、射频功率放大器技术指标1、工作频率范围一般来讲,是指放大器的线性工作频率范围。
如果频率从DC开始,则认为放大器是直流放大器。
2、增益工作增益是衡量放大器放大能力的主要指标。
增益的定义是放大器输出端口传送到负载的功率与信号源实际传送到放大器输入端口的功率之比。
增益平坦度,是指在一定温度下,整个工作频带范围内放大器增益的变化范围,也是放大器的一个主要指标。
3、输出功率和1dB压缩点(P1dB)当输入功率超过一定量值后,晶体管的增益开始下降,最终结果是输出功率达到饱和。
射频PA原理
射频功率放大器(PA)是一种用于放大射频信号的电子设备,是射频通信系统中不可或缺的重要部分。
该设备能够将较低功率的射频信号放大到足够的功率级别,以便在无线通信中传输足够距离的信号。
射频PA的原理是基于晶体管的放大原理,根据输入信号的大小
改变晶体管的工作点,从而控制晶体管的输入/输出特性。
在放大器中,信号通过输入端进入,经过放大器的增益单元,最终通过输出端输出。
射频PA的性能通常由几个关键参数来描述,包括增益、输出功率、效率和线性度等。
增益是指放大器输出信号与输入信号之间的比值,输出功率是指放大器输出信号的功率级别,效率是指放大器输出功率与输入功率之间的比值,线性度是指放大器输出信号的失真程度。
射频PA的应用范围非常广泛,涵盖了无线通信、雷达、卫星通信、医疗设备、航空航天等多个领域。
近年来,随着射频技术的不断发展,射频PA的性能也得到了不断提高,这对于提高无线通信的可
靠性和覆盖范围有着重要的意义。
- 1 -。
情况说明
产品名称:半导体器件测试系统
税号:9030820000
报关单号:010120151015529312
一、进口产品整体情况说明
PAx-ac型的半导体器件测试系统针对不同的半导体器件开发的测试程序,测试半导体器件的各项功能是否合格,如测试数字器件在特定向量下是否工作正常;或者测试射频器件的直流、功率、调变功率、最大功率、信号衰减度是否合格。
如下图所示,该系统主要包括测试主机、测试头及支架、计算机三个部分,其中本次进口的部分为测试主机、测试头及支架,计算机从国内采购。
计算机
二、关于被测样品的说明
射频功率放大器,即将输入的内容加以放大并输出。
输入和输出的内容,我们称之为“信号”,往往表示为电压或功率。
射频功率放大器(PA)用于将收发器输出的射频信号放大。
功率放大器领域
是一个独立的领域,也是手机里无法集成化的元件,同时这也是手机中最重要的
元件,手机性能、占位面积、通话质量、手机强度、电池续航能力都由功率放大
器决定。
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。
射频功率放大器的工作原理
功率放大器又称为放大器,是一种电子元件,可将信号的功率放大,一般指交流电的功率放大。
由于其输出功率大,输出功率的大小取决于器件的阻抗和负载。
通过选择合适的参数可在输出端得到较高的输出功率。
射频功率放大器是一种具有多功能的电子设备,其主要作用是放大信号,具有增益高、线性度好、效率高等优点,在现代通信中得到了广泛应用。
在发射机系统中,射频功率放大器是用来提高发射机输出信号的功率和放大所需电压;在接收机系统中,射频功率放大器是用来提高接收机输出信号的功率和放大所需电压。
射频功率放大器一般是由带通滤波器、匹配网络、功放电路、控制器和电源五部分组成。
通常采用全波仿真软件进行仿真分析。
电路中有一个或多个放大器构成。
通常情况下,一个放大器通常由两个晶体管构成,每个晶体管有四个极(四个发射极),一个
与直流偏置电压相连的电源和一个与负载相连的输出级(图1)。
另外两个晶体管则与输入级和输出级相连。
—— 1 —1 —。
集成电路射频功率放大器的设计与实现近年来,随着科技的飞速发展和通信技术的不断革新,集成电路和射频功率放大器的需求量也不断增加。
本文将重点介绍集成电路射频功率放大器的设计和实现方法。
一、射频功率放大器的基本概念射频功率放大器是指在射频频率范围内的功率放大器,其主要目的是提供信号放大和驱动负载的功率。
一般来说,射频功率放大器的工作频率范围在几百千赫到几千兆赫之间,而功率范围则在几百瓦到几十瓦之间。
射频功率放大器的设计需要考虑多种因素,如频率响应、功率输出、效率、线性度、带宽、噪声和可靠性等。
同时,还需要考虑电路的物理尺寸和材料成本等因素。
二、集成电路射频功率放大器的设计原理基本的集成电路射频功率放大器电路通常由一个输入网络、一个放大器和一个输出网络组成。
其中,输入网络和输出网络通常用于匹配阻抗和抑制谐波,而放大器则是主要的信号处理单元。
在设计射频功率放大器时,需要根据具体的应用要求选择合适的晶体管。
而晶体管的选择主要取决于需要达到的功率输出和频率范围。
同时,还需要对晶体管的偏置点进行优化,以提高其线性度和效率。
在放大器的选择和偏置点设置之后,接下来需要对输入网络和输出网络进行设计。
输入网络需要匹配信号源的阻抗,并通过调节其参数(如电容和电感)来优化放大器的频率响应。
输出网络则需要匹配负载的阻抗,并通过调节其参数来抑制反射波和谐波。
三、集成电路射频功率放大器的实现方法在进行集成电路射频功率放大器的实现时,一种常见的设计方法是使用基于微波传输线的设计技术。
该技术基于在通信系统中广泛使用的同轴电缆或微波传输线来传输射频信号。
基于微波传输线的设计方法将电路转换为等效传输线模型,并使用S参数(也称为散射参数)描述电路的行为。
通过适当选择传输线的特性阻抗和长度,可以实现输入网络和输出网络的匹配。
此外,还可以利用现代集成电路设计软件来模拟和分析电路的行为。
通过使用这些软件可以进行电路的优化,并在仿真过程中检验电路的性能。
射频功率放大器的工作原理解析射频功率放大器是一种将低功率射频信号放大到较高功率的电子器件。
它在无线通信、雷达、卫星通信等领域中起到至关重要的作用。
本文将从射频功率放大器的基本原理、工作模式、实现方式等方面对其进行深入解析,并提供我的观点和理解。
一、射频功率放大器的基本原理射频功率放大器的基本原理是利用非线性元件的特性,将低功率射频信号输入到放大器中,并通过放大器的放大过程,使得输出信号的功率得到显著增加。
放大器的输入和输出之间的增益被称为功率放大倍数,通常用分贝表示。
射频功率放大器的基本原理可以概括为三个步骤:输入信号的匹配、非线性放大和输出匹配。
二、射频功率放大器的工作模式射频功率放大器的工作模式通常包括A类、AB类、B类、C类等几种。
其中,A类是一种常用的工作模式,它具有较高的线性度和低失真程度,但功率效率较低;AB类是A类的改进版本,能够在线性度和功率效率方面取得较好的平衡;B类是功率效率最高的工作模式,但失真较大;C类是功率效率最高的失真也最大的工作模式。
根据不同的应用需求和性能要求,可以选用不同的工作模式。
三、射频功率放大器的实现方式射频功率放大器的实现方式主要有晶体管放大器和管子放大器两种。
晶体管放大器是目前最常用的实现方式,它可以通过调整偏置电流和控制输入信号的幅度来实现放大。
晶体管放大器具有体积小、重量轻、功率效率高等优点,广泛应用在许多领域。
而管子放大器则更适用于一些功率较大的场景,其主要原理是利用电子管和变压器的结合来实现功率放大。
四、我的观点和理解在了解射频功率放大器的工作原理后,我认为射频功率放大器在无线通信和雷达等领域中的作用不可忽视。
它不仅能够提高信号的传输距离和覆盖范围,还能够保证信号的稳定性和可靠性。
射频功率放大器的选择要根据具体的应用需求和性能要求来确定,不同的工作模式和实现方式都有各自的优点和适用场景。
总结:通过本文的解析,我们可以了解到射频功率放大器的基本原理、工作模式和实现方式。
射频功率放大器原理1. 原理概述射频功率放大器是无线通信系统中常见的关键组件,用于放大射频信号的功率,以提高信号质量和覆盖范围。
其原理主要基于放大器电路和射频信号特性相结合,实现对射频信号的放大和增强。
2. 放大器分类根据实现射频信号放大的方法和原理,射频功率放大器可以分为多种类型,常见的包括: ### 2.1 A类放大器 A类放大器是一种常用的放大器类型,它能够提供高度的线性增益,但效率较低。
A类放大器适合用于需要高保真度的音频放大器和低功率射频应用。
2.2 B类放大器B类放大器是一种效率较高的放大器类型,它利用功率开关技术,在信号的正半周期和负半周期分别进行放大。
B类放大器适用于需要较高功率输出和较低失真度的射频应用。
2.3 C类放大器C类放大器是一种高效率的放大器类型,但它的线性增益较低。
C类放大器在信号的负半周期截断,只放大正半周期的信号。
C类放大器适合用于功率要求高、失真度要求较低的射频应用。
2.4 D类放大器D类放大器是一种数字化的放大器类型,它利用数字脉冲宽度调制(PWM)技术将射频信号数字化,并通过高频开关进行放大。
D类放大器具有高效率和低失真度的特点,适用于高功率射频应用。
3. 射频功率放大器原理射频功率放大器主要通过调制输入信号来实现对射频信号的放大。
其原理包括输入匹配、功率放大和输出匹配等关键步骤。
3.1 输入匹配输入匹配是保证输入信号能够被最大限度地传递到功率放大器的关键部分。
通过合理设计输入匹配网络,使得输入阻抗与信号源的阻抗相匹配,从而最大限度地减小反射和传输损耗。
3.2 功率放大功率放大是射频功率放大器的核心功能,主要通过功率放大器的放大单元来实现。
放大单元通常采用晶体管作为放大元件,通过合理的电压和电流驱动,将输入信号的功率放大到所需程度。
3.3 输出匹配输出匹配是保证功率放大器输出信号能够被负载(如天线)最大限度地吸收的关键部分。
通过设计输出匹配网络,使得输出阻抗与负载的阻抗相匹配,从而最大限度地减小反射和能量损耗。
射频功率放大器的应用场景
射频功率放大器在许多领域都有广泛的应用场景。
首先,射频功率放大器常常用于通信系统中,包括无线电通信、卫星通信、雷达系统和射频识别(RFID)系统等。
在这些应用中,射频功率放大器用于增加信号的功率,以便信号能够在长距离传输或者穿透障碍物。
此外,射频功率放大器也被广泛应用于医疗设备中,例如核磁共振成像(MRI)系统和医用超声波设备。
在这些设备中,射频功率放大器用于增加信号的强度,以便获得更清晰和准确的医学图像。
另外,射频功率放大器还常见于科学研究领域,例如天文学中的射电望远镜和粒子加速器等。
在这些应用中,射频功率放大器用于处理和放大来自宇宙或者实验中的微弱射频信号,以便进行分析和研究。
除此之外,射频功率放大器还被用于无线电广播、电视广播、航空航天领域、雷达系统、军事通信和电子对抗系统等领域。
总的来说,射频功率放大器在各种通信、医疗、科学研究和军事领域都
有着重要的应用价值,它的作用是增强射频信号的功率,以确保信号能够被准确传输、接收和处理。
宽带射频功率放大器设计射频(Radio Frequency,简称RF)功率放大器在现代通信系统中起着重要的作用。
它的主要功能是将低功率的射频信号放大到足够的功率级别,以便于传输和处理。
宽带射频功率放大器是一种可以在大范围的频率范围内提供高功率放大的设备。
本文将介绍宽带射频功率放大器的设计。
在设计宽带射频功率放大器之前,需要明确一些基本参数和要求。
首先,需要确定放大器的工作频率范围。
宽带放大器通常涵盖几个频率段,因此需要确保在所需的频率范围内具有足够的增益和线性性能。
其次,需要确定放大器的输出功率要求。
输出功率是放大器设计中的一个重要指标,它决定了放大器能够提供的最大信号功率。
最后,需要考虑放大器的线性性能和稳定性。
线性性能是指放大器输出信号与输入信号之间的线性关系,而稳定性是指放大器在工作过程中能够维持恒定的增益和相位特性。
在设计过程中,可以使用不同的拓扑结构和技术来实现宽带射频功率放大器。
其中一种常见的结构是宽带巴氏极双管功率放大器。
该结构使用共射和共基级联的方式来实现高增益和宽带特性。
另一种常用的结构是宽带巴氏极共基功率放大器,它具有简单的结构和高输入阻抗,适用于高频应用。
在选取合适的放大器结构后,还需要选取合适的放大器器件。
常用的射频功率放大器器件包括三极管、场效应晶体管和集成电路。
三极管具有高增益和线性特性,适用于较低频率的应用。
场效应晶体管具有较高的工作频率和功率特性,适用于较高频率的应用。
集成电路则具有更高的集成度和稳定性。
根据特定的应用需求,可以选择合适的器件。
除了放大器器件外,还需要选择合适的匹配网络来实现放大器的输入和输出匹配。
匹配网络能够提高放大器的功率传输效率和线性特性。
常用的匹配网络包括隔离电容、电感和变压器等。
通过合理选择匹配网络的参数,可以实现最佳的匹配效果。
最后,在完成放大器设计后,需要进行仿真和测试验证。
使用电磁仿真软件可以对放大器的工作性能进行模拟和优化。
实际测试可以验证设计的准确性和性能指标的达标情况。
射频功率放大器调试方法说明书一、引言射频功率放大器是一种电子设备,用于增加射频信号的功率并驱动负载。
为了确保放大器的性能达到最佳状态,需要进行调试和测试。
本文将详细介绍射频功率放大器的调试方法,以便用户能够正确地使用和调试该设备。
二、工具和设备准备在开始调试射频功率放大器之前,需要准备以下工具和设备:1. 射频功率放大器设备:确保设备完好并具备正确的电源供应;2. 射频信号发生器:用于提供测试信号;3. 射频功率计:用于测量输出功率以评估放大器的性能;4. 示波器:用于观察和分析信号波形;5. 连接线和适配器:确保所有设备之间的连接稳定可靠。
三、调试步骤以下是射频功率放大器的调试步骤:步骤1:搭建连接1. 将射频信号发生器的输出连接到放大器的输入端;2. 将放大器的输出端连接到射频功率计,以便测量输出功率。
步骤2:供电1. 确保射频功率放大器的电源已连接;2. 打开电源,并确保电源指示灯亮起。
步骤3:调整增益1. 将射频信号发生器的频率设置为所需的值;2. 逐渐增加放大器的增益,观察输出功率的变化;3. 调整增益至输出功率达到预期水平。
步骤4:测试和分析1. 使用射频功率计测量输出功率,并记录结果;2. 使用示波器观察输出波形,确保信号质量符合要求;3. 如有需要,可以根据信号特性进行调整,并重新进行测试。
步骤5:性能评估根据测试结果进行性能评估,包括输出功率、线性度、频率响应等指标。
根据评估结果,可以决定是否需要进一步调整放大器的参数或进行其他修正。
四、注意事项在进行射频功率放大器的调试过程中,需要注意以下事项:1. 根据放大器的规格和要求,确保输入信号的频率、功率范围等参数合适;2. 在调试过程中,应注意放大器的工作温度和电源供应的稳定性;3. 避免输入信号过大或过小,以防损坏放大器或导致不准确的测试结果;4. 在进行调整和测试时,应尽量减小干扰和噪音,以确保测试结果的准确性。
五、总结本文提供了射频功率放大器的调试方法说明书,详细介绍了调试所需的工具和设备准备、调试步骤以及注意事项。
基本概念射频功率放大器(RF PA)是发射系统中的主要部分,其重要性不言而喻。
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(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。
在调制器产生射频信号后,射频已调信号就由RF PA将它放大到足够功率,经匹配网络,再由天线发射出去。
放大器的功能,即将输入的内容加以放大并输出。
输入和输出的内容,我们称之为“信号”,往往表示为电压或功率。
对于放大器这样一个“系统”来说,它的“贡献”就是将其所“吸收”的东西提升一定的水平,并向外界“输出”。
如果放大器能够有好的性能,那么它就可以贡献更多,这才体现出它自身的“价值”。
如果放大器存在着一定的问题,那么在开始工作或者工作了一段时间之后,不但不能再提供任何“贡献”,反而有可能出现一些不期然的“震荡”,这种“震荡”对于外界还是放大器自身,都是灾难性的。
射频功率放大器的主要技术指标是输出功率与效率,如何提高输出功率和效率,是射频功率放大器设计目标的核心。
通常在射频功率放大器中,可以用LC谐振回路选出基频或某次谐波,实现不失真放大。
除此之外,输出中的谐波分量还应该尽可能地小,以避免对其他频道产生干扰。
分类根据工作状态的不同,功率放大器分类如下:传统线性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。
射频功率放大器调试方法射频功率放大器调试调试的一般步骤:1、连接好系统,因为你的放大器有可能会自激,要注意的是做好仪器的保护,在仪器的输入输出都得加上衰减器,特别是功放输出接到一起输入之间要根据你的攻放可能输出的功率选择合适的衰减器;同时给mos 管栅极供电的电源可以调节电压,给漏极供电的电源最好采用的有限流功能的;焊好功率管之前,可以先调节好G 极的电压为0 或很小,2、焊好功率管之后不要急着加电,一定仔细检查系统,注意测G 极的电压的万用表最好使用指针式的,数字表的表笔可能电压比较高,特别对cmos 管,把漏极电源的输出电流限在比较小的范围内;3、上电后注意你的仪器的频响波形及电源电流,逐渐调高栅极电压,直至导通,导通后如果不存在自激现象,逐渐加大电压、逐渐放开漏极电源的输出电流,直到你设计的静态工作点电压;4、调试频响,如果功放采用分立元件匹配,可以适当改变电感电容的大小和位置,耐心调试可以调到你合理的指标要求;如果在较高频率使用,采用微带电路匹配,调试比较困难;5、频响调试好后,需要调试功放的线性指标,一般来说输出匹配电路对线性影响比较大,可以先不考虑频响的条件下改变输出匹配,以改善线性指标,待达到你需要的要求指标后,回到第四步,调试频响,不过这时不要改变输出的匹配的电路,来来回回调试几次我想可以达到你的要求的。
频响可以先调到2db 左右,后就可以把功率调出来,调功率的技巧和你功放的频段有很大的关系,如果是 ku 的可以推到饱和调,功率够了,最后在在前级调最后的平坦度,一搬不会影响压缩点功率的!还有就是在调试的时候不要加太大电容来调我上次调BLF147 的时候用个 220U 的结果自激励把芯片烧了一般 800-900M 可加 10P 以下的电容,而WCDMA 的则要加1P 以下的我都调了三年了,现在想想,都是从理论出来了无非都是改变推动级和末级阻抗的问题.就是在某个地方是加大电容容量还是减小电容容量.还有移动电容的位置,位置很重要.首先要对硬件电路的原理理解,如果是仿真过的电路,实际中把原件参数在设计的范围上下进行修改测试还有就是 PA 的工作点的选择和输入输出的阻抗匹配。
射频功率放大器工作原理一、前言射频功率放大器是无线电通信系统中重要的组成部分,它能够将低功率射频信号放大为高功率输出信号,以满足通信系统的传输要求。
本文将详细介绍射频功率放大器的工作原理。
二、射频功率放大器的基本结构射频功率放大器通常由输入匹配网络、放大器核心和输出匹配网络三部分组成。
其中输入匹配网络负责将输入信号与放大器核心相匹配,输出匹配网络则负责将放大器输出与负载相匹配。
三、射频功率放大器的工作原理1. 放大器核心放大器核心是射频功率放大器最重要的部分,它决定了整个系统的增益和性能。
常见的核心包括晶体管、管子等。
以晶体管为例,其工作原理如下:当输入信号进入晶体管时,它会在基极和发射极之间形成一个电场。
如果这个电场足够强,就会使得基极与发射极之间形成一个导电通道,从而导致晶体管处于饱和状态。
在饱和状态下,晶体管可以看做一个电阻,其阻值与输入信号的幅度成反比例关系。
因此,当输入信号变大时,晶体管的阻值就会变小,从而使得输出信号的幅度也随之增大。
2. 输入匹配网络输入匹配网络是将输入信号与放大器核心相匹配的重要部分。
它通常由电容、电感等元件组成,并且需要根据放大器核心的特性进行调整。
在输入信号进入放大器前,它需要通过输入匹配网络进行调整。
如果匹配不好,就会导致信号反射和损耗等问题。
3. 输出匹配网络输出匹配网络是将放大器输出与负载相匹配的重要部分。
它通常由电容、电感等元件组成,并且需要根据负载特性进行调整。
在放大器输出进入负载前,它需要通过输出匹配网络进行调整。
如果匹配不好,就会导致功率损失和负载反射等问题。
四、射频功率放大器的分类射频功率放大器可以根据其工作方式和应用场景进行分类。
常见的分类方法包括:1. 按工作方式分类(1)线性功率放大器:能够在保持线性特性的同时实现高增益和高输出功率。
(2)非线性功率放大器:能够在保持高效率的同时实现高增益和高输出功率。
2. 按应用场景分类(1)宽带功率放大器:适用于需要处理多频段信号的场景,如广播电视、移动通信等。
射频功率放大器射频功率放大器(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。
目录一、什么是射频功率放大器二、射频功率放大器技术指标三、射频功率放大器功能介绍四、射频功率放大器的工作原理五、射频放大器的芯片六、射频功率放大器的技术参数七、射频放大器的功率参数八、射频功率放大器组成结构九、射频功率放大器的种类正文一、什么是射频功率放大器射频功率放大器是发送设备的重要组成部分。
射频功率放大器的主要技术指标是输出功率与效率。
除此之外,输出中的谐波分量还应该尽可能地小,以避免对其他频道产生干扰。
射频功率放大器是对输出功率、激励电平、功耗、失真、效率、尺寸和重量等问题作综合考虑的电子电路。
在发射系统中,射频功率放大器输出功率的范围可以小至mW,大至数kW,但是这是指末级功率放大器的输出功率。
为了实现大功率输出,末前级就必须要有足够高的激励功率电平。
射频功率放大器的主要技术指标是输出功率与效率,是研究射频功率放大器的关键。
而对功率晶体管的要求,主要是考虑击穿电压、最大集电极电流和最大管耗等参数。
为了实现有效的能量传输,天线和放大器之间需要采用阻抗匹配网络。
二、射频功率放大器技术指标1、工作频率范围一般来讲,是指放大器的线性工作频率范围。
如果频率从DC开始,则认为放大器是直流放大器。
2、增益工作增益是衡量放大器放大能力的主要指标。
增益的定义是放大器输出端口传送到负载的功率与信号源实际传送到放大器输入端口的功率之比。
增益平坦度,是指在一定温度下,整个工作频带范围内放大器增益的变化范围,也是放大器的一个主要指标。
3、输出功率和1dB压缩点(P1dB)当输入功率超过一定量值后,晶体管的增益开始下降,最终结果是输出功率达到饱和。
当放大器的增益偏离常数或比其他小信号增益低1dB时,这个点就是大名鼎鼎的1dB压缩点(P1dB)。
一般说放大器的功率容量,就是拿1dB压缩点来表示的了。
4、效率由于功放是功率元件,需要消耗供电电流。
因此功放的效率对于整个系统的效率来讲极为重要。
功率效率是功放的射频输出功率与供给晶体管的直流功率之比。
ηp=射频输出功率/直流输入功率5、交调失真(IMD)交调失真是指具有不同频率的两个或者更多的输入信号通过功率放大器而产生的混合分量。
这是由于功放的非线性特质造成的。
其中,由于三阶交调产物离基波信号特别近,影响最大,因此交调产物中着重考虑的就是三阶交调。
三阶交调产物越低越好。
6、三阶交调截止点(IP3)基波信号输出功率延长线与三阶交调延长线的交点称为三阶交调截止点,用符号IP3表示。
IP3也是功放非线性的重要指标。
当输出功率一定时,三阶交调截止点输出功率越大,功放的线性度就越好。
7、动态范围功放的动态范围一般是指最小可检测信号到线性工作区最大输入功率之间的差值。
自然,这个值肯定是越大越好。
8、谐波失真当输入信号增加到一定程度后,功放会由于工作到了非线性区产生一系列谐波。
对于大功率放大器系统中,一般需要用滤波器将谐波降到60dBc以下。
9、输入/输出驻波比这也是非常重要的指标,表明功放和整个系统的匹配程度。
输入、输出比变坏会导致系统的增益起伏和群时延变坏。
但是高驻波比的功放是比较难以设计的,一般的系统中,都会需要要求功放的输入驻波比低于2:1。
三、射频功率放大器功能介绍射频功率放大采用的是50~850MHz的功放芯片SBB-2089,其实功率增益可达20dB,目前收发距离可达150m左右,比较适于交通状况提示所用。
在无委会允许情况下,也可进一步扩大接收距离。
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。
射频功率放大器是发送设备的重要组成部分。
射频功率放大器的主要技术指标是输出功率与效率。
除此之外,输出中的谐波分量还应该尽可能地小,以避免对其他频道产生干扰。
射频功率放大器是对输出功率、激励电平、功耗、失真、效率、尺寸和重量等问题作综合考虑的电子电路。
在发射系统中,射频功率放大器输出功率的范围可以小至mW,大至数kW,但是这是指末级功率放大器的输出功率。
为了实现大功率输出,末前级就必须要有足够高的激励功率电平。
四、射频功率放大器的工作原理目前功率放大可以通过功率放大芯片实现,但其核心还是三极管和场效应管。
基于射频功率放大器通常其核心部分主要由三极管和场效应管或者MOS管构成,相信大家并不陌生。
射频功率放大器不同于其它工作于甲类、乙类、丙类的电子管射频功率放大器,不需要高电压;也不同于其它低频功率放大器,没有多少带宽。
丁类放大器中场效应管工作于开关状态,漏极耗散功率非常低,虽然开、关过度期工作在线性区功率很大,但工作频率高,过度期非常短,工作效率比以往功率放大器大大提高,实际上就可以做到百分之九十以上。
场效应管丁类放大器都是由两个或以上成对的管子组成,它们分成两组轮流导通,合作完成功率放大任务。
控制场效应管工作于开关状态的激励电压可以是正弦波也可以是方波。
实际电路有两种,即电流开关型和电压开关型。
因为电流开关型电路中,输出电流是方波,工作频率高时场效应管开关转换时间不能忽视,所以中波广播发射机中采用电压开关型电路。
分为全桥和半桥两种工作方式。
桥式功放就是现在生产和运行的中波广播发射机中的射频功率放大器,桥式功放是由4个场效应管按电桥形式连接,以丁类开关放大方式工作的连接方式被叫做桥式功放,此全桥连接方式是一个H 型,故又称为H型丁类放大器。
全桥电路是由两个半桥组合而成,左右两部分的输出与相对的合成变压器初极线圈首尾相连,这种结构类似传统推挽电路形式。
两个射频功率放大器被设计成由独立电源系统供电,推动信号也是由电桥两部分各自独立输入,射频功率放大器这个半桥工作方式就被利用到预推动级。
五、射频放大器的芯片射频简称RF射频就是射频电流,是一种高频交流变化电磁波,为是Radio Frequency的缩写,表示可以辐射到空间的电磁频率,频率范围在300KHz~300GHz之间。
每秒变化小于1000次的交流电称为低频电流,大于10000次的称为高频电流,而射频就是这样一种高频电流。
高频(大于10K);射频(300K-300G)是高频的较高频段;微波频段(300M-300G)又是射频的较高频段。
射频技术在无线通信领域中被广泛使用,有线电视系统就是采用射频传输方式。
射频芯片指的就是将无线电信号通信转换成一定的无线电信号波形,并通过天线谐振发送出去的一个电子元器件,它包括功率放大器、低噪声放大器和天线开关。
射频芯片架构包括接收通道和发射通道两大部分。
六、射频功率放大器的技术参数射频功率放大器RF PA是发射系统中的主要部分,其重要性不言而喻。
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。
射频功率放大器的主要技术指标是:1、频率范围:放大器的工作频率范围是选择器件和电路拓扑设计的前提。
2、增益:是放大器的基本指标。
按照增益可以确定放大器的级数和器件类型。
G(db)=10log(Pout/Pin)=S21(dB)3、增益平坦度和回波损耗VSWR《2.0orS11,S22《-10dB4、噪声系数:放大器的噪声系数是输入信号的信噪比与输出信号的信噪比的比值,表示信号经过放大器后信号质量的变坏程度。
NF(dB)=10log[(Si/Ni)/(So/No)]七、射频放大器的功率参数现代的无线通信中,射频设备的使用相当普及,而射频放大器在设备中起粉至关重要的作用,放大器中有关功率参数的测t也引起相当的重视,而在实际的研发生产中对功率参数的理解和应用存在一定的误解,下面就一个放大器的特性来说明相关功率参数的含义和应用。
在描述一个放大器时,基本的参数有增益和最大输出电平(功率)。
为对增益有较为准确的描述,引入线性特性的参数来衡t,通常用ldB 压缩点对应输入功率和线性垠小输入电平来表示,两者之差就是放大器的输入动态范围。
对于ldB压缩点,在GSM直放站标准YD汀952一1998中是这样描述的:ldB压缩点输出功率是指放大器在增益下降ldB时,对应此时的输入功率,用图示方法表示是指当时的实际输出功率比理想的线形放大器对应的输出功率小ldB。
为进一步描述线性度。
还有一个指标就是增益步长误差,表示的是当输入变化单位信号强度时输出是否也变化相同的大小。
一个实际的放大器,由于物理特性和噪声的影响,当输入电平太小时不能保持有线性状态。
因此引入最小输出电平的概念。
通常认为输出比噪声电平高3dB时对应的输入电平为最小输入电平。
放大器的输出噪声功率为:P=kTBGF 。
八、射频功率放大器组成结构整个链路,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。
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。
九、射频功率放大器的种类射频功率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°。