射頻功放設計資料（共59頁pdf下載）

ID:386878 · 發表于 2018-8-16 14:02

在射頻系統中系統阻抗通常為 50 歐姆；而微波功率管的輸入、輸出阻抗值很小，通常只有幾個歐姆或零點幾歐姆，并且隨著功率管輸出功率能力的提高，單管的輸入和輸出阻抗值在逐漸減小。雖然近年來隨著廠家技術水平的提高和制造工藝的不斷改進，在功率管內部加入了一些內匹配電路，使單管的輸入和輸出阻抗值有所提高，但大功率的功率管輸入、輸出阻抗仍然只有幾個歐姆。這樣就要求我們在功率放大器的設計過程中，必須考慮到把功率管的輸入、輸出阻抗從幾個歐姆匹配到 50 歐姆，可以說成功的設計阻抗匹配電路是設計功率放大器的一個重要核心組成部分。
在任何一個功放的設計中，不良的阻抗匹配將使電路工作不穩定，同時也會造成整個功放的效率降低，非線性失真的成分加大。理想的匹配電路應同時滿足匹配、帶寬、駐波、諧波衰減和線性指標等多項要求。但在實際匹配電路設計過程中，往往不可能同時讓所有的指標都達到最優的狀態，所采用的匹配電路要綜合權衡以上的指標。通常把我們最關注的幾個性能指標放在首位，而犧牲功放的其它一些性能指標，另外在設計中我們還要考慮到性能的一致性和可生產性及實際所要求的電路尺寸等要求。
功放單元的設計包括單級功放和多級功放的設計。設計單級功率放大器主要是進行輸入匹配電路和輸出匹配電路的設計；而設計兩級或多級功率放大器除了要考慮輸入和輸出匹配電路外，還要考慮到級間匹配電路，級間匹配電路的目的是使后級功放管的輸入阻抗和前級阻抗管的輸出阻抗共軛匹配。
應用在不同頻段的功率管，其外圍的輸入、輸出匹配電路的類型也有所不同，集總參數元件構成的匹配電路能夠應用到 UHF 頻段及以下的頻率范圍。而在更高頻率的應用場合，其匹配電路通常要通過分布參數來實現。
5.1 用集總參數元件進行阻抗匹配電路的原理及設計實例
在集總參數元件進行阻抗匹配電路的設計過程中，我們經常要用到“Q”值這個概念，Q 的物理意義為電路的儲存能量和消耗的能量之比。通過 Q 我們可以方便地進行串聯電路和并聯電路的相互轉換，從而很容易地得到需要匹配的電抗值。

第六章功放設計中的前饋技術
數字移動通信技術的發展，尤其是窄帶 CDMA 和第三代移動通信技術的發展，對線性功放提出了新的要求。在移動通訊系統中，為了保證一定范圍的信號覆蓋，我們通常使用功率放大器來進行信號放大。在 CDMA 或 W-CDMA 的基站中，即使是單載頻，也需要采用線性功放。這是因為 CDMA 技術是隨機包絡的寬帶信道，如果采用一般的高功放（通常工作于 AB 類）將由于交調失真的影響產生頻譜再生效應，如圖 6.1 所示。有趣的是頻譜再生盡管對本信道的影響不大甚至毫無影響，但它將會干擾相鄰信道。為此，3gpp 規范規定了頻譜輻射模板（ Spectrumemission mask）的要求，而通常所說的高功放是難以達到此要求的。雖然采用 A 類功放能達到要求，但它的效率太低，也難以把功率放大到幾十瓦的量級。因此。在高功放的基礎上必須對其進行線性化處理，把運用了線性化技術的功放，就稱為線性功放，它可以較好的解決信號的頻譜再生問題。

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