射頻功率放大器(RF?PA)是各種無(wú)線發(fā)射機(jī)的重要組成部分。在發(fā)射機(jī)的前級(jí)電路中,調(diào)制振蕩電路所產(chǎn)生的射頻信號(hào)功率很小,需要經(jīng)過(guò)一系列的放大一緩沖級(jí)、中間放大級(jí)、末級(jí)功率放大級(jí),獲得足夠的射頻功率以后,才能饋送到天線上輻射出去。為了獲得足夠大的射頻輸出功率,必須采用射頻功率放大器。
中文名稱 | 射頻功率放大器 | 外文名稱 | RF PA |
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分????類(lèi) | 甲(A)、乙(B)、丙(C) | 主要技術(shù)指標(biāo) | 輸出功率與效率 |
射頻功率放大器的工作頻率很高,但相對(duì)頻帶較窄,射頻功率放大器一般都采用選頻網(wǎng)絡(luò)作為負(fù)載回路。射頻功率放大器可以按照電流導(dǎo)通角的不同,分為甲(A)、乙(B)、丙(C)三類(lèi)工作狀態(tài)。甲類(lèi)放大器電流的導(dǎo)通角為360°,適用于小信號(hào)低功率放大,乙類(lèi)放大器電流的導(dǎo)通角等于180°,丙類(lèi)放大器電流的導(dǎo)通角則小于180°。乙類(lèi)和丙類(lèi)都適用于大功率工作狀態(tài),丙類(lèi)工作狀態(tài)的輸出功率和效率是三種工作狀態(tài)中最高的。射頻功率放大器大多工作于丙類(lèi),但丙類(lèi)放大器的電流波形失真太大,只能用于采用調(diào)諧回路作為負(fù)載諧振功率放大。由于調(diào)諧回路具有濾波能力,回路電流與電壓仍然接近于正弦波形,失真很小。
除了以上幾種按照電流導(dǎo)通角分類(lèi)的工作狀態(tài)外,還有使電子器件工作于開(kāi)關(guān)狀態(tài)的丁(D)類(lèi)放大器和戊(E)類(lèi)放大器,丁類(lèi)放大器的效率高于丙類(lèi)放大器。
傳輸增益
功率放大器的傳輸增益是指放大器輸出功率和輸入功率的比值,單位常用"dB"(分貝)來(lái)表示。功率放大器的輸出增益隨輸入信號(hào)頻率的變化而提升或衰減。這項(xiàng)指標(biāo)是考核功率放大器品質(zhì)優(yōu)劣的最為重要的一項(xiàng)依據(jù)。該分貝值越小,說(shuō)明功率放大器的頻率響應(yīng)曲線越平坦,失真越小,信號(hào)的還原度和再現(xiàn)能力越強(qiáng)。
輸出功率
功率放大器的功率指標(biāo)嚴(yán)格來(lái)講又有標(biāo)稱輸出功率和最大瞬間輸出功率之分。前者就是額定輸出功率,它可以解釋為諧波失真在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)變化、能長(zhǎng)時(shí)間安全工作時(shí)輸出功率的最大值;后者是指功率放大器的"峰值"輸出功率,它解釋為功率放大器接受電信號(hào)輸入時(shí),在保證信號(hào)不受損壞的前提下瞬間所能承受的輸出功率最大值。
在發(fā)射系統(tǒng)中,射頻末級(jí)功率放大器輸出功率的范圍可小到毫瓦級(jí)(便攜式移動(dòng)通信設(shè)備)、大至數(shù)千瓦級(jí)(發(fā)射廣播電臺(tái))。為了要實(shí)現(xiàn)大功率輸出,末級(jí)功率放大器的前級(jí)放大器單路必須要有足夠高的激勵(lì)功率電平。顯然大功率發(fā)射系統(tǒng)中,往往由二到三級(jí)甚至由四級(jí)以上功率放大器組成射頻功率放大器,而各級(jí)的工作狀態(tài)也往往不同。
根據(jù)對(duì)工作頻率、輸出功率、用途等的不同要求,可以用晶體管、FET、射頻功率集成電路或電子管作為射頻功率放大器。
在射頻功率方面,目前無(wú)論是在輸出功率或在最高工作頻率方面,電子管仍然占優(yōu)勢(shì)。現(xiàn)在已有單管輸出功率達(dá)2000kW的巨型電子管,千瓦級(jí)以上的發(fā)射機(jī)大多數(shù)還是采用電子管。
當(dāng)然,晶體管、FET也在射頻大功率方面不斷取得新的突破。例如,目前單管的功率輸出已超過(guò)100W,若采用功率合成技術(shù),輸出功率可以達(dá)到3000W。
效率
效率是射頻功率放大器極為重要的指標(biāo),特別是對(duì)于移動(dòng)通信設(shè)備。定義功率放大器的效率,通常采用集電極效率?c和功率增加效率PAE兩種方法。
線性
1.衡量射頻功率放大器線性度的指標(biāo)有三階互調(diào)截點(diǎn)(IP3)、1dB壓縮點(diǎn)、諧波、鄰道功率比等。鄰道功率比衡量由放大器的非線性引起的頻譜再生對(duì)鄰道的干擾程度。
2.由于非線性放大器的效率高于現(xiàn)行放大器的效率,射頻功率放大器通常采用非線性放大器。但是分線性放大器在放大輸入信號(hào)的放大的同時(shí)會(huì)產(chǎn)生一系列的有害影響。
3.從頻譜的角度看,由于非線性的作用,輸出信號(hào)中會(huì)產(chǎn)生新的頻率分量,如三階互調(diào)分量、五階互調(diào)分量等,它干擾了有用信號(hào)并使被放大的信號(hào)頻譜發(fā)生變化,即頻帶展寬了。
4.從時(shí)域的角度,對(duì)于波形為非恒定包絡(luò)的已調(diào)信號(hào),由于非線性放大器的增益與信號(hào)幅度有關(guān),因此使輸出信號(hào)的包絡(luò)發(fā)生了變化,引起了波形失真,同時(shí)頻譜也發(fā)生了變化并引起了頻譜再生現(xiàn)象。對(duì)于包含非線性電抗元件(如晶體管的極間電容)的非線性放大器,還存在使幅度變化轉(zhuǎn)變?yōu)橄辔蛔兓挠绊?,干擾了已調(diào)波的相位。
5.非線性放大器的所有這些影響對(duì)移動(dòng)通信設(shè)備來(lái)說(shuō)都是至關(guān)重要的。因?yàn)?,為了有效地利用頻率資源和避免對(duì)鄰道的干擾,一般都將基帶信號(hào)通過(guò)相應(yīng)濾波器形成特定波形,以限制它的頻帶寬度,從而限制調(diào)制后的頻帶信號(hào)的頻譜寬度。但這樣產(chǎn)生的已調(diào)信號(hào)的包絡(luò)往往是非恒定的,因此非線性放大器的頻譜再生作用使發(fā)射機(jī)的這些性能指標(biāo)變差。
6.非線性放大器對(duì)發(fā)射信號(hào)的影響,與調(diào)制方式密切相關(guān)。不同的調(diào)制方式,所得到的時(shí)域波形是不同的,如用于歐洲移動(dòng)通信的GSM制式,該制式采用了高斯濾波的最小偏移鍵控(GMSK),是一種相位平滑變化的恒定包絡(luò)的調(diào)制方式,因此可以用非線性放大器來(lái)放大,不存在包絡(luò)失真問(wèn)題,也不會(huì)因?yàn)轭l譜再生而干擾鄰近信道。
7.但對(duì)于北美的數(shù)字蜂窩(NADC)標(biāo)準(zhǔn),采用的是偏移差分正交移相鍵控調(diào)制方式,已調(diào)波為非恒定包絡(luò),它就必須用線性放大器放大,以防止頻譜再生。
雜散輸出與噪聲
對(duì)于通過(guò)天線雙工器公用一副天線的接收機(jī)和發(fā)射機(jī),如果接收機(jī)和發(fā)射機(jī)采用不同的工作頻帶,發(fā)射機(jī)功率放大器產(chǎn)生頻帶外的雜散輸出或噪聲若位于接收機(jī)頻帶內(nèi),就會(huì)由于天線雙工器的隔離性能不好而被耦合到接收機(jī)前端的低噪聲放大器輸入端,形成干擾,或者也會(huì)對(duì)其他相鄰信道形成干擾。
因此必須限制功率放大器的帶外寄生輸出,而且要求發(fā)射機(jī)的熱噪聲的功率譜密度在相應(yīng)的接收頻帶出要小于-130dBm/Hz,這樣對(duì)接收機(jī)的影響基本上可以忽略。
射頻功率放大器是發(fā)送設(shè)備的重要組成部分。射頻功率放大器的主要技術(shù)指標(biāo)是輸出功率與效率。除此之外,輸出中的諧波分量還應(yīng)該盡可能地小,以避免對(duì)其他頻道產(chǎn)生干擾。
射頻功率放大器是對(duì)輸出功率、激勵(lì)電平、功耗、失真、效率、尺寸和重量等問(wèn)題作綜合考慮的電子電路。在發(fā)射系統(tǒng)中,射頻功率放大器輸出功率的范圍可以小至mW,大至數(shù)kW,但是這是指末級(jí)功率放大器的輸出功率。為了實(shí)現(xiàn)大功率輸出,末前級(jí)就必須要有足夠高的激勵(lì)功率電平。
射頻功率放大器的主要技術(shù)指標(biāo)是輸出功率與效率,是研究射頻功率放大器的關(guān)鍵。而對(duì)功率晶體管的要求,主要是考慮擊穿電壓、最大集電極電流和最大管耗等參數(shù)。為了實(shí)現(xiàn)有效的能量傳輸,天線和放大器之間需要采用阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)。
1、音響器材正常的工作溫度應(yīng)該為18℃~45℃。溫度太低會(huì)降低某些機(jī)器(如電子管機(jī))的靈敏度;太高則容易燒壞元器件,或使元器件提早老化。夏天要特別注意降溫和保持空氣流通。 2、...
功率放大器簡(jiǎn)稱“功放”,功放所用的有源器件主要是晶體管(雙極型或場(chǎng)效應(yīng)晶體管),在工作頻率很高或要求輸出功率很大等場(chǎng)合,也使用電子管(包括大功率發(fā)射電子管);在微波段使用行波管。功放按其有源器件的工作...
功率放大器有多種分類(lèi)方式:按適用范圍可分為家用功放、專(zhuān)業(yè)功放;按用途可分為高保真(HI-FI)功放、AV功放;按結(jié)構(gòu)拼接形式可分為前置放大器、純后級(jí)功放、合并式功放;按其所用的元器件分可為電子管功放(...
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射頻功率放大器 隨著綠色環(huán)保、低碳經(jīng)濟(jì)理念在全球不斷的推廣深入人心,運(yùn)營(yíng)商對(duì)于 移動(dòng)通信基站的效率提出了越來(lái)越高的需求。與此同時(shí),由于移動(dòng)通信市場(chǎng) 數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的飛速增長(zhǎng),移動(dòng)通信基站的帶寬要求也從最初的 20MHz 向 40MHz、60MHz 直至 100MHz 一路攀升,未來(lái)的 5G系統(tǒng)甚至需要 1GHz。 而在基站設(shè)備中,射頻功放的能耗占到總能耗的 60%左右,因此,大帶寬、 高效率、小體積,輕重量、低成本的射頻功率放大器成為了未來(lái)移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商 降低 OPEX(運(yùn)營(yíng)成本 )、實(shí)現(xiàn)綠色節(jié)能的最為有效的手段。 ? ? 目前,整個(gè)業(yè)界移動(dòng)通信基站使用的基本上都是基于 LDMOS 技術(shù)射頻功 率放大器。 LDMOS 技術(shù)自上世紀(jì)九十年代應(yīng)用于移動(dòng)通信基站射頻功率放 大器應(yīng)用以來(lái),以其優(yōu)異的性能迅速占領(lǐng)了幾乎全部的 2G和 3G市場(chǎng)份額。 全球每年用于移動(dòng)通信基站的射頻功率器件的銷(xiāo)售數(shù)量大約一億只,
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評(píng)分: 4.6
針對(duì)目前集成射頻芯片前端存在發(fā)射功率較小和接收信號(hào)靈敏度較低的缺陷,設(shè)計(jì)了一種雙向射頻功率放大器。測(cè)試表明,該放大器能夠有效放大射頻信號(hào)的功率以及提高接收信號(hào)的靈敏度,并能靈活地進(jìn)行發(fā)射和接收雙向切換。此外為了幫助學(xué)生深入理解射頻電路中傳輸線、Smith圓圖、阻抗匹配和有源電路等的設(shè)計(jì)及其調(diào)試方法,詳細(xì)介紹了利用安捷倫ADS2009軟件中的Smith圓圖工具對(duì)放大芯片的源端和負(fù)載端的阻抗匹配電路進(jìn)行仿真和分析方法。
第1章 射頻功率放大器電路基礎(chǔ) 1
1.1 射頻功率放大器的主要技術(shù)指標(biāo) 1
1.1.1 輸出功率 1
1.1.2 效率 3
1.1.3 線性 4
1.1.4 雜散輸出與噪聲 5
1.2 射頻功率放大器電路結(jié)構(gòu) 5
1.2.1 射頻功率放大器的分類(lèi) 5
1.2.2 A類(lèi)射頻功率放大器電路 6
1.2.3 B類(lèi)射頻功率放大器電路 10
1.2.4 C類(lèi)射頻功率放大器電路 13
1.2.5 D類(lèi)射頻功率放大器電路 15
1.2.6 E類(lèi)射頻功率放大器電路 19
1.2.7 F類(lèi)射頻功率放大器電路 22
1.3 功率放大器電路的阻抗匹配網(wǎng)絡(luò) 25
1.3.1 阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的基本要求 25
1.3.2 集總參數(shù)的匹配網(wǎng)絡(luò) 26
1.3.3 傳輸線變壓器匹配網(wǎng)絡(luò) 28
1.4 功率合成與分配 32
1.4.1 功率合成器 32
1.4.2 功率分配器 36
1.5 功率放大器的線性化技術(shù) 40
1.5.1 前饋線性化技術(shù) 40
1.5.2 反饋技術(shù) 41
1.5.3 包絡(luò)消除及恢復(fù)技術(shù) 43
1.5.4 預(yù)失真線性化技術(shù) 44
1.5.5 采用非線性元件的線性放大(LINC) 46
1.6 功率晶體管的二次擊穿與散熱 47
第2章 晶體管射頻功率放大器電路 50
2.1 MAX2601/MAX2602 1 W 1.0 GHz 3.6 V射頻功率放大器 50
2.2 MMG3001NT1/3002NT1 40~3600 MHz功率放大器 51
2.3 MMG3003NT1 40~3600 MHz功率放大器 54
2.4 MMG3005NT1 400~2400 MHz功率放大器 57
2.5 MMG3007/08/09/10/11/12/13NT1 0~6.0 GHz 功率放大器 58
2.6 MRF6404 30 W 1.8~2.0 GHz 26 V 射頻功率放大器 60
2.7 MRF6409 20 W 960 MHz 26 V 射頻功率放大器 62
2.8 MRF15090 90 W 1.5 GHz 26 V射頻功率放大器 64
2.9 MRF20030/20060 30 W/60 W 2.0 GHz 26 V射頻功率放大器 66
2.10 PH1617 60 W 1615~1685 MHz 26 V 射頻功率放大器 67
2.11 PH1819 45 W 1805~1880 MHz 25 V 射頻功率放大器 68
2.12 PTB 20151 45 W 1.8~2.0 GHz 26 V 射頻功率放大器 70
2.13 SXA-289 5~2000 MHz 射頻中功率放大器 71
2.14 SXA-389 400~2500 MHz 1/4 W射頻中功率放大器 74
2.15 SXT-289 1.8~2.5 GHz 射頻中功率放大器 75
第3章 場(chǎng)效應(yīng)管(FET)射頻功率放大器電路 78
3.1 2SK3074 630 mW VHF/UHF 功率放大器 78
3.2 2SK3075 7.5 W VHF/UHF 功率放大器 78
3.3 MMH3101NT1 21.5 dBm 250~3000 MHz功率放大器 79
3.4 MRF182R1 30 W 1.0 GHz 28 V 射頻功率放大器 80
3.5 MRF184 60 W 1.0 GHz 28 V 射頻功率放大器 81
3.6 MRF186 120 W 1.0 GHz 28 V 射頻功率放大器 83
3.7 MRF281/MRF282 4 W/10 W 26 V 2.0 GHz 功率放大器 86
3.8 MRF284LR1/LSR1 30 W 2.0 GHz 26 V 功率放大器 88
3.9 MRF1511 8 W 175 MHz 7.5 V 射頻功率放大器 91
3.10 MRF1513 3 W 520 MHz 12.5 V射頻功率放大器 92
3.11 MRF1517 8 W 520 MHz 7.5 V射頻功率放大器 93
3.12 NPTB00025 25 W 400~3000 MHz 28 V 射頻功率放大器 94
3.13 PD57006 6 W 1.0 GHz 28 V 射頻功率放大器 95
3.14 PD570 18/30/45/60/70 1.0 GHz 28 V 射頻功率放大器 97
3.15 PTF 10041 12 W 1.0~2.0 GHz 射頻功率放大器 99
3.16 PTF 10135 5 W 1.0~2.0 GHz 射頻功率放大器 102
3.17 PTF 10149 70 W 921~960 MHz 射頻功率放大器 104
3.18 PTF 102002 90 W 2110~2170 MHz 射頻功率放大器 106
3.19 PTF 102003 120 W 2110~2170 MHz 射頻功率放大器 107
第4章 單片微波集成電路(MMIC)功率放大器電路 110
4.1 AMMP-6420 6.0~18.0 GHz 1 W MMIC功率放大器 110
4.2 MSA-0504/0505 1.0 GHz 50 Ω MMIC功率放大器 110
4.3 MSA-0520 1.0 GHz 50 Ω MMIC 功率放大器 111
4.4 SGA-3363 DC~5.5 GHz 50 Ω MMIC功率放大器 111
4.5 SNA-100/176/186 DC~10.0 GHz 50 Ω MMIC功率放大器 113
4.6 SNA-400 DC~8.0 GHz 50 Ω MMIC功率放大器 114
4.7 SNA-600 DC~6.5 GHz 50 Ω MMIC功率放大器 115
4.8 SNA-486/686 DC~6.5/6.0 GHz 50 Ω MMIC放大器 116
4.9 TGA1073B-SCC 27.0~32.0 GHz 0.7 W MMIC功率放大器 117
4.10 TGA1073C-SCC 36.0~40.0 GHz MMIC功率放大器 118
4.11 TGA1135B-SCC 18.0~27.0 GHz 1 W MMIC 功率放大器 118
4.12 TGA1152-SCC 13.75~15.0 GHz 2 W MMIC 功率放大器 119
4.13 TGA1171-SCC 36.0~40.0 GHz 1 W MMIC功率放大器 120
4.14 TGA1172-SCC 27.0~32.0 GHz 1 W MMIC功率放大器 120
4.15 TGA2501-EPU 6.0~18.0 GHz 2.8 W MMIC功率放大器 121
4.16 TGA2502-EPU 12.5~15.0 GHz 4 W MMIC功率放大器 121
4.17 TGA4040 17.0~43.0 GHz 中功率放大器/乘法器 123
4.18 TGA4902-SM Ka-波段中功率放大器 123
4.19 XP1000 17.0~24.0 GHz MMIC 功率放大器 124
4.20 XP1001 26.0~40.0 GHz MMIC 功率放大器 125
第5章 射頻功率放大器模塊 127
5.1 AP502/AP512 4 W/8 W 2110~2170 MHz 射頻功率放大器模塊 127
5.2 AP513 8 W 1805~1880 MHz 射頻功率放大器模塊 128
5.3 ATF-501P8/ATF-511P8 50 MHz~6.0 GHz 射頻功率放大器模塊 128
5.4 MHL8115/D 1 W 50~1000 MHz 線性射頻功率放大器模塊 130
5.5 MHL8118/D 1 W 50~1000 MHz 線性射頻功率放大器模塊 130
5.6 MHW1345 800 mW 10~200 MHz線性射頻功率放大器模塊 131
5.7 PHA2729-300M 300 W 2.7~2.9 GHz雷達(dá)脈沖功率放大器模塊 131
5.8 PTH 31002 30 W 1.9~2.0 GHz 50 Ω射頻功率放大器模塊 132
5.9 PTH 32003 25 W 1.9~2.0 GHz 50 Ω射頻功率放大器模塊 133
第6章 150~960 MHz射頻功率放大器電路 134
6.1 AWT921 925~960 MHz功率放大器 134
6.2 MAX2232/MAX2233 250 mW 900 MHz增益可控功率放大器 137
6.3 MAX2235 1 W 900 MHz 3.6 V 功率放大器 142
6.4 MRFIC2006 500~1000 MHz 線性功率放大器 145
6.5 RF2132 800~950 MHz 線性功率放大器 146
6.6 RF2155 430~930 MHz 可編程增益功率放大器 148
6.7 RF2162 800~960 MHz 線性功率放大器 150
6.8 RF2175 380~512 MHz 線性功率放大器 151
6.9 RF2192 400~960 MHz 線性功率放大器 153
6.10 RF5110G FM 150 MHz/450 MHz/865 MHz/915 MHz 功率放大器 154
6.11 SPA-1118 1 W 850 MHz功率放大器 157
6.12 SPA-2118 1 W 850 MHz功率放大器 157
6.13 T0930 2 W 900 MHz 功率放大器 158
第7章 1.0~2.5 GHz射頻功率放大器電路 160
7.1 AP601/602/603 1.8 W/4 W/7 W 28 V 800~2200 MHz功率放大器 160
7.2 AWT1921 1610~1626.5 MHz 功率放大器 162
7.3 MAX2242 2.4~2.5 GHz線性功率放大器 165
7.4 RF2126 2.45 GHz ISM線性功率放大器 169
7.5 RF2163 3 V 2.5 GHz ISM線性功率放大器 169
7.6 RF5152 2.4~2.5 GHz 線性功率放大器 171
7.7 RF5163 1.8~2.5 GHz 線性功率放大器 174
7.8 RF5187 0.8~2.5 GHz 線性功率放大器 177
7.9 SPA-1218/1318 1 W 1960/2150 MHz功率放大器 179
7.10 SPA-2318 1 W 1.7~2.2 GHz功率放大器 180
第8章 射頻功率放大器的驅(qū)動(dòng)器電路 183
8.1 AD8353 0.1~2.7 GHz 50 Ω驅(qū)動(dòng)器 183
8.2 ADR3410 1 W 850~2200 MHz 50 Ω驅(qū)動(dòng)器 185
8.3 HPMX-3002 150~960 MHz 驅(qū)動(dòng)器 186
8.4 MAX2430 0.8~1.0 GHz 放大器/驅(qū)動(dòng)器 189
8.5 MGA83563 0.5~6.0 GHz 功率放大器/驅(qū)動(dòng)器 191
8.6 MRFIC2004 0.8~1.0 GHz 驅(qū)動(dòng)器和斜坡電壓發(fā)生器 196
8.7 NJG1307R 0.8~1.9 GHz 驅(qū)動(dòng)器 198
8.8 NJG1312PC1 887~925 MHz SPDT開(kāi)關(guān)和驅(qū)動(dòng)器 200
8.9 SGA-5263 DC~4.5 GHz 驅(qū)動(dòng)器 202
8.10 STB7101 0.9~1.9 GHz 寬頻帶前置功率放大器 204
8.11 TGA4042-EPU 41.0~45.0 GHz Q頻帶驅(qū)動(dòng)器 205
8.12 TGA4510-SM 29.0~31.0 GHz Ka 頻帶驅(qū)動(dòng)器 206
8.13 TGA4521 32.0~47.0 GHz Ka頻帶驅(qū)動(dòng)器 207
第9章 藍(lán)牙功率放大器電路 208
9.1 CGB240藍(lán)牙功率放大器 208
9.2 CGB241二級(jí)藍(lán)牙功率放大器 211
9.3 MAX2240藍(lán)牙功率放大器 213
9.4 MAX2244/45/46藍(lán)牙功率放大器 217
9.5 MRFIC2408藍(lán)牙功率放大器 223
9.6 PA2423MB藍(lán)牙功率放大器 224
9.7 RF2172藍(lán)牙功率放大器 227
9.8 T7023 藍(lán)牙功率放大器 230
9.9 T7024藍(lán)牙前端電路 233
9.10 μPG2301TQ 藍(lán)牙功率放大器 236
第10章 無(wú)線局域網(wǎng)(WLAN)功率放大器電路 239
10.1 AWL6153 2.4 GHz 802.11g/b WLAN 功率放大器 239
10.2 AWL9224 2.4 GHz 802.11b/g WLAN 功率放大器 240
10.3 AWL9924 2.4/5.0 GHz 802.11a/b/g WLAN 功率放大器 241
10.4 MAX2247 2.4 GHz IEEE 802.11b/g DSSS/OFDM WLAN功率放大器 243
10.5 MMG2401 2.4 GHz 802.11g WLAN 功率放大器 246
10.6 RF5117 2.4 GHz IEEE 802.11b/g WLAN 功率放大器 248
10.7 RF5125 2.4 GHz IEEE 802.11b/g/n WLAN 功率放大器 250
10.8 RF5189 2.4 GHz IEEE 802.11b WLAN 功率放大器 252
10.9 RF5300 5.0 GHz 802.11b/n WLAN 功率放大器 254
10.10 RFS P2023 2.4 GHz 802.11b/g WLAN 功率放大器 257
10.11 RFS P5022/5032 5.0 GHz 802.11a WLAN 功率放大器 259
10.12 SA2411 2.4 GHz 802.11b WLAN功率放大器 260
10.13 STB7720L 2.4 GHz 802.11 b/g WLAN功率放大器 262
10.14 T3515 5.0 GHz 802.11a WLAN功率放大器 264
10.15 T7031 2.4 GHz 802.11b WLAN功率放大器 265
10.16 TQP2420B 2.4 GHz 802.11b WLAN放大器 266
10.17 TQP2420G 2.4 GHz 802.11b/g WLAN放大器 269
10.18 TQP777002 2.4 GHz 802.11b/g WLAN功率放大器 272
第11章 WiMAX功率放大器電路 274
11.1 AWM6430 3.5 GHz WiMAX 功率放大器 274
11.2 NPT25015 15 W 1.7~2.7 GHz 28 V WiMAX 功率放大器 275
11.3 NPT35015 15 W 3.3~3.8 GHz 28 V WiMAX功率放大器 276
11.4 SZP-2026Z 2 W 2.2~2.7 GHz WiMAX功率放大器 278
11.5 TGA2702-SM 2.5 GHz WiMAX 驅(qū)動(dòng)器/功率放大器 279
11.6 TGA2703-SM 3.5 GHz WiMAX驅(qū)動(dòng)器/功率放大器 280
11.7 TGA2925-SG 5.6 W 3.5 GHz WiMAX功率放大器 280
第12章 射頻信號(hào)功率檢測(cè)/控制電路 283
12.1 AD8312 50 MHz~3.5 GHz 45 dB射頻功率檢測(cè)器 283
12.2 AD8314 0.1~2.7 GHz 45 dB射頻功率檢測(cè)器/控制器 285
12.3 AD8317 1 MHz~10.0 GHz 50 dB對(duì)數(shù)檢測(cè)器/控制器 288
12.4 AD8318 1 MHz~8.0 GHz 60 dB對(duì)數(shù)檢測(cè)器/控制器 290
12.5 AD8362 60 dB 50 Hz~2.7 GHz射頻功率檢測(cè)器 294
12.6 ADL5500 0.1~6.0 GHz TruPwrTM 檢測(cè)器 299
12.7 LMV243 50 dB 450 MHz~2.0 GHz 射頻發(fā)射功率控制器 301
12.8 LT5504 80 dB 0.8~2.7 GHz射頻功率檢測(cè)器 304
12.9 LT5534 60 dB 50 MHz~3.0 GHz 射頻功率檢測(cè)器 307
12.10 LT5536 -26~12 dB 0.6~7.0 GHz射頻功率檢測(cè)器 309
12.11 LT5537 83 dB 10~1000 GHz射頻功率檢測(cè)器 310
12.12 LTC5507 48 dB 100 kHz~1.0 GHz射頻功率檢測(cè)器 312
12.13 MAX2015 0.1~2.5 GHz 75 dB 對(duì)數(shù)檢測(cè)器/控制器 314
12.14 MAX2016 LF~2.5 GHz的功率、增益和VSWR檢測(cè)器/控制器 318
12.15 MAX2205/06/07/08 0.8~2.0 GHz射頻功率檢測(cè)器 323
參考文獻(xiàn) 326
本書(shū)介紹了射頻功率放大器電路的電路結(jié)構(gòu)、工作原理、分析方法等電路設(shè)計(jì)所需要的相關(guān)信息,介紹了采用射頻功率晶體管、射頻場(chǎng)效應(yīng)管(FET)、單片微波集成電路(MMIC)、射頻功率放大器模塊、單片射頻功率放大器集成電路構(gòu)成的射頻功率放大器電路實(shí)例的主要技術(shù)性能、引腳端封裝形式、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、電原理圖、印制電路板圖和元器件參數(shù)等內(nèi)容。
本書(shū)突出“先進(jìn)性、工程性、實(shí)用性”的特點(diǎn),可以作為從事無(wú)線通信、移動(dòng)通信、
無(wú)線數(shù)據(jù)采集與傳輸系統(tǒng)、無(wú)線遙控和遙測(cè)系統(tǒng)、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、無(wú)線安全防范系統(tǒng)等應(yīng)用研究的工程技術(shù)人員在進(jìn)行射頻功率放大器設(shè)計(jì)時(shí)的參考書(shū)和工具書(shū),也可以作為高等院校通信、電子等相關(guān)專(zhuān)業(yè)本科生和研究生的專(zhuān)業(yè)教材和參考書(shū)。
射頻功率放大器:
射頻功率放大器(RF PA)是各種無(wú)線發(fā)射機(jī)的重要組成部分。在發(fā)射機(jī)的前級(jí)電路中,調(diào)制振蕩電路所產(chǎn)生的射頻信號(hào)功率很小,需要經(jīng)過(guò)一系列的放大一緩沖級(jí)、中間放大級(jí)、末級(jí)功率放大級(jí),獲得足夠的射頻功率以后,才能饋送到天線上輻射出去。為了獲得足夠大的射頻輸出功率,必須采用射頻功率放大器。
射頻功率放大器是發(fā)送設(shè)備的重要組成部分。射頻功率放大器的主要技術(shù)指標(biāo)是輸出功率與效率。除此之外,輸出中的諧波分量還應(yīng)該盡可能的小,以避免對(duì)其他頻道產(chǎn)生干擾。
高頻功率放大器:
高頻功率放大器用于發(fā)射級(jí)的末級(jí),作用是將高頻已調(diào)波信號(hào)進(jìn)行功率放大,以滿足發(fā)送功率的要求,然后經(jīng)過(guò)天線將其輻射到空間,保證在一定區(qū)域內(nèi)的接收級(jí)可以接收到滿意的信號(hào)電平,并且不干擾相鄰信道的通信。
高頻功率放大器是通信系統(tǒng)中發(fā)送裝置的重要組件。按其工作頻帶的寬窄劃分為窄帶高頻功率放大器和寬帶高頻功率放大器兩種,窄帶高頻功率放大器通常以具有選頻濾波作用的選頻電路作為輸出回路,故又稱為調(diào)諧功率放大器或諧振功率放大器;寬帶高頻功率放大器的輸出電路則是傳輸線變壓器或其他寬帶匹配電路,因此又稱為非調(diào)諧功率放大器。高頻功率放大器是一種能量轉(zhuǎn)換器件,它將電源供給的直流能量轉(zhuǎn)換成為高頻交流輸出。在“低頻電子線路”課程中已知,放大器可以按照電流導(dǎo)通角的不同,將其分為甲、乙、丙三類(lèi)工作狀態(tài)。甲類(lèi)放大器電流的流通角為360o,適用于小信號(hào)低功率放大。乙類(lèi)放大器電流的流通角約等于180o;丙類(lèi)放大器電流的流通角則小于180o。乙類(lèi)和丙類(lèi)都適用于大功率工作。丙類(lèi)工作狀態(tài)的輸出功率和效率是三種工作狀態(tài)中最高者。高頻功率放大器大多工作于丙類(lèi)。但丙類(lèi)放大器的電流波形失真太大,因而不能用于低頻功率放大,只能用于采用調(diào)諧回路作為負(fù)載的諧振功率放大。由于調(diào)諧回路具有濾波能力,回路電流與電壓仍然極近于正弦波形,失真很小。除了以上幾種按電流流通角來(lái)分類(lèi)的工作狀態(tài)外,又有使電子器件工作于開(kāi)關(guān)狀態(tài)的丁類(lèi)放大和戊類(lèi)放大。丁類(lèi)放大器的效率比丙類(lèi)放大器的還高,理論上可達(dá)100%,但它的最高工作頻率受到開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換瞬間所產(chǎn)生的器件功耗(集電極耗散功率或陽(yáng)極耗散功率)的限制。
如果在電路上加以改進(jìn),使電子器件在通斷轉(zhuǎn)換瞬間的功耗盡量減小,則工作頻率可以提高。這就是戊類(lèi)放大器。在低頻放大電路中為了獲得足夠大的低頻輸出功率,必須采用低頻功率放大器,而且低頻功率放大器也是一種將直流電源提供的能量轉(zhuǎn)換為交流輸出的能量轉(zhuǎn)換器。高頻功率放大器和低頻功率放大器的共同特點(diǎn)都是輸出功率大和效率高,但二者的工作頻率和相對(duì)頻帶寬度卻相差很大,決定了他們之間有著本質(zhì)的區(qū)別。低頻功率放大器的工作頻率低,但相對(duì)頻帶寬度卻很寬。例如,自20至20000 Hz,高低頻率之比達(dá)1000倍。因此它們都是采用無(wú)調(diào)諧負(fù)載,如電阻、變壓器等。高頻功率放大器的工作頻率高(由幾百kHz一直到幾百、幾千甚至幾萬(wàn)MHz),但相對(duì)頻帶很窄。例如,調(diào)幅廣播電臺(tái)(535-1605 kHz的頻段范圍)的頻帶寬度為10 kHz,如中心頻率取為1000 kHz,則相對(duì)頻寬只相當(dāng)于中心頻率的百分之一。中心頻率越高,則相對(duì)頻寬越小。因此,高頻功率放大器一般都采用選頻網(wǎng)絡(luò)作為負(fù)載回路。由于這后一特點(diǎn),使得這兩種放大器所選用的工作狀態(tài)不同:低頻功率放大器可工作于甲類(lèi)、甲乙類(lèi)或乙類(lèi)(限于推挽電路)狀態(tài);高頻功率放大器則一般都工作于丙類(lèi)(某些特殊情況可工作于乙類(lèi))。
寬頻帶發(fā)射機(jī)的各中間級(jí)還廣泛采用一種新型的寬帶高頻功率放大器,它不采用選頻網(wǎng)絡(luò)作為負(fù)載回路,而是以頻率響應(yīng)很寬的傳輸線作負(fù)載。這樣,它可以在很寬的范圍內(nèi)變換工作頻率,而不必重新調(diào)諧。綜上所述可見(jiàn),高頻功率放大器與低頻功率放大器的共同之點(diǎn)是要求輸出功率大,效率高;它們的不同之點(diǎn)則是二者的工作頻率與相對(duì)頻寬不同,因而負(fù)載網(wǎng)絡(luò)和工作狀態(tài)也不同。
高頻功率放大器的主要技術(shù)指標(biāo)有:輸出功率、效率、功率增益、帶寬和諧波抑制度(或信號(hào)失真度)等。這幾項(xiàng)指標(biāo)要求是互相矛盾的,在設(shè)計(jì)放大器時(shí)應(yīng)根據(jù)具體要求,突出一些指標(biāo),兼顧其他一些指標(biāo)。例如實(shí)際中有些電路,防止干擾是主要矛盾,對(duì)諧波抑制度要求較高,而對(duì)帶寬要求可適當(dāng)降低等。功率放大器的效率是一個(gè)突出的問(wèn)題,其效率的高低與放大器的工作狀態(tài)有直接的關(guān)系。放大器的工作狀態(tài)可分為甲類(lèi)、乙類(lèi)和丙類(lèi)等。為了提高放大器的工作效率,它通常工作在乙類(lèi)、丙類(lèi),即晶體管工作延伸到非線性區(qū)域。但這些工作狀態(tài)下的放大器的輸出電流與輸出電壓間存在很?chē)?yán)重的非線性失真。低頻功率放大器因其信號(hào)的頻率覆蓋系數(shù)大,不能采用諧振回路作負(fù)載,因此一般工作在甲類(lèi)狀態(tài);采用推挽電路時(shí)可以工作在乙類(lèi)。高頻功率放大器因其信號(hào)的頻率覆蓋系數(shù)小,可以采用諧振回路作負(fù)載,故通常工作在丙類(lèi),通過(guò)諧振回路的選頻功能,可以濾除放大器集電極電流中的諧波成分,選出基波分量從而基本消除了非線性失真。
所以,高頻功率放大器具有比低頻功率放大器更高的效率。高頻功率放大器因工作于大信號(hào)的非線性狀態(tài),不能用線性等效電路分析,工程上普遍采用解析近似分析方法——折線法來(lái)分析其工作原理和工作狀態(tài)。這種分析方法的物理概念清楚,分析工作狀態(tài)方便,但計(jì)算準(zhǔn)確度較低。以上討論的各類(lèi)高頻功率放大器中,窄帶高頻功率放大器:用于提供足夠強(qiáng)的以載頻為中心的窄帶信號(hào)功率,或放大窄帶已調(diào)信號(hào)或?qū)崿F(xiàn)倍頻的功能,通常工作于乙類(lèi)、丙類(lèi)狀態(tài)。寬帶高頻功率放大器:用于對(duì)某些載波信號(hào)頻率變化范圍大得短波,超短波電臺(tái)的中間各級(jí)放大級(jí),以免對(duì)不同fc的繁瑣調(diào)諧。通常工作于甲類(lèi)狀態(tài)。