射頻(pín)功率放(fàng)大(dà)器(qì)(RF PA)是發射系統中的主要部分(fèn)
,其重要性不言而喻
。在(zài)發射機的前級電(diàn)路中
,調(diào)制振蕩電(diàn)路所產生的射頻(pín)信號(hào)功率很小
,需要經過一系列的放(fàng)大(dà)(緩衝級
、中間放(fàng)大(dà)級 、末級功率放(fàng)大(dà)級)獲(huò)得足夠的射頻(pín)功率以後(hòu)
,才能饋送到天線上輻射出去
。為了獲(huò)得足夠大(dà)的射頻(pín)輸出功率
,必須採用射頻(pín)功率放(fàng)大(dà)器(qì)
。在(zài)調(diào)制器(qì)產生射頻(pín)信號(hào)後(hòu)
,射頻(pín)已調(diào)信號(hào)就由RF PA將它放(fàng)大(dà)到足夠功率
,經匹配網絡
,再由天線發射出去
。 放(fàng)大(dà)器(qì)的功能
,即將輸入的內容加(jiā)以放(fàng)大(dà)並輸出
。輸入和輸出的內容
,我們稱之(zhī)為“信號(hào)”
,往(wǎng)往(wǎng)表示為電(diàn)壓(yā)或功率
。對於放(fàng)大(dà)器(qì)這(zhè)樣一個“系統”來(lái)說
,它的“貢獻”就是將其所“吸(xī)收”的東西提升一定的水平(píng)
,並向外界“輸出”
。如(rú)果放(fàng)大(dà)器(qì)能夠有(yǒu)好的性能
,那麼它就可以貢獻更多(duō)
,這(zhè)才體現出它自(zì)身的“價值”
。如(rú)果放(fàng)大(dà)器(qì)存在(zài)著一定的問題(tí)
,那麼在(zài)開始工作(zuò)或者工作(zuò)了一段時間之(zhī)後(hòu)
,不但不能再提供(gōng)任何(hé)“貢獻”
,反而有(yǒu)可能出現一些不期然(rán)的“震蕩”
,這(zhè)種“震蕩”對於外界還是放(fàng)大(dà)器(qì)自(zì)身
,都是災難性的
。
射頻(pín)功率放(fàng)大(dà)器(qì)的主要技術指標是輸出功率與效率
,如(rú)何(hé)提高輸出功率和效率
,是射頻(pín)功率放(fàng)大(dà)器(qì)設計目標的核心
。通常在(zài)射頻(pín)功率放(fàng)大(dà)器(qì)中
,可以用LC諧振迴路選出基頻(pín)或某次諧波
,實(shí)現不失真放(fàng)大(dà)
。除(chú)此之(zhī)外
,輸出中的諧波分(fèn)量還應該盡可能地小
,以避(bì)免(miǎn)對其他頻(pín)道(dào)產生干擾
。
傳統線性功率放(fàng)大(dà)器(qì)的工作(zuò)頻(pín)率很高
,但相對頻(pín)帶較窄
,射頻(pín)功率放(fàng)大(dà)器(qì)一般都採用選頻(pín)網絡作(zuò)為負載(zài)迴路
。射頻(pín)功率放(fàng)大(dà)器(qì)可以按照電(diàn)流(liú)導通角的不同
,分(fèn)為甲(A)
、乙(B)
、丙(C)三類工作(zuò)狀態
。甲類放(fàng)大(dà)器(qì)電(diàn)流(liú)的導通角為360°
,適(shì)用於小信號(hào)低功率放(fàng)大(dà)
,乙類放(fàng)大(dà)器(qì)電(diàn)流(liú)的導通角等於180°
,丙類放(fàng)大(dà)器(qì)電(diàn)流(liú)的導通角則小於180°
。乙類和丙類都適(shì)用於大(dà)功率工作(zuò)狀態
,丙類工作(zuò)狀態的輸出功率和效率是三種工作(zuò)狀態中最高的
。射頻(pín)功率放(fàng)大(dà)器(qì)大(dà)多(duō)工作(zuò)於丙類
,但丙類放(fàng)大(dà)器(qì)的電(diàn)流(liú)波形失真太(tài)大(dà)
,只能用於採用調(diào)諧迴路作(zuò)為負載(zài)諧振功率放(fàng)大(dà)
。由於調(diào)諧迴路具有(yǒu)濾波能力
,迴路電(diàn)流(liú)與電(diàn)壓(yā)仍然(rán)接近於正弦波形
,失真很小
。
開關型功率放(fàng)大(dà)器(qì)(Switching Mode PA
,SMPA)
,使電(diàn)子器(qì)件工作(zuò)於開關狀態
,常見的有(yǒu)丁(D)類放(fàng)大(dà)器(qì)和戊(E)類放(fàng)大(dà)器(qì)
,丁類放(fàng)大(dà)器(qì)的效率高於丙類放(fàng)大(dà)器(qì)
。SMPA將有(yǒu)源晶體管驅動(dòng)為開關模式
,晶體管的工作(zuò)狀態要麼是開
,要麼是關
,其電(diàn)壓(yā)和電(diàn)流(liú)的時域波形不存在(zài)交疊現象
,所以是直流(liú)功耗為零
,理想的效率能達到100%
。
傳統線性功率放(fàng)大(dà)器(qì)具有(yǒu)較高的增益和線性度但效率低
,而開關型功率放(fàng)大(dà)器(qì)具有(yǒu)很高的效率和高輸出功率
,但線性度差
。