3分鐘學習下射頻放大器基礎知識

其實不少筒子都想看放大器相關的東西，射頻君一直很頭疼這個題目。畢竟是比較複雜的器件，其實寫起來也是很困難的。今天就來跟你們嘮嘮放大器相關的基礎知識，拋磚引玉哈。

射頻放大器，根本上是咱們射頻系統中的正反饋系統，通常位於發射鏈路上。因爲考慮無線傳輸的鏈路衰減，發射端須要輻射足夠大的功率才能得到比較遠的通訊距離。所以，射頻放大器主要負責將功率放大到足夠大後饋送到天線上輻射出去，是通訊系統中的核心器件。

那麼對於如此重要的器件來講，射頻放大器又有哪些主要類型呢？

1）從工做頻帶分類

按工做頻帶分類，能夠分爲窄帶射頻功率放大器和寬帶射頻功率放大器。窄帶射頻功率放大器通常都採用選頻網絡做爲負載迴路，例如LC諧振迴路。寬帶射頻功率放大器則不採用選頻網絡做爲負載迴路，而是以頻率響應很寬的傳輸線做爲負載。

2）從匹配網絡性質分類

根據匹配網絡的性質，可將功率放大器分爲非諧振功率放大器和諧振功率放大器。非諧振功率放大器的匹配網絡是非諧振系統，例如高頻變壓器、傳輸線變壓器等非諧振系統，它的負載性質呈現純電阻性質。而諧振功率放大器的匹配網絡是諧振系統，它的負載性質呈現電抗性質。

3）按電流導通角分類

按照電流導通角，射頻功率放大器能夠分爲A類、AB類、B類、C類、D類、E類等。這些類別區別你們能夠參見以下的表格

放大器的分類中，咱們常常說的仍是按導通角分的A到E類的放大器。丙類工做狀態的輸出功率和效率是這幾種工做狀態中最高的，射頻用的放大器大部分工做於C（丙）類。

放大器的分類就已經如此複雜，可見主要性能指標確定不會簡單，實際上也是這樣。

放大器的主要指標以下：

1. 工做頻率範圍

通常來說，是指放大器的線性工做頻率範圍。若是頻率從DC開始，則認爲放大器是直流放大器。

1. 增益

工做增益是衡量放大器放大能力的主要指標。增益的定義是放大器輸出端口傳送到負載的功率與信號源實際傳送到放大器輸入端口的功率之比。

增益平坦度，是指在必定溫度下，整個工做頻帶範圍內放大器增益的變化範圍，也是放大器的一個主要指標。

1. 輸出功率和1dB壓縮點（P1dB）

參見上圖，當輸入功率超過必定量值後，晶體管的增益開始降低，最終結果是輸出功率達到飽和。當放大器的增益偏離常數或比其餘小信號增益低1dB時，這個點就是大名鼎鼎的1dB壓縮點（P1dB）。通常說放大器的功率容量，就是拿1dB壓縮點來表示的了。

1. 效率

因爲功放是功率元件，須要消耗供電電流。所以功放的效率對於整個系統的效率來說極爲重要。

功率效率是功放的射頻輸出功率與供給晶體管的直流功率之比。

ηp=射頻輸出功率/直流輸入功率

1. 交調失真(IMD)

交調失真是指具備不一樣頻率的兩個或者更多的輸入信號經過功率放大器而產生的混合份量。這是因爲功放的非線性特質形成的。

其中，因爲三階交調產物離基波信號特別近，影響最大，所以交調產物中最着重考慮的就是三階交調。三階交調產物越低越好。

1. 三階交調截止點（IP3）

圖2中基波信號輸出功率延長線與三階交調延長線的交點稱爲三階交調截止點，用符號IP3表示。

IP3也是功放非線性的重要指標。當輸出功率必定時，三階交調截止點輸出功率越大，功放的線性度就越好。

1. 動態範圍

功放的動態範圍通常是指最小可檢測信號到線性工做區最大輸入功率之間的差值。天然，這個值確定是越大越好。

1. 諧波失真

當輸入信號增長到必定程度後，功放會因爲工做到了非線性區產生一系列諧波。對於大功率放大器系統中，通常須要用濾波器將諧波降到60dBc如下。

1. 輸入/輸出駐波比

這也是很是重要的指標，代表功放和整個系統的匹配程度。輸入、輸出比變壞會致使系統的增益起伏和羣時延變壞。可是高駐波比的功放是比較難以設計的，通常的系統中，都會須要要求功放的輸入駐波比低於2：1。