第9章射頻放大器無(wú)線通信射頻電路技術(shù)與設(shè)計(jì)[文光俊]

1、1第9章 射頻放大器教學(xué)教學(xué)重點(diǎn)重點(diǎn)本章重點(diǎn)介紹了射頻放大器的相關(guān)基礎(chǔ)理論；介紹了射頻本章重點(diǎn)介紹了射頻放大器的相關(guān)基礎(chǔ)理論；介紹了射頻放大器的放大器的DC偏置電路、阻抗匹配、穩(wěn)定電路的功能、基偏置電路、阻抗匹配、穩(wěn)定電路的功能、基本拓?fù)漕愋图跋鄳?yīng)的特點(diǎn)；介紹了低噪聲放大器、功率放本拓?fù)漕愋图跋鄳?yīng)的特點(diǎn)；介紹了低噪聲放大器、功率放大器的各種電路拓?fù)渑c特點(diǎn)、設(shè)計(jì)要點(diǎn)、設(shè)計(jì)步驟和設(shè)計(jì)大器的各種電路拓?fù)渑c特點(diǎn)、設(shè)計(jì)要點(diǎn)、設(shè)計(jì)步驟和設(shè)計(jì)實(shí)例，以及功放的線性化技術(shù)、效率增強(qiáng)技術(shù)。實(shí)例，以及功放的線性化技術(shù)、效率增強(qiáng)技術(shù)。 教學(xué)教學(xué)重點(diǎn)重點(diǎn)教學(xué)教學(xué)重點(diǎn)重點(diǎn)掌握：低噪聲放大器、功率放大器的設(shè)計(jì)要點(diǎn)和步驟。掌

2、握：低噪聲放大器、功率放大器的設(shè)計(jì)要點(diǎn)和步驟。了解：射頻放大器的了解：射頻放大器的DC偏置電路、阻抗匹配、穩(wěn)定電路偏置電路、阻抗匹配、穩(wěn)定電路 的功能、基本拓?fù)漕愋图跋鄳?yīng)的特點(diǎn)。的功能、基本拓?fù)漕愋图跋鄳?yīng)的特點(diǎn)。熟悉：射頻放大器的穩(wěn)定性、增益、噪聲、輸出功率的相熟悉：射頻放大器的穩(wěn)定性、增益、噪聲、輸出功率的相 關(guān)基礎(chǔ)理論。關(guān)基礎(chǔ)理論。 能力能力要求要求2本章目錄v第一節(jié) 射頻放大器的相關(guān)理論v第二節(jié) 射頻放大器偏置電路v第三節(jié) 低噪聲放大器設(shè)計(jì)v第四節(jié) 功率放大器設(shè)計(jì) 3知識(shí)結(jié)構(gòu)射射頻頻放放大大器器射頻放大器的相關(guān)理論射頻放大器的相關(guān)理論放大器的噪聲系數(shù)圓放大器的噪聲系數(shù)圓場(chǎng)效應(yīng)晶體管偏置網(wǎng)

3、絡(luò)場(chǎng)效應(yīng)晶體管偏置網(wǎng)絡(luò)射頻放大器的功率增益射頻放大器的功率增益雙極型晶體管偏置網(wǎng)絡(luò)雙極型晶體管偏置網(wǎng)絡(luò)低噪聲放大器簡(jiǎn)介低噪聲放大器簡(jiǎn)介低噪聲放大器主要技術(shù)指標(biāo)低噪聲放大器主要技術(shù)指標(biāo)放大器的穩(wěn)定性放大器的穩(wěn)定性低噪聲放大器基本電路低噪聲放大器基本電路射頻放大器偏置電路射頻放大器偏置電路低噪聲放大器設(shè)計(jì)低噪聲放大器設(shè)計(jì)功率放大器設(shè)計(jì)功率放大器設(shè)計(jì)常見(jiàn)的常見(jiàn)的LNA電路配置電路配置低噪聲放大器設(shè)計(jì)步驟低噪聲放大器設(shè)計(jì)步驟低噪聲放大器設(shè)計(jì)舉例低噪聲放大器設(shè)計(jì)舉例功率放大器簡(jiǎn)介功率放大器簡(jiǎn)介功放的工作類型功放的工作類型功率放大器的主要性能指標(biāo)功率放大器的主要性能指標(biāo)功率放大器的設(shè)計(jì)步驟功率放大器的設(shè)計(jì)

4、步驟功率放大器設(shè)計(jì)舉例功率放大器設(shè)計(jì)舉例功率合成技術(shù)功率合成技術(shù)功率放大器線性化技術(shù)功率放大器線性化技術(shù)功率放大器的效率增強(qiáng)技術(shù)功率放大器的效率增強(qiáng)技術(shù)49.1 射頻放大器的相關(guān)理論in19.1.1 放大器的穩(wěn)定性輸入反射系數(shù)：1221Lin1122L1S SSs1221Lout2211L1S SSS輸出反射系數(shù)：兩類穩(wěn)定性：in1out1out1 (1) 絕對(duì)穩(wěn)定：無(wú)論晶體管放大器接什么樣的無(wú)源負(fù)載阻抗和源阻抗，均有 和 。 (2) 條件穩(wěn)定：不是所有的無(wú)源負(fù)載阻抗和源阻抗，均使晶體管放大器的 和 。59.1 射頻放大器的相關(guān)理論1、穩(wěn)定性判定圓放大器穩(wěn)定性邊界條件：1221L11Lin11

5、22L22L111S SSSSS 22S1221Lout2211L11S111SS SSSS 其中： 。11221221S SS S 輸出穩(wěn)定圓輸出穩(wěn)定圓輸入穩(wěn)定圓輸入穩(wěn)定圓（1）對(duì)于輸出穩(wěn)定性判定圓輸出穩(wěn)定區(qū)與非穩(wěn)定區(qū)輸出穩(wěn)定區(qū)與非穩(wěn)定區(qū)69.1 射頻放大器的相關(guān)理論（2）對(duì)于輸入穩(wěn)定性判定圓輸入穩(wěn)定區(qū)與非穩(wěn)定區(qū)輸入穩(wěn)定區(qū)與非穩(wěn)定區(qū)2、絕對(duì)穩(wěn)定絕對(duì)穩(wěn)定條件：ininr1Coutoutr1C111SoutS 時(shí)， 與 平面上的絕對(duì)穩(wěn)定條件79.1 射頻放大器的相關(guān)理論用穩(wěn)定因子k描述絕對(duì)穩(wěn)定條件：將輸入穩(wěn)定圓的圓心和半徑的表達(dá)式：*1122ininin2211()RISSCCjCS 1221i

6、n2222-S SrS代入穩(wěn)定條件：ininr1C可得：*1122122122111SSS SS 整理得： 222222221122111221140SSSS S 上式大括號(hào)中的表達(dá)式必須大于0，故可得：22211221221112SSkSS 89.1 射頻放大器的相關(guān)理論3、放大器的穩(wěn)定措施（1）電阻性加載 電阻性加載是場(chǎng)效應(yīng)晶體管或雙極型晶體管的一種常用穩(wěn)定措施，這種方法即為在有源器件的不穩(wěn)定端口增加一個(gè)串聯(lián)或并聯(lián)的電阻。（2）并聯(lián)反饋 通過(guò)在晶體管的輸出端到輸入端之間添加一個(gè)電阻器，引入負(fù)反饋，能很好地改善晶體管的穩(wěn)定性。 串聯(lián)反饋要求在器件的公共端接入一個(gè)電阻器或者電感器。 （3）串聯(lián)

7、反饋用串聯(lián)或并聯(lián)的電阻穩(wěn)定措施用串聯(lián)或并聯(lián)的電阻穩(wěn)定措施放大器的反饋型穩(wěn)定措施放大器的反饋型穩(wěn)定措施99.1 射頻放大器的相關(guān)理論9.1.2 射頻放大器的功率增益1、 放大器功率增益定義單級(jí)放大器網(wǎng)絡(luò)的功率傳輸圖單級(jí)放大器網(wǎng)絡(luò)的功率傳輸圖源反射系數(shù)：S0SS0ZZZZ 負(fù)載反射系數(shù)：L0LL0ZZZZ 平均輸入功率：2222122SS1ininin2000Sin1112281VVVPZZZ 109.1 射頻放大器的相關(guān)理論傳送到負(fù)載的平均功率：22222222221L21SL221S2LL222000022L22LSin11112228111SSVVVVPZZZZSS 傳送到負(fù)載的最大功率：*

8、outL222221SoutSL,maxL22*022outSin11811SVPPZS （1）功率轉(zhuǎn)換增益定義：負(fù)載吸收功率和信號(hào)源資用功率之比。 222S21LLT22ASin22L(1)(1)11SPGPS 119.1 射頻放大器的相關(guān)理論（2）資用功率增益和工作功率增益 資用功率增益：*Lout22L,max21SAT22A11Sout(1)1(1)PSGGPS 工作功率增益：22L21LP22inin22L(1(1)1SPGPS 129.1 射頻放大器的相關(guān)理論 2、放大器的功率增益特性 （1）單向化設(shè)計(jì)法單向化功率轉(zhuǎn)換增益的原理圖單向化功率轉(zhuǎn)換增益的原理圖 單向化功率轉(zhuǎn)換增益：22

9、2SLTU21211SL221111GSSS 139.1 射頻放大器的相關(guān)理論（2）最大增益設(shè)計(jì)12S 實(shí)際的放大器電路設(shè)計(jì)中，當(dāng) 大到不能忽略時(shí)，采用單向化設(shè)計(jì)法導(dǎo)致的誤差不能容忍，此時(shí)應(yīng)采用雙共軛匹配法做放大器的最大增益設(shè)計(jì)。 輸入端口反射系數(shù)：1221LS1122L1S SSS 輸出端口反射系數(shù)：1221SL2211S1S SSS 由（1）和（2）可得： （1） （2）22111S142BBCC 22222L242BBCC 149.1 射頻放大器的相關(guān)理論 其中：222111221BSS 222222111BSS 11122CSS22211CSS最大增益與穩(wěn)定因子k的關(guān)系為：212Tma

10、x121SGkkS 當(dāng)k=1時(shí)可以得到有用的數(shù)值，它通常別稱為最大穩(wěn)定增益，表達(dá)式為:21msg12SGS159.1 射頻放大器的相關(guān)理論 3、等增益圓 考慮了晶體管反饋效應(yīng)的實(shí)際放大器設(shè)計(jì)中，根據(jù)工作功率增益和資用功率增益的定義可以推導(dǎo)出相應(yīng)的等增益圓形式。 1、工作功率增益圓 在晶體管輸入阻抗和源阻抗共軛匹配的條件下，可以將工作功率增益的表達(dá)式改寫成如下形式：2222L21L212PP212222112Lin22L1122L22L1111111SSGgSS SSSSS Pg其中 為比例系數(shù)：22LLPP2222122L11L2112L1122L22L111111GgSSSS SSSS 16

11、9.1 射頻放大器的相關(guān)理論L將上式改寫為負(fù)載反射系數(shù) 的圓方程形式，即：LPPCr 其中圓心坐標(biāo)： P2211P22P221gSSCgS 圓半徑：22P122101221P22P22121kgS SgS SrgS 式中k為Rollett穩(wěn)定因子。179.1 射頻放大器的相關(guān)理論 2、資用功率增益圓資用功率增益圓方程為：SAACr 其中圓心坐標(biāo)：A1122A22A111gSSCgS 圓半徑：22A2112a1221A22A11121kgS SgS SrgS Ag比例系數(shù) 由下式確定：2SAA22212112S2211S11S1111GgSS SSSS AG其中 是要求的資用功率增益。 189.

12、1 射頻放大器的相關(guān)理論 9.1.3 放大器的噪聲系數(shù)圓等噪聲系數(shù)圓方程：2optoptS111N NNN 圓心： optF1CN半徑： 2optF11N NrN FoptC minFFoptFCFr從圓方程可以看出：當(dāng) 時(shí)， 得到最小噪聲系數(shù)，等噪聲系數(shù)圓約簡(jiǎn)化成一點(diǎn)；所有等噪聲系數(shù)圓的圓心都落在原點(diǎn)與 的連線上；噪聲系數(shù)越大，則圓心 距離原點(diǎn)越近而且半徑 越大。199.2 射頻放大器偏置電路 9.2.1 雙極型晶體管的偏置網(wǎng)絡(luò) 對(duì)于射頻雙極型晶體管的偏置電路，常見(jiàn)的有固定基流偏置電路和基極分壓射極偏置電路兩種，它們的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖所示：雙極型晶體管的無(wú)源偏置電路雙極型晶體管的無(wú)源偏置電路20

13、9.2 射頻放大器偏置電路CC10 VVCE5 VVC10 mAI BE0.7 VV100CBO0I參照上圖所示的無(wú)源偏置電路，為雙極型晶體管設(shè)計(jì)偏置。已知晶體管的工作狀態(tài)為 ， ， 。假定晶體管的電流放大系數(shù) ， 且 。解：偏置電路的直流通路可簡(jiǎn)化成：簡(jiǎn)化電路簡(jiǎn)化電路固定基流偏置電路中，基極電流為：3CB10 100.1 mA100IICCCE1B549.5 110.1VVRICEBE23B4.343 k0.1 10VVRIXBEXBE33BC1.5=15 k0.1 10VVVVRIIX2.2 VV 假定 ，則： XV1RXIBI為了保證中間電位 為近似固定值，流過(guò)電阻 的電流 的值至少為

14、的10倍，則：CCX1XB7.878 k10VVRIIX23XB2.22.44 k0.9 10VRIICCCE43C5200 10 10VVRI219.2 射頻放大器偏置電路 9.2.2 場(chǎng)效應(yīng)晶體管的偏置網(wǎng)絡(luò) 場(chǎng)效應(yīng)晶體管的偏置網(wǎng)絡(luò)和雙極型晶體管偏置網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)基本相同。由于場(chǎng)效應(yīng)管的偏置條件許多時(shí)候需要負(fù)的柵極電壓，通常采用雙電源供電。 場(chǎng)效應(yīng)晶體管的雙極性無(wú)源偏置網(wǎng)絡(luò)場(chǎng)效應(yīng)晶體管的雙極性無(wú)源偏置網(wǎng)絡(luò)傳輸線偏置傳輸線偏置229.3 低噪聲放大器設(shè)計(jì) 9.3.1 低噪聲放大器簡(jiǎn)介低噪聲放大器（low-noise amplifier，LNA）是射頻接收機(jī)前端的重要組成部分。通常低噪聲放大器位

15、于接收機(jī)的最前端，它對(duì)微弱的接收信號(hào)進(jìn)行放大并盡可能少地引入本地噪聲。 9.3.2 低噪聲放大器的主要技術(shù)指標(biāo) 1、工作頻率TfTf放大器能夠工作的頻率取決于晶體管的特征頻率 ，常選擇 是工作頻率的510倍。 2、噪聲系數(shù)噪聲系數(shù)在不同的應(yīng)用場(chǎng)合有不同的要求，它的值可以從1dB到幾個(gè)dB。噪聲系數(shù)與放大器所選用的晶體管噪聲特性、靜態(tài)工作點(diǎn)、輸入/輸出匹配特性、工作頻率和工藝有關(guān)，是低噪聲放大器最為重要的指標(biāo)。239.3 低噪聲放大器設(shè)計(jì) 3、增益放大器增益的大小取決于系統(tǒng)的要求，較大的增益利于抑制后續(xù)電路的噪聲對(duì)整個(gè)接收機(jī)系統(tǒng)的影響，但是增益太大會(huì)導(dǎo)致后面的下變頻器輸入過(guò)載，產(chǎn)生非線性失真。因

16、此，低噪聲放大器的增益應(yīng)當(dāng)適中，一般在25dB以下。 4、輸入/輸出阻抗匹配輸出匹配通常采用共軛匹配方式，以實(shí)現(xiàn)最大功率傳輸。輸入匹配電路一般有兩種，一為實(shí)現(xiàn)噪聲系數(shù)最小的噪聲匹配，二是實(shí)現(xiàn)最大功率增益和最小回波損耗為目的共軛匹配。5、線性度低噪聲放大器的線性范圍主要由三階互調(diào)截點(diǎn)輸入功率IIP3或輸出功率OIP3和1dB壓縮點(diǎn)的輸入或輸出功率來(lái)衡量。 6、反向隔離度反向隔離反應(yīng)了低噪聲放大器輸出端與輸入端的隔離度，良好的反向隔離可以減少本振信號(hào)到天線的泄露。 249.3 低噪聲放大器設(shè)計(jì) 9.3.3 低噪聲放大器基本電路 低噪聲放大器基本電路框圖如圖所示，主要包括偏置電路、輸入/輸出匹配電路

17、和控制保護(hù)電路三部分。 1、直流（電壓/電流）偏置電路偏置電路的作用就是給放大器提供需要的直流電壓或電流，它通常有固定基極、基極分壓、傳輸線和有源偏置等形式。 2、阻抗匹配/轉(zhuǎn)換電路為了實(shí)現(xiàn)最大增益、最小噪聲系數(shù)或最大功率傳輸，放大器相應(yīng)有增益、噪聲和功率匹配網(wǎng)絡(luò)。 3、控制和保護(hù)電路控制電路通常由開(kāi)關(guān)、衰減器、移相器和限幅器等器件構(gòu)成，它的主要作用是提高放大器線性度和控制增益。 放大器電路結(jié)構(gòu)框圖放大器電路結(jié)構(gòu)框圖259.3 低噪聲放大器設(shè)計(jì) 9.3.4 常見(jiàn)的LNA電路配置對(duì)場(chǎng)效應(yīng)管而言，電路配置可以分為共源、共柵、共漏和共源-共柵（cascode）四種基本類型；相應(yīng)地，對(duì)雙極型晶體管而言

18、，電路配置又可以分為共射、共基、共集和共射-共基（cascode）四種基本類型。 FET和和BJT的基本電路配置的基本電路配置 269.3 低噪聲放大器設(shè)計(jì) 9.3.5 低噪聲放大器的設(shè)計(jì)步驟1、依據(jù)應(yīng)用要求（噪聲，頻率，帶寬，增益，功耗等）選擇合適的晶體管或工藝。 2、確定LNA電路拓?fù)洹?3、確定放大器的直流工作點(diǎn)和設(shè)計(jì)偏置電路。 4、確定最小噪聲輸入阻抗。 5、將最小噪聲輸入阻抗匹配到信號(hào)源阻抗，即輸入匹配網(wǎng)絡(luò) 設(shè)計(jì)。 6、確定放大器輸出阻抗。 7、將放大器輸出阻抗匹配到負(fù)載阻抗，即輸出匹配網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)。 8、低噪放性能仿真和優(yōu)化。 9、電路制作和性能調(diào)試。 10、性能的測(cè)量和標(biāo)定。 279

19、.3 低噪聲放大器設(shè)計(jì) 9.3.6 低噪聲放大器設(shè)計(jì)舉例 1、LNA設(shè)計(jì)的性能指標(biāo)低噪聲放大器預(yù)期性能指標(biāo)低噪聲放大器預(yù)期性能指標(biāo) 2、晶體管的選擇本例選用的晶體管為英飛凌公司的BFP405_BJT，這種晶體管適合用來(lái)設(shè)計(jì)小信號(hào)放大器。單管在2.02.3GHz處的最小噪聲系數(shù)大于1.5dB，能達(dá)到的最大資用增益為17dB。3、LNA電路方案的確定根據(jù)設(shè)計(jì)的性能指標(biāo)，LNA的電路方案為兩級(jí)放大，為簡(jiǎn)便起見(jiàn)，前后兩級(jí)采用對(duì)稱結(jié)構(gòu)。晶體管的工作點(diǎn)選在負(fù)載線的中點(diǎn)，使放大器工作在A類。289.3 低噪聲放大器設(shè)計(jì)4、偏置電路設(shè)計(jì)本例的低噪聲放大器采用基極分壓射極偏置電路，但將它的射頻扼流圈換為一端射頻

20、短路的四分之一波長(zhǎng)傳輸線。 5、阻抗匹配/轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)為了節(jié)省元件，并使放大器的性能穩(wěn)定且布局合理，設(shè)計(jì)的低噪聲放大器的匹配網(wǎng)絡(luò)均采用單節(jié)短截線匹配法。 偏置電路偏置電路單節(jié)短截線匹配網(wǎng)絡(luò)單節(jié)短截線匹配網(wǎng)絡(luò)299.3 低噪聲放大器設(shè)計(jì)6原理圖仿真及優(yōu)化低噪聲放大器的偏置電路和輸入輸出匹配網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)好以后，便可形成一個(gè)完整的低噪放原理圖，如圖所示。仿真和優(yōu)化整個(gè)低噪聲放大器的性能，直到滿足要求為止。低噪聲放大器原理圖低噪聲放大器原理圖309.3 低噪聲放大器設(shè)計(jì)7、生成版圖并焊裝元件當(dāng)原理圖仿真達(dá)到預(yù)期的性能指標(biāo)后，生成版圖。 8、測(cè)試結(jié)果測(cè)試實(shí)際電路的性能，得到放大器的S參數(shù)和噪聲系數(shù)。 低噪聲

21、放大器版圖低噪聲放大器版圖低噪聲放大器實(shí)物圖低噪聲放大器實(shí)物圖S參數(shù)測(cè)量結(jié)果參數(shù)測(cè)量結(jié)果噪聲系數(shù)測(cè)量結(jié)果噪聲系數(shù)測(cè)量結(jié)果319.4 功率放大器設(shè)計(jì)9.4.1 功率放大器簡(jiǎn)介 功率放大器位于發(fā)射機(jī)的末級(jí)，它將已調(diào)制的頻帶信號(hào)放大到所需要的功率值，再送到天線中進(jìn)行發(fā)射，保證在一定區(qū)域內(nèi)的接收機(jī)可以收到滿意的信號(hào)電平，并且不干擾相鄰信道的通信。9.4.2 功放的工作類型 在小信號(hào)條件下A類工作是線性的，而大信號(hào)時(shí)A類工作會(huì)導(dǎo)致某些輸出信號(hào)出現(xiàn)非線性失真。在B類狀態(tài)下，晶體管在輸入信號(hào)的半個(gè)周期內(nèi)導(dǎo)通。C類工作的晶體管，一般情況處于截止?fàn)顟B(tài)，除非基極和發(fā)射極之間的交流信號(hào)將其導(dǎo)通。基本基本B類互補(bǔ)放大

22、器類互補(bǔ)放大器基本基本AB類互補(bǔ)放大器類互補(bǔ)放大器基本基本C類放大器類放大器329.4 功率放大器設(shè)計(jì)9.4.3 功率放大器的主要性能指標(biāo)1、工作頻率 隨著頻率的上升，不僅放大器的增益會(huì)降低，而且輸出功率也會(huì)減小。 2、輸出功率 輸出功率是功放最為重要的性能指標(biāo)之一，通常用飽和輸出功率的大小來(lái)衡量。 3、效率C 功放效率有集電極效率 和功率增加效率PAE兩種定義方式，它們的表達(dá)式為： outCdcPPputinPAECdcP1(1)PPPAEPG339.4 功率放大器設(shè)計(jì)4、功率增益 功率增益的定義為輸出功率與輸入功率之比。 5、線性度在大信號(hào)工作條件下，功率放大器的非線性效應(yīng)較為明顯，導(dǎo)致所

23、放大的信號(hào)失真。 9.4.4 功率放大器的設(shè)計(jì)步驟1、依據(jù)應(yīng)用要求（噪聲，頻率，帶寬，增益，功耗等）選擇合適的晶體管。 2、確定功率放大器的電路拓?fù)洹?3、確定放大器的直流工作點(diǎn)和設(shè)計(jì)偏置電路。 4、確定最大功率輸出阻抗。 5、將最大功率輸出阻抗匹配到負(fù)載阻抗，即輸出匹配網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)。 6、 確定放大器輸入阻抗。 349.4 功率放大器設(shè)計(jì) 7、將放大器輸入阻抗匹配到源阻抗，即輸入匹配網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)。 8、功放性能仿真和優(yōu)化。 9、電路制作和性能調(diào)試。 10、性能的測(cè)量和標(biāo)定。 9.4.5 功率放大器的設(shè)計(jì)舉例1、PA設(shè)計(jì)的性能指標(biāo)功率放大器預(yù)期性能指標(biāo)功率放大器預(yù)期性能指標(biāo)2、功放管的選擇 本例選用的

24、晶體管為安捷倫公司的ATF54143_PHEMT。單管在1.82.5GHz處能達(dá)到的最大資用增益大于18dB，而1dB壓縮輸出功率點(diǎn)高于22.5dBm。359.4 功率放大器設(shè)計(jì)3、PA電路方案的確定使第一級(jí)工作在A類，第二級(jí)工作在AB類，這樣可以使功放具有較好的線性度和較高的效率。第一級(jí)采用最大增益匹配，第二級(jí)輸出匹配網(wǎng)絡(luò)采用功率匹配，級(jí)間共軛匹配。4、直流偏置電路設(shè)計(jì) 本例所用功率放大器采用基極分壓射極偏置電路，但將它的射頻扼流圈換為一端開(kāi)路的四分之一波長(zhǎng)傳輸線。 功率放大器偏置電路功率放大器偏置電路 功率放大器的匹配網(wǎng)絡(luò)均采用單節(jié)短截線匹配法。匹配順序?yàn)閺暮蠹?jí)向前級(jí)匹配。第二級(jí)的輸出匹配

25、網(wǎng)絡(luò)采用功率匹配，第一級(jí)采用最大增益匹配。5、阻抗匹配/轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)369.4 功率放大器設(shè)計(jì)6、功放原理圖仿真及優(yōu)化功率放大器的偏置電路和輸入輸出匹配網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)好以后，便可形成一個(gè)完整的功放原理圖，如圖所示： 功率放大器原理圖功率放大器原理圖379.4 功率放大器設(shè)計(jì)7、生成版圖并焊裝元件功率放大器版圖功率放大器版圖功率放大器實(shí)物圖功率放大器實(shí)物圖8、測(cè)試結(jié)果 功率放大器的小信號(hào)功率放大器的小信號(hào)S參數(shù)測(cè)量結(jié)果參數(shù)測(cè)量結(jié)果功率放大器的功率放大器的1dB壓縮點(diǎn)和壓縮點(diǎn)和3階交調(diào)階交調(diào)截點(diǎn)截點(diǎn)389.4 功率放大器設(shè)計(jì)9.4.6 功率合成技術(shù) 利用混合分配器和混合合成器，將輸入功率等分到幾個(gè)放大器,并且又將每個(gè)放大器的輸出功率合成。一個(gè)放大器不工作了不會(huì)影響整個(gè)功放單元，整個(gè)單元將繼續(xù)工作，僅僅輸出功率下降。 混合分配器混合分配器/合成器方法合成器方法 399.4 功率放大器設(shè)計(jì)9.4.7 功率放大器的線性化技術(shù) 1、功率回退法 功率回退技術(shù)選用大功率晶體管放大小功率信號(hào)，即通過(guò)犧牲功放效率獲得功放的高線性度，令功率放大器的輸入功率遠(yuǎn)小于1dB壓縮點(diǎn)，使功率放大器遠(yuǎn)離飽和壓縮區(qū)，進(jìn)入線性工作區(qū)，從而改善功率放大器的線性度。 2、前饋法 前饋線