射頻功率放大器(RF PA)是各種無線發(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)該盡可能地小,以避免對其他頻道產(chǎn)生干擾。
射頻功率放大器是對輸出功率、激勵(lì)電平、功耗、失真、效率、尺寸和重量等問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。
射頻功率放大器的工作頻率很高,但相對頻帶較窄,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)三類工作狀態(tài)。甲類放大器電流的導(dǎo)通角為360°,適用于小信號(hào)低功率放大,乙類放大器電流的導(dǎo)通角等于180°,丙類放大器電流的導(dǎo)通角則小于180°。乙類和丙類都適用于大功率工作狀態(tài),丙類工作狀態(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,但丙類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)通角分類的工作狀態(tài)外,還有使電子器件工作于開關(guān)狀態(tài)的。―)類放大器和戊(E)類放大器,丁類放大器的效率高于丙類放大器。
1 全橋組態(tài)工作原理
圖4所示為射頻放大器的全橋組態(tài),即四對MOS管用作開關(guān)。射頻激勵(lì)信號(hào)的相位情況是當(dāng)射頻功放模塊接通時(shí),這些開關(guān)中只有兩個(gè)可以組合起來。并且,在激勵(lì)信號(hào)的正半周,標(biāo)示為0°的MOS管處于正半周,標(biāo)示為180°的MOS管處于負(fù)半周。