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什么是射频功率放大器,去哪里买

2021/8/23 11:11:13
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    射频功率放大器(RF PA)是发射系统中的主要部分。在发射机的前级电路中,调制振荡电路所产生的射频信号功率很小,需要经过一系列的放大获得足够的射频功率以后,才能馈送到天线上辐射出去。为了获得足够大的射频输出功率,必须采用射频功率放大器。在调制器产生射频信号后,射频已调信号就由RF PA将它放大到足够功率,经匹配网络,再由天线发射出去。


    1.射频功率放大器的分类


    射频放大器可分为高增益放大器、低噪声放大器、中-高功率放大器。放大器电路的核心是微波晶体管。


什么是射频功率放大器,去哪里买


    传统线性功率放大器的工作频率很高,但相对频带较窄,射频功率放大器一般都采用选频网络作为负载回路。射频功率放大器可以按照电流导通角的不同,分为甲(A)、乙(B)、丙(C)三类工作状态。甲类放大器电流的导通角为360°,适用于小信号低功率放大,乙类放大器电流的导通角等于180°,丙类放大器电流的导通角则小于180°。乙类和丙类都适用于大功率工作状态,丙类工作状态的输出功率和效率是三种工作状态中最高的。射频功率放大器大多工作于丙类,但丙类放大器的电流波形失真太大,只能用于采用调谐回路作为负载谐振功率放大。由于调谐回路具有滤波能力,回路电流与电压仍然接近于正弦波形,失真很小。


    开关型功率放大器(Switching Mode PA,SMPA),使电子器件工作于开关状态,常见的有丁(D)类放大器和戊(E)类放大器,丁类放大器的效率高于丙类放大器。SMPA将有源晶体管驱动为开关模式,晶体管的工作状态要么是开,要么是关,其电压和电流的时域波形不存在交叠现象,所以是直流功耗为零,理想的效率能达到100%。


    2.射频功率放大器的工作原理


    射频功率放大器的主要技术指标是输出功率与效率,如何提高输出功率和效率,是射频功率放大器设计目标的核心。通常在射频功率放大器中,可以用LC谐振回路选出基频或某次谐波,实现不失真放大。除此之外,输出中的谐波分量还应该尽可能地小,以避免对其他频道产生干扰。


    射频功率放大器不同于其它工作于甲类、乙类、丙类的电子管射频功率放大器,不需要高电压;也不同于其它低频功率放大器,没有多少带宽。丁类放大器中场效应管工作于开关状态,漏极耗散功率非常低,虽然开、关过度期工作在线性区功率很大,但工作频率高,过度期非常短,工作效率比以往功率放大器大大提高,实际上就可以做到百分之九十以上。


    场效应管丁类放大器都是由两个或以上成对的管子组成,它们分成两组轮流导通,合作完成功率放大任务。控制场效应管工作于开关状态的激励电压可以是正弦波也可以是方波。实际电路有两种,即电流开关型和电压开关型。因为电流开关型电路中,输出电流是方波,工作频率高时场效应管开关转换时间不能忽视,所以中波广播发射机中采用电压开关型电路。分为全桥和半桥两种工作方式。


    桥式功放就是现在生产和运行的中波广播发射机中的射频功率放大器,桥式功放是由4个场效应管按电桥形式连接,以丁类开关放大方式工作的连接方式被叫做桥式功放,此全桥连接方式是一个H型,故又称为H型丁类放大器。全桥电路是由两个半桥组合而成,左右两部分的输出与相对的合成变压器初极线圈首尾相连,这种结构类似传统推挽电路形式。两个射频功率放大器被设计成由独立电源系统供电,推动信号也是由电桥两部分各自独立输入,射频功率放大器这个半桥工作方式就被利用到预推动级。


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    射频功率放大器的工作原理


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    3.射频功率放大器电路图


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    为了确保正常运行和最小化电磁干扰,在印刷电路板布局过程中必须小心。文末图片则显示了推荐的组件放置,包括迹线、接地平面和过孔位置。请注意,LT8620的VIN引脚、GND引脚和输入电容器中流过大的开关电流。通过将电容器放置在VIN和GND引脚附近,输入电容器形成的回路应尽可能小。当使用物理上较大的输入电容器时,产生的回路可能会变得太大,在这种情况下,最好使用靠近VIN和GND引脚的小外壳/值电容器,再加上更远的较大电容器。这些组件以及电感器和输出电容器应放置在电路板的同一侧,并且它们的连接应在该层上进行。在最靠近表层的层中的应用电路下方放置一个局部的、完整的接地平面。SW和BOOST节点应尽可能小。最后,保持FB和RT节点较小,以便接地迹线将它们与SW和BOOST节点屏蔽。封装底部的暴露焊盘必须焊接到地上,以便焊盘与地电连接,并在热上充当散热器。为了保持较低的热阻,尽可能地延伸接地平面,并在LT8620下方和附近添加热通孔,以在电路板内和底侧添加额外的接地平面。高温注意事项对于较高的环境温度,应注意PCB的布局,以确保LT8620的良好散热。封装底部的暴露焊盘必须焊接到接地平面。该接地应通过热通孔连接到下面的大铜层;这些层将分散LT8620散发的热量。放置额外的通孔可以进一步降低热阻。当环境温度接近最大结额定值时,应降低最大负载电流。LT8620内的功耗可以通过计算效率测量的总功率损耗并减去电感器损耗来估算。管芯温度是通过将LT8620功耗乘以从结到环境的热阻来计算的。如果超过安全结温,LT8620将停止切换并指示故障状态。
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