功率放大器的设计
2020-04-16 15:32:41 点击：
功率放大器简称功放，是指在给定失真率条件下，能产生最大功率输出以驱动某一负载的放大器。
输出匹配电路的功率损耗是功放设计的关键。这些功率损耗出现在匹配网络的电容器、 电感器， 以及其他耗能元件中。功率损耗会降低功率放大器的工作效率及功率输出能力。
功放的匹配电路
因为输出匹配电路并不是一个50Ω的元件， 所以耗散损失与传感器增益有很大的区别。输出匹配的具体电路不同，损耗也不样。对于设计者而言，即使他没有选择不同技术的余地，在带宽和耗散损失之间，在设计方面仍然可以做很多折衷。匹配网络是用来实现阻抗变化的，就像是功率从一个系统或子系统传送另一个系统或者 子系统，RF设计者们在这上面下了很大的功夫。对于功率放大器，阻抗控制着传送到输出端的功率大小，它的增益，还有它产生的噪声。因此，功率放大器匹配网络的设计是性能达到最优的关键。
损耗有不同的定义，但是这里我们关心的是在匹配网络中, RF功率以热量的形式耗散掉的损耗。这些损耗掉的功率是没有任何用途。依据匹配电路功能的不同，损耗的可接受范围也不同。对功率放大器来讲，输出匹配损耗-直是人们关注的问题，因为这牵涉到很大的功率。效率低不仅会缩短通话时间，而且还会在散热和可靠性方面带来很大的问题。
例如，-个GSM功率放大器工作在3.5V电压时，效率是55%，能够输出34dBm的功率。在输出功率为最大时，功率放大器的电流为1.3A。匹配的损耗在0.5dB到1 dB的数量级，这与输出匹配的具体电路有关。在没有耗散损失时，功率放大器的效率为62%到69%。 尽管损耗是无法完全避免的，但是这个例子告诉我们，在功率放大器匹配网络中，损耗是首要问题。
无论在全球移动通信系统、无线局域网等民用领域，还是在雷达、电子战、导航等军用领域，射频功率放大器作为这些系统中的前端器件，对其低耗、高效、体积小的要求迅速增加。
众所周知，功率放大器是射频电路众多模块中功率损耗最大的，作为系统的核心和前端部分，它的效率将直接影响系统效率，因此效率问题成为现代功率放大器的研究热点。
