寬帶功率放大器如何設(shè)計(jì)的
寬帶功率放大器的設(shè)計(jì)者需要滿足多種設(shè)計(jì)需求,例如,對(duì)許多應(yīng)用來(lái)說(shuō),寬帶功率放大器需要足夠的線性,且在諧波頻率處是全反射的。此外,對(duì)于雷達(dá),軍用發(fā)射機(jī)等非廣播電視的應(yīng)用來(lái)講,放大器還必須能夠承受輸出端巨大的失配,這些通常是連接天線的特性,終端負(fù)載,待測(cè)設(shè)備本身的反射等原因造成的。對(duì)于這些應(yīng)用,放大器的強(qiáng)健性,也就是說(shuō)不易損壞就變得異常重要了。由于放大器損壞導(dǎo)致的不可測(cè)量,就意味著工程會(huì)面臨嚴(yán)重且昂貴的延誤,甚至實(shí)驗(yàn)室的收益也會(huì)受到損失等。
設(shè)計(jì)高功率寬帶放大器時(shí),工程師需要對(duì)帶寬,增益,輸出功率以及在各種幅度和相位條件下失配的行為特性,線性度,諧波特性,功率效率等進(jìn)行綜合考慮,并從中找出最重要的優(yōu)先考慮的指標(biāo)。
這些指標(biāo)大多是相互影響的,對(duì)于給定的晶體管類型來(lái)說(shuō),設(shè)計(jì)的帶寬增加,能夠得到的輸出功率就會(huì)減小。更加具有挑戰(zhàn)性的是,為了達(dá)到更大的輸出功率,匹配網(wǎng)絡(luò)以及相應(yīng)的功分電路,功率合成電路就會(huì)變得更加困難。同時(shí),功放管的使用壽命非常依賴于放大器的散熱設(shè)計(jì)和功放管外圍的保護(hù)電路。
對(duì)于A類放大器,晶體管通常偏置在一個(gè)較大的靜態(tài)電流上,這樣可以得到一個(gè)非常線性的放大特性,但是卻要承受差的功率效率,并對(duì)晶體管帶來(lái)很大的散熱壓力。AB類放大器相比A類放大器具有低的靜態(tài)偏置電流,同樣可以得到很好的線性特性,以及好得多的功率效率,晶體管的散熱壓力得到減小。通常都采用推挽結(jié)構(gòu)來(lái)進(jìn)行電路設(shè)計(jì)。
對(duì)于一些應(yīng)用來(lái)說(shuō),并不是總是需要寬帶功率放大器提供最大的功率輸出,例如進(jìn)行EMS測(cè)試。在這些EMS應(yīng)用當(dāng)中,AB類放大器相比A類放大器具有更好的效率,晶體管更低的結(jié)溫可以帶來(lái)更長(zhǎng)的使用壽命。
圖:ATA-1222A寬帶放大器指標(biāo)參數(shù)
選擇放大器時(shí),會(huì)發(fā)現(xiàn)有很多指標(biāo)都是描述放大器性能的,用戶不僅需要考慮如輸出功率,諧波特性等技術(shù)指標(biāo),還需要考慮搭建維護(hù)整個(gè)高功率放大器系統(tǒng)的多個(gè)重要因素。
以上就是為具體應(yīng)用選擇合適的放大器時(shí)所要考慮的因素,必須仔細(xì)閱讀不同廠家產(chǎn)品的數(shù)據(jù)手冊(cè)來(lái)進(jìn)行性能對(duì)比,進(jìn)行放大器集成時(shí)必須考慮系統(tǒng)的要求,往往可以通過(guò)優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)得到更加經(jīng)濟(jì)的方案。
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