通信电子线路-高频功率放大器

如题所述

在通信电子线路的世界中,高频功率放大器犹如调色板上的魔力,将直流的静谧转化为高频交流的奔腾。它们被划分为两个精密的领域:窄带调谐与宽带非调谐,每一种都发挥着独特的效能。


小信号与大信号的较量</

小信号放大器尽管增益有限,却在信号处理的起跑线上,而调谐放大器则更善于处理大信号,它在非线性区域中游刃有余,靠的是LC谐振回路的神奇力量。晶体管的特性并非简单呈现,而是通过折线化处理,其转移和输出特性曲线间隐藏着决定性能的临界线。


调谐功放的秘密</

调谐功率放大器采用反向偏置策略,导通角与集电极电流如影随形。计算过程中,傅里叶展开法如同魔法般揭示了其中的规律。功率的计算涉及多维度:直流、基波与和谐波的交织,而损耗功率则包括了槽路和晶体管内部的微妙平衡。


效率的追求</

集电极效率和槽路效率,这两个关键指标如同航标,指引着功率放大器的效能之旅。如何在动态函数的内部特性方程和外部特性方程中找到最佳工作点,是调谐功放性能优化的关键所在。


从Q点(静态工作点)到A点(截止区极值点),工作状态的细微变化牵动着电流、电压、功率和效率的联动。基极调制如同精密的调音师,影响着放大器的动态特性,而集电极调制在欠压区域尤其显现出卓越效果。


馈电电路的智慧</

集电极馈电电路分为串馈和并馈,它们各有千秋,分别针对不同频率场合,发挥着不可或缺的作用。自给偏压环节则如同调和剂,稳定了反偏晶体管的工作环境。


在追求最大输出功率时,阻抗匹配是必不可少的桥梁。通过估算饱和压降和确定临界状态槽路电压,设计师可以找到最佳负载电阻,使之与外部负载相得益彰。自耦变压器和互感变压器的匝数比,就像调谐的音叉,确保了等效自耦电感的完美和谐。


倍频器如璀璨的明珠,通过增加频率,用于中间级,提升了工作波段的性能。丙类倍频器在n倍频谐振中展现力量,输出功率和效率的提升伴随着n值的减小。而多级倍频器则如接力赛般,一次次提升频率的边界,为高频信号的传递增添动力。

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