功率放大器的應(yīng)用

功率放大器簡(jiǎn)稱功放，可以說(shuō)是各類音響器材中最大的一個(gè)家族了，其作用主要是將音源器材輸入的較微弱信號(hào)進(jìn)行放大后，產(chǎn)生足夠大的電流去推動(dòng)揚(yáng)聲器進(jìn)行聲音的重放。由于考慮功率、阻抗、失真、動(dòng)態(tài)以及不同的使用范圍和控制調(diào)節(jié)功能，不同的功放在內(nèi)部的信號(hào)處理、線路設(shè)計(jì)和生產(chǎn)工藝上也各不相同。

無(wú)論在全球移動(dòng)通信系統(tǒng)、第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)、無(wú)線局域網(wǎng)等民用領(lǐng)域，還是在雷達(dá)、電子戰(zhàn)、導(dǎo)航等軍用領(lǐng)域，射頻功率放大器作為這些系統(tǒng)中的前端器件，對(duì)其低耗、高效、體積小的要求迅速增加。

眾所周知，功率放大器是射頻電路眾多模塊中功率損耗最大的，作為系統(tǒng)的核心和前端部分，它的效率將直接影響系統(tǒng)效率，因此效率問(wèn)題成為現(xiàn)代功率放大器的研究熱點(diǎn)。在大多數(shù)功率放大器中，功率損耗的主要是晶體管損耗，主要由電壓和電流產(chǎn)生的，從而提出開(kāi)關(guān)類功率放大器，主要有D類，E類和F類。其中F類功率放大器專門設(shè)計(jì)一個(gè)諧波網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)漏極電壓和電流波形控制。理論上，F(xiàn)類功率放大器的漏極效率為100%，被稱為新一代功率放大器。

傳統(tǒng)功率放大器由于輸出電路上的功率消耗，其工作效率很低。為增加傳統(tǒng)功率放大器的工作效率，理想的F類功率放大器使用輸出濾波器對(duì)晶體管輸出電壓或電流中的諧波成分進(jìn)行控制，歸整晶體管輸出的電壓和電流波形。從而實(shí)現(xiàn)集電極電流的角度參數(shù)為90°，即保持集電極波形為半個(gè)正弦波，集電極電壓波形為方波，并且兩者的相位差是λ/4，這樣集電極電壓和電流的波形就沒(méi)有交疊區(qū)，從而達(dá)到100%的理想效率。