高頻放大電路原理詳解及應(yīng)用電路匯總

什么是高頻放大器

高頻功率放大器用于發(fā)射機(jī)的末級(jí)，作用是將高頻已調(diào)波信號(hào)進(jìn)行功率放大，以滿足發(fā)送功率的要求，然后經(jīng)過天線將其輻射到空間，保證在一定區(qū)域內(nèi)的接收機(jī)可以接收到滿意的信號(hào)電平，并且不干擾相鄰信道的通信。高頻功率放大器是通信系統(tǒng)中發(fā)送裝置的重要組件。按其工作頻帶的寬窄劃分為窄帶高頻功率放大器和寬帶高頻功率放大器兩種，窄帶高頻功率放大器通常以具有選頻濾波作用的選頻電路作為輸出回路，故又稱為調(diào)諧功率放大器或諧振功率放大器；寬帶高頻功率放大器的輸出電路則是傳輸線變壓器或其他寬帶匹配電路，因此又稱為非調(diào)諧功率放大器。高頻功率放大器是一種能量轉(zhuǎn)換器件，它將電源供給的直流能量轉(zhuǎn)換成為高頻交流輸出。

高頻放大電路

高頻功率放大器電路為了在較寬的通帶內(nèi)使功率放大器增益相對(duì)穩(wěn)定，電路由甲類、丙類兩級(jí)功率放大器組成。甲類功率放大器的輸出信號(hào)作為丙類功率放大器的輸入信號(hào)，丙類功率放大器作為發(fā)射機(jī)末級(jí)功率放大器以獲得較大的輸出功率和較高的效率。

高頻放大點(diǎn)電路原理

為了在較寬的通帶內(nèi)使功率放大器增益相對(duì)穩(wěn)定，電路由甲類、丙類兩級(jí)功率放大器組成。甲類功率放大器的輸出信號(hào)作為丙類功率放大器的輸入信號(hào)，丙類功率放大器作為發(fā)射機(jī)末級(jí)功率放大器以獲得較大的輸出功率和較高的效率。電路原理如圖1所示。根據(jù)設(shè)計(jì)要求和晶體管實(shí)際參數(shù)，采用Philip s公司的NPN型高壓晶體管2N5551作為放大管，三極管Q1、電感L1、電容C2組成甲類功率放大器，工作在線性放大狀態(tài)。三極管Q2和由電感L3、電容C7、C6構(gòu)成的負(fù)載回路組成丙類功率放大器。R1、R2、R3、R4 組成第1 級(jí)靜態(tài)偏置電阻，調(diào)節(jié)R2、R3可改變放大器的增益。L1、C2組成一級(jí)調(diào)諧回路，L2、R5、C4組成的部分在丙類功率放大器基極處產(chǎn)生負(fù)偏壓饋電， R7為射級(jí)反饋電阻，調(diào)整R7 可改變丙類功率放大器的增益。C6、C7、L3組成末級(jí)調(diào)諧回路， C6 用來微調(diào)諧振頻率以獲得最佳工作狀態(tài)。C8、C9和L4 組成濾波回路，起到改善波形的作用。R9和C10、R11和C11以及R8和C12均為負(fù)載回路外接電阻。集電極可選擇連接不同的負(fù)載。當(dāng)基極輸入的正弦信號(hào)頻率取值在L1、C2 諧振頻率附近時(shí)，集電極輸出正弦信號(hào)電壓增益最大。C5為射級(jí)旁路電容，有效地控制了可能由于射級(jí)電阻R3、R4過大而引起電壓增益下降的問題。當(dāng)甲類功率放大器輸出信號(hào)大于丙類功率放大器三極管Q2的be間負(fù)偏壓時(shí)， Q2才導(dǎo)通工作。當(dāng)L3、C7處諧振頻率與從甲類功率放大器集電極獲得的放大輸出正弦信號(hào)的頻率一致時(shí)，丙類功率放大器工作于諧振狀態(tài)，集電極將獲得最大的電壓增益，達(dá)到功率放大的目的

高頻放大電路應(yīng)用電路

1.集電極饋電電路

根據(jù)直流電源連接方式的不同，集電極饋電電路又分為串饋電路和并饋電路

（1） 串饋電路指直流電源Vcc、負(fù)載回路（匹配網(wǎng)絡(luò)）、功

率管三者首尾相接的一種直流饋電電路。Ci、 Lc為低通濾波電路，A點(diǎn)為高頻地電位，既阻止電源Vcc中的高頻成分影響放大器的工作，又避免高頻信號(hào)在LC負(fù)載回路以外不必要的損耗。C、Lc的選取原則為

1/ oLc 《回路阻抗x1/10

oLc》 1/ OC x10

（2） 并饋電路指直流電源Vcc、負(fù)載回路（匹配網(wǎng)絡(luò)）、功

率管三者為并聯(lián)連接的一種饋電電路。如圖Lo為高頻扼流圈，C為高頻旁路電容，C2為 隔直流通高頻電容，Lc、Cr、C2的選取原則與串饋電路基本相同。

2.基極饋電電路

基極饋電電路也分和兩種。

基極偏置電壓VBB可以單獨(dú)由穩(wěn)壓電源供給，也可以由

集電極電源Vcc分壓供給。在功放級(jí)輸出功率大于1W時(shí)，

基極偏置常采用自給偏置電路。

3.級(jí)間耦合網(wǎng)絡(luò)

對(duì)于中間級(jí)而言，最主要的是應(yīng)該保證它的電壓輸出穩(wěn)定，以供給下級(jí)功放穩(wěn)定的激勵(lì)電壓，而效率則降為次要問題。

多級(jí)功放中間級(jí)的一個(gè)很大問題是后級(jí)放大器的輸入阻抗是變化的，是隨激勵(lì)電壓的大小及管子本身的工作狀態(tài)變化而變化的。

這個(gè)變化反映到前級(jí)回路，會(huì)使前級(jí)放大器的工作狀態(tài)發(fā)生變化。此時(shí)，若前級(jí)原來工作在欠壓狀態(tài)，則由于負(fù)載的變化，其輸出電壓將不穩(wěn)定。

4. 輸出匹配網(wǎng)絡(luò)常常是指設(shè)備中末級(jí)功放與天線或其他負(fù)載間的網(wǎng)絡(luò)，這種匹配網(wǎng)絡(luò)有L型、π型、T型網(wǎng)絡(luò)及由它們組成的多級(jí)網(wǎng)絡(luò)，也有用雙調(diào)諧耦合回路的。

輸出匹配網(wǎng)絡(luò)的主要功能與要求是、和。

高頻調(diào)諧功率放大器的阻抗匹配就是在給定的電路條件下，改變負(fù)載回路的可調(diào)元件，將負(fù)載阻抗Z轉(zhuǎn)換成放大管所要求的最佳負(fù)載阻抗R，使管子送出的功率P。能盡可能多的饋至負(fù)載。這就叫做達(dá)到了匹配狀態(tài)，或簡稱匹配。