寬帶功率放大器如何設計的
寬帶功率放大器的設計者需要滿足多種設計需求,例如,對許多應用來說,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,對于雷達,軍用發射機等非廣播電視的應用來講,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,終端負載,待測設備本身的反射等原因造成的。對于這些應用,放大器的強健性,也就是說不易損壞就變得異常重要了。由于放大器損壞導致的不可測量,就意味著工程會面臨嚴重且昂貴的延誤,甚至實驗室的收益也會受到損失等。
設計高功率寬帶放大器時,工程師需要對帶寬,增益,輸出功率以及在各種幅度和相位條件下失配的行爲特性,線性度,諧波特性,功率效率等進行綜合考慮,並從中找出最重要的優先考慮的指標。
這些指標大多是相互影響的,對于給定的晶體管類型來說,設計的帶寬增加,能夠得到的輸出功率就會減小。更加具有挑戰性的是,爲了達到更大的輸出功率,匹配網絡以及相應的功分電路,功率合成電路就會變得更加困難。同時,功放管的使用壽命非常依賴于放大器的散熱設計和功放管外圍的保護電路。
對于A類放大器,晶體管通常偏置在一個較大的靜態電流上,這樣可以得到一個非常線性的放大特性,但是卻要承受差的功率效率,並對晶體管帶來很大的散熱壓力。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。通常都采用推挽結構來進行電路設計。
對于一些應用來說,並不是總是需要寬帶功率放大器提供最大的功率輸出,例如進行EMS測試。在這些EMS應用當中,AB類放大器相比A類放大器具有更好的效率,晶體管更低的結溫可以帶來更長的使用壽命。
圖:ATA-1222A寬帶放大器指標參數
選擇放大器時,會發現有很多指標都是描述放大器性能的,用戶不僅需要考慮如輸出功率,諧波特性等技術指標,還需要考慮搭建維護整個高功率放大器系統的多個重要因素。
以上就是爲具體應用選擇合適的放大器時所要考慮的因素,必須仔細閱讀不同廠家産品的數據手冊來進行性能對比,進行放大器集成時必須考慮系統的要求,往往可以通過優化系統設計得到更加經濟的方案。
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