高頻放大電路原理詳解及應用電路彙總

高頻放大電路原理詳解及應用電路彙總

什麼是高頻放大器

高頻功率放大器用於發射機的末級，作用是將高頻已調波信號進行功率放大，以滿足發送功率的要求，然後經過天線將其輻射到空間，保證在一定區域內的接收機可以接收到滿意的信號電平，並且不干擾相鄰通道的通信。高頻功率放大器是通信系統中發送裝置的重要組件。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迴路，故又稱為調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，因此又稱為非調諧功率放大器。高頻功率放大器是一種能量轉換器件，它將電源供給的直流能量轉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使功率放大器增益相對穩定，電路由甲類、丙類兩級功率放大器組成。甲類功率放大器的輸出信號作為丙類功率放大器的輸入信號，丙類功率放大器作為發射機末級功率放大器以獲得較大的輸出功率和較高的效率。

高頻放大點電路原理

為了在較寬的通帶內使功率放大器增益相對穩定，電路由甲類、丙類兩級功率放大器組成。甲類功率放大器的輸出信號作為丙類功率放大器的輸入信號，丙類功率放大器作為發射機末級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。根據設計要求和晶體管實際參數，採用Philip s公司的NPN型高壓晶體管2N5551作為放大管，三極體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。三極體Q2和由電感L3、電容C7、C6構成的負載迴路組成丙類功率放大器。R1、R2、R3、R4 組成第1 級靜態偏置電阻，調節R2、R3可改變放大器的增益。L1、C2組成一級調諧迴路，L2、R5、C4組成的部分在丙類功率放大器基極處產生負偏壓饋電， R7為射級反饋電阻，調整R7 可改變丙類功率放大器的增益。C6、C7、L3組成末級調諧迴路， C6 用來微調諧振頻率以獲得最佳工作狀態。C8、C9和L4 組成濾波迴路，起到改善波形的作用。R9和C10、R11和C11以及R8和C12均為負載迴路外接電阻。集電極可選擇連接不同的負載。當基極輸入的正弦信號頻率取值在L1、C2 諧振頻率附近時，集電極輸出正弦信號電壓增益最大。C5為射級旁路電容，有效地控制了可能由於射級電阻R3、R4過大而引起電壓增益下降的問題。當甲類功率放大器輸出信號大於丙類功率放大器三極體Q2的be間負偏壓時， Q2才導通工作。當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的頻率一致時，丙類功率放大器工作於諧振狀態，集電極將獲得最大的電壓增益，達到功率放大的目的

高頻放大電路應用電路

1.集電極饋電電路

根據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並饋電路

（1） 串饋電路指直流電源Vcc、負載迴路（匹配網路）、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，又避免高頻信號在LC負載迴路以外不必要的損耗。C、Lc的選取原則為

1/ oLc 《迴路阻抗x1/10

oLc》 1/ OC x10

（2） 並饋電路指直流電源Vcc、負載迴路（匹配網路）、功

率管三者為並聯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可以單獨由穩壓電源供給，也可以由

集電極電源Vcc分壓供給。在功放級輸出功率大於1W時，

基極偏置常採用自給偏置電路。

3.級間耦合網路

對於中間級而言，最主要的是應該保證它的電壓輸出穩定，以供給下級功放穩定的激勵電壓，而效率則降為次要問題。

多級功放中間級的一個很大問題是後級放大器的輸入阻抗是變化的，是隨激勵電壓的大小及管子本身的工作狀態變化而變化的。

這個變化反映到前級迴路，會使前級放大器的工作狀態發生變化。此時，若前級原來工作在欠壓狀態，則由於負載的變化，其輸出電壓將不穩定。

4. 輸出匹配網路常常是指設備中末級功放與天線或其他負載間的網路，這種匹配網路有L型、π型、T型網路及由它們組成的多級網路，也有用雙調諧耦合迴路的。

輸出匹配網路的主要功能與要求是、和。

高頻調諧功率放大器的阻抗匹配就是在給定的電路條件下，改變負載迴路的可調元件，將負載阻抗Z轉換成放大管所要求的最佳負載阻抗R，使管子送出的功率P。能儘可能多的饋至負載。這就叫做達到了匹配狀態，或簡稱匹配。