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1、功放基础功放原理与普通放大器原理雷同功放特点:高电压,大电流,大功率功放在通讯系统中主要用于发信机.是信号发射出去之前的最后的放大.功放组成屏蔽盒：高频信号容易辐射,并且易受外界干扰.必须采取屏蔽措施.一般采用铜.铝等金属.屏蔽盒除了具有屏蔽作用外,也起机械保护,环境保护的作用.介质基片：底板安装于屏蔽盒主体.功放管：因功放管为功率大,发热多的元件.故功放管要与散热器连接紧密,以充分散热.微带线1.微带线由介质基片以及两边的导体带条和接地板构成。2.微带电路优点:成本低,可靠性高,小型化,轻量化。3.微带线的特性阻抗和相速。特性阻抗与匹配有关,主要
2、由宽高比和介质常数决定;而相速决定的是电长度和几何长度的关系.4.微带线的损耗.微带线的损耗比同轴线,波导等要大,构成微带电路时,不能出现大的线损.微带线的损耗分成三部分.介质损耗:由于介质分子交替极化和晶格来回碰撞,产生的热损耗.导体损耗:电流通过导体带条引起的热损耗;辐射损耗:微带线有半个空间是开放的.S参量微波网络通常用散射参量(S参量)来分析。S11=输出端口接负载时的输入反射系数S22=输入端口接负载时的输出反射系数S12=输入端口接负载时的反向增益S21=输出端口接负载时的正向增益接负载就是使负载等于传输线的特性阻抗.S11和S22与反
3、射系数性质相同.S21代表正向传输,S12代表反向传输.当网络是可逆的时候S12=S21,当网络是对称的时候S11=S22,S12=S21S参量与y,h,z参量的转换.很多功放管并没有给出S参数,而是给出的Z参数或者Y参数.如果仍然想用S参数来进行计算,必须进行转换.转换公式参考清华大学<微带电路>或者其他书籍功放匹配电路输入匹配得到增益和平坦度.输出匹配力求获得最大资用功率.变阻.由于射频系统中传输均是以特性阻抗50欧姆来传输的.为了能和信源以及输出匹配,必须将功放的输入输出接口匹配到50欧姆.滤波.避免高次谐波进入系统,应采取滤波措施.功放匹配
4、电路主要思想是将增益和功率结合起来达到最佳,然后引入变阻滤波概念,使功放能输出最大功率.直流偏置与去耦功放的线性化理想系统应该可以满足叠加原理,多种频率分量的输入,输出不会产生新的频率分量.但是实际中总会产生失真,出现新的频率分量.为了尽量降低非线性对应用的影响.通常采用回退技术来实现.但是回退同时导致效率降低,输出功率减小较多.现在,在射频领域,采用较多的线性化技术有预失真和前馈.预失真预失真是线性化技术中比较常用的方法.其实现方法是想办法在功放的输入端加入与功放失真产物或者特性相反的产物或者特性进行抵消.其优点是价格便宜,并且不存在稳定性的问题
5、.根据实现的方法,预失真可以分为模拟预失真和数字预失真.前馈前馈技术直接在功放输出端对功放的失真进行抵消.前馈功放由于抵消时功率电平大,所以成本较高.但是改善的程度非常好.线性化技术理解起来或许简单,但是实现起来非常不易,需要各位同事充分发挥聪明才智,来攻克这些难题.功放设计明确功放的主要指标.选择介质基片并选择高性价比的功放管以及推动进行仿真设计匹配电路设计检测以及控制电路调试以及测试介质基片的选择介质基片的介电常数以及厚度对功放的电路参数有着非常关键的影响.根据使用的频率、电路功能和成本等出发来选取基片的材料。公司常用的是FR4、F4B等国产介
6、质材料。由于基片厚度和微带线的宽度有关，基片越薄，微带线变细，导致导体损耗上升。铜箔厚度也和损耗有关，大功率电路，建议采用厚些的（1-2oz约35-70微米）。另外，要考虑铜箔和介质的粘合力。聚四氟乙烯玻璃纤维编制布材料做成的基片，具有较低的损耗，国内也已经生产，成本也较低，同时也是一种较好的基片。要求比较高的功放也通常使用进口的基片.国外基片相对一致性好,均匀度高,附着性好,损耗的,热导低.是做功放的好材料.但是成本高.导体损耗与基片厚度、铜箔厚度的关系FR-4基片tgδ=0铜箔厚度=70μmf=1GHz时基片厚度0.5mm基片厚度1mm基片厚度
7、1.5mm损耗(dB/m)0.708910.377090.25938FR-4基片tgδ=0基片厚度=1mm时铜箔厚度17μm铜箔厚度35μm铜箔厚度70μm损耗(dB/m)0.399830.377090.35363采用RO4003基片(H=0.8mmT=35μm)，在信号频率为1GHz时，微带线的损耗为0.71204dB/m，带接地板的共面波导为0.99521dB/m常用的放大器件双极晶体管：早期多使用在单通道的模拟基站功放中。他存在两个问题：高阶互调和低电平的交叉失真，因此线性不好。GaAsMESFET:线性好,但是功率做不大。3LDMOS硅射频
8、横向扩散金属-氧化物-半导体：由于其采用了横向沟道结构，漏极、源极和栅极都在芯片表面，其中源极和沟道是短接的,不存在击穿电
