高频 功率放大器基本原理

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高频 功率放大器 用于发射机的末级，作用是将高频已调波信号进行功率放大，以满足发送功率的要求，然后经过天线将其辐射到空间，保证在一定区域内的接收机可以接收到满意的信号电平，并且不干扰相邻信道的通信。

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为了在较宽的通带内使功率放大器增益相对稳定，电路由甲类、丙类两级功率放大器组成。甲类功率放大器的输出信号作为丙类功率放大器的输入信号，丙类功率放大器作为发射机末级功率放大器以获得较大的输出功率和较高的效率。电路原理如图 1 所示。根据设计要求和 晶体管 实际参数，采用 Philip s 公司的 NPN 型高压晶体管 2N5551 作为放大管，三极管 Q1、电感 L1、电容 C2 组成甲类功率放大器，工作在线性放大状态。三极管 Q2 和由电感 L3、电容 C7、C6 构成的负载回路组成丙类功率放大器。R1、R2、R3、R4 组成第 1 级静态偏置电阻，调节 R2、R3 可改变放大器的增益。L1、C2 组成一级调谐回路，L2、R5、C4 组成的部分在丙类功率放大器基极处产生负偏压馈电， R7 为射级反馈电阻，调整 R7 可改变丙类功率放大器的增益。C6、C7、L3 组成末级调谐回路， C6 用来微调谐振频率以获得最佳工作状态。C8、C9 和 L4 组成滤波回路，起到改善波形的作用。R9 和 C10、R11 和 C11 以及 R8 和 C12 均为负载回路外接电阻。集电极可选择连接不同的负载。当基极输入的正弦信号频率取值在 L1、C2 谐振频率附近时，集电极输出正弦信号电压增益最大。C5 为射级旁路电容，有效地控制了可能由于射级电阻 R3、R4 过大而引起电压增益下降的问题。当甲类功率放大器输出信号大于丙类功率放大器三极管 Q2 的 be 间负偏压时， Q2 才导通工作。当 L3、C7 处谐振频率与从甲类功率放大器集电极获得的放大输出正弦信号的频率一致时，丙类功率放大器工作于谐振状态，集电极将获得最大的电压增益，达到功率放大的目的。

( M$ J. R8 G6 ~' N高频放大电路应用电路

1. 集电极馈电电路

根据直流电源连接方式的不同，集电极馈电电路又分为串馈电路和并馈电路。

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①串馈电路指直流电源 Vcc、负载回路（匹配网络）、功率管三者首尾相接的一种直流馈电电路。Ci、 Lc 为低通滤波电路，A 点为高频地电位，既阻止电源 Vcc 中的高频成分影响放大器的工作，又避免高频信号在 LC 负载回路以外不必要的损耗。C、Lc 的选取原则为 1/ oLc 《回路阻抗 x1/10oLc》 1/ OC x10

②并馈电路指直流电源 Vcc、负载回路（匹配网络）、功率管三者为并联连接的一种馈电电路。如图 Lo 为高频扼流圈，C 为高频旁路电容，C2 为 隔直流通高频电容，Lc、Cr、C2 的选取原则与串馈电路基本相同。

2. 基极馈电电路

基极偏置电压 VBB 可以单独由稳压电源供给，也可以由集电极电源 Vcc 分压供给。在功放级输出功率大于 1W 时，基极偏置常采用自给偏置电路。

3. 级间耦合网络

对于中间级而言，最主要的是应该保证它的电压输出稳定，以供给下级功放稳定的激励电压，而效率则降为次要问题。

多级功放中间级的一个很大问题是后级放大器的输入阻抗是变化的，是随激励电压的大小及管子本身的工作状态变化而变化的。

这个变化反映到前级回路，会使前级放大器的工作状态发生变化。此时，若前级原来工作在欠压状态，则由于负载的变化，其输出电压将不稳定。

, a5 t5 o4 |, @! G0 x9 |* Z* ~4. 输出匹配网络常常是指设备中末级功放与天线或其他负载间的网络，这种匹配网络有 L 型、& pi ;型、T 型网络及由它们组成的多级网络，也有用双调谐耦合回路的。

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高频调谐功率放大器的阻抗匹配就是在给定的电路条件下，改变负载回路的可调元件，将负载阻抗 Z 转换成放大管所要求的最佳负载阻抗 R，使管子送出的功率 P。能尽可能多的馈至负载。这就叫做达到了匹配状态，或简称匹配

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为了在较宽的通带内使功率放大器增益相对稳定，电路由甲类、丙类两级功率放大器组成。甲类功率放大器的输出信号作为丙类功率放大器的输入信号，丙类功率放大器作为发射机末级功率放大器以获得较大的输出功率和较高的效率。