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3.2 射频功率放大器电路结构 3.2.1 射频功率放大器的分类 射频功率放大器的工作频率很高（从几十兆赫兹一直到几百兆赫兹，甚至到几吉赫兹），按工作频带分类，可以分为窄带射频功率放大器和宽带射频功率放大器。 窄带射频功率放大器的频带相对较窄，一般都采用选频网络作为负载回路，例如LC谐振回路。 宽带射频功率放大器不采用选频网络作为负载回路，而是以频率响应很宽的传输线作为负载。这样它可以在很宽的范围内变换工作频率，而不必重新调谐。 射频功率放大器按照电流导通角的不同分类，可分为甲（A）、乙（B）、丙（C）三类。 甲类放大器电流的导通角=180°，适用于小信号低功率放大。乙类放大器电流的导通角=90°；丙类放大器电流的导通角90°。 乙类和丙类都适用于大功率工作状态。丙类工作状态的输出功率和效率是三种工作状态中最高的。 射频功率放大器大多工作于丙类状态，但丙类放大器的电流波形失真太大，只能用于采用调谐回路作为负载谐振功率放大。由于调谐回路具有滤波能力，回路电流与电压仍然接近于正弦波形，失真很小。 射频功率放大器除了以上几种按电流导通角来分类以外，还有使功率器件工作于开关状态的丁（D）类放大器和戊（E）类放大器。 丁类放大器的效率高于丙类放大器，理论上可达100％，但它的最高工作频率受到开关转换瞬间所产生的器件功耗（集电极耗散功率或阳极耗散功率）的限制。 如果在电路上加以改进，使电子器件在通断转换瞬间的功耗尽量减小，则丁类放大器的工作频率可以提高，即构成所谓的戊类放大器。 这两类放大器是晶体管射频功率放大器的新发展。 射频功率放大器按工作状态分类可分为线性放大和非线性放大两种。线性放大器的效率最高也只能够达到50％，而非线性放大器则具有较高的效率。 射频功率放大器通常工作于非线性状态，属于非线性电路，因此不能用线性等效电路来分析。通常采用的分析方法是图解法和解析近似分析法。 图解法利用电子器件的特性曲线来对它的工作状态进行计算； 解析近似分析法将电子器件的特性曲线用某些近似解析式来表示，然后对放大器的工作状态进行分析计算。 最常用的解析近似分析法是用折线来表示电子器件的特性曲线，称为折线法。 总的来说，图解法是从客观实际出发，计算结果比较准确，但对工作状态的分析不方便，步骤比较烦冗；折线近似法的物理概念清楚，分析工作状态方便，但计算准确度较低。 3.2.2 A类射频功率放大器电路 A类射频功率放大器电路属于线性放大器，放大器电流的导通角=180°，即在正弦信号一周期内，放大器电路的功率管是处于全导通工作状态，适合放大AM, SSB等非恒定包络已调波。 晶体管A类射频功率放大器的典型电路结构、负载线和波形如图3.2.1所示。 为了输出大的功率，一般采用如下措施：集电极采用扼流圈（或线圈）馈电；让晶体管工作于可能的最大输出功率状态；在实际负载RL和最佳负载Ropt间采用一个阻抗变换网络，使放大器输出最大功率。 对于A类射频功率放大器，为使功率管能有最大交流信号摆幅，从而获得最大输出功率，需要将直流工作点Q选择在交流负载线的中点，如图3.2.1（b）所示。需要注意的是激励信号幅度不能过大，以避免输出波形产生失真。 对于正弦信号输入时，iC由直流分量ICQ和交流分量iL组成，即令iC=ICQ+iL，其中交流分量iL=ILmsint，而ILm≤ICQ。设实际负载RL=最佳负载Ropt ，则A类功放的输出功率Po为 （3.2.1） 电源供给功率Pdc为 （3.2.2） 因此，效率为 ％ （3.2.3） 当ILm=ICQ时，效率为最高，=50％。 A类射频功率放大器在没有输入信号时，电源供给的全部功率都消耗在功率管上，即管耗达到最大，这是人们所不希望的。 A类射频功率放大器电路的效率不仅与输入信号的幅度有关，而且还与输入信号的波形有关。 对于输入信号为一个方波的情况，输出集电极电流必然也是一个方波。 分析表明：A类射频功率放大器电路在输入/输出均为方波的情况下，理想效率可达到100％。为实现不失真放大，通常用LC并联谐振回路做集电极负载。 如果LC回路调谐在基波选出基波频率分量，则输出功率Po为