功率放大器的基本浸染
射频功率放大器的类型
这些天彷佛越来越难找到运用/产品利用放大器作为一个单独的组件(离散组件)，因此我创造很难找到这样的工程师谁有处理离散放大器的履历。在大多数产品中，特殊是移动通信产品中(e。大多数放大器(尤其是吸收链放大器)集成到各种射频集成电路中。少数情形之一，你仍旧可以看到一个离散放大器(如(a)~(e))将发射机链的末了阶段功率放大器。你不能把这个功率放大器集成到射频集成电路的缘故原由是它产生了太多的热量。
在其他一些运用中，你仍旧可以看到离散放大器(或一个模块，个中一对离散放大器是紧张组成部分，如(f)~(k))将是一个别系，须要非常高的功率传输（比如电信转发器，移动通信系统的各种基站)。
最近，纵然是这样的大功率放大器也开始装备各种掌握电路和接口，比如以太网)，可以安装在位于高塔顶面的天线阁下(比如基站)。这种放大器(实际上，我可以称它为一个放大器系统)被称为远程无线电头。
功率放大器实物照片
空想与实际放大器
空想的放大器功能非常大略。如果你用数学表达式来表示这个函数，它看起来会更大略。空想的函数是实现一些最大略的数学函数(f(x) = a x，个中a > 1)用下图中的蓝色直线表示。
然而，正如我所知，正如你所知，正如每个人所经历的，没有什么像理论一样。在现实中，放大的特色用赤色表示。在这条曲线中，在某些部分你会看到一条非常靠近空想操作的直线，但是从某些点上行为会偏离空想操作。从数学上讲，这条非空想(非线性)曲线可以用多项式表示，如下图所示。
空想与实际放大器范例特性比拟
为什么会涌现非线性问题?
那么你的问题将会是“为什么这些非线性的部分很主要?”，“它会引起任何问题吗?”这个问题很随意马虎用你在高中学的大略数学来阐明。假设我们有一个放大器，它具有如下图所示的g(x)特性，你把一个非常大略的旗子暗记表示为cos(f t)，通过几个数学步骤，你可以得到如下的表达式。(如果你不善于数学，或者
如果你喜好图形表达式，而不喜好像我这样呆板的数学表达式，你可以试试。图的第一行显示了放大器的空想事情状态，末了一行显示了放大器的二阶和三阶多项式(非线性部分)的结果，这里你可以看到在输入旗子暗记中不存在的两个额外的频率峰值。第二行和第三行显示了单独的二级和三级图，仅供您理解。
基波和谐波图示
如果你输入一个复合旗子暗记(在这个例子中是一个由两个频率组成的旗子暗记)，由于放大器的非线性特性，你会得到如下所示的更繁芜的结果。当然，我用这个软件来解这个方程-:)，我不想花半个小时自己来解这个方程-:)。这个结果意味着什么?大略! ! !你有许多你不想要的额外频率!!
额外频率的产生过程
如果我把这个数学表达式作图，就会得到下面的结果。如果你正在测试一个真正的放大器，主要的是要在频域准确定位由这种非线性产生的尖峰。如果你用频谱剖析仪或网络剖析仪丈量放大器的特性，你会看到很多没有输入到放大器的其他峰值。有些峰值是由非线性产生的，有些峰值是由其他缘故原由造成的。因此，理解这种非线性特性的影响将帮助你找出频率域中那些不须要的峰值的来源。
额外频率产生过程的图示
如果放大器的输入旗子暗记是非常窄的带宽或连续波旗子暗记，就会涌现上述放大器非线性的问题。然而，你会有更多的情形下，你把调制宽带旗子暗记作为输入放大器，在这种情形下，最明显的非线性造成的副浸染将是差的ACLR/ACPR。
如何表示非线性度?
一样平常来说，“非线性特性”在放大器中不是很好，这是我们想要避免的，但永久不能完备肃清。在大多数情形下，如果有我们不喜好的东西，并试图尽可能多地删除它，我们做一些'指标'那些属性，并把它们放在数据表(规范表)。
你可以猜到，我们在放大器的规格中有一些指标，它代表了放大器的非线性特性。最常见的指标是IP3(三阶截点)和1 dB压缩点。
现在你可能有一个问题----如何避免非线性效应?
没有办法完备肃清这个问题，但是有各种方法可以减少这个问题。据我所知，有一些常见的技能如下所示。
你能想到的第一种方法是把一个放大器更换成另一个有更宽的线性区域的放大器，如图所示。但它常日须要额外的本钱，在某些情形下，这些组件根本不存在。
另一种方法是将旗子暗记电平移至稍低的功率区域，使其事情在放大器特性曲线的线性区域。但是，当旗子暗记的幅度太大(回退量很大)，并且没有太多的移位空间时，这种方法就不适用了。
另一种方法是让放大器产生所有那些脏的尖峰，然后用额外的滤波器过滤掉那些不须要的尖峰。这种方法还须要额外的本钱，在某些情形下，你可能会创造很难找到得当的过滤器，可以处理如此高的功率(放大旗子暗记)。
另一种方法是最近发展起来的，并在一些高等运用中得到了运用。这是一种叫做预失落真的技能。它是一种智能的、前辈的技能，但如何找到得当的预失落真算法是一项繁芜的事情。
预失落真
增益和效率
如前所述，放大器是一种使小的输入旗子暗记(能量)变成大的输出旗子暗记(能量)的装置。这意味着放大器为输入旗子暗记供应了大量的能量。那么放大器从哪里得到能量呢?它由外部能源供应，标记为“Vdd”，如下图所示。对付你的手机来说，这个Vdd会连接到电池上，在一个像基站这样的大系统中，这个部分终极会连接到外部电源线上。
增益表示放大器对输入旗子暗记的放大程度，即输入旗子暗记与输出旗子暗记功率之比。
效率这一术语指的是放大器实现所需振幅的能量有多小。例如，当你要放大A和B的增益相等时。放大器A的增益达到3v, 100毫安，而B的增益达到4.2V, 200毫安。你可以说放大器A比放大器b更有效率。放大器效率低意味着在放大过程中会摧残浪费蹂躏更多的能量。摧残浪费蹂躏掉的能源将何去何从?它以热的形式开释。
功率放大器增益的定义
