身为射频工程师，作业多多少少都会涉及到功率扩大器
。功率扩大器能够说是许多射频工程师绕不过的坎。功用、分类、功能方针、电路组成、功率进步技能、发展趋势……
关于射频功率扩大器，该知道的你都知道么?快来补补课吧!
射频功率扩大器RFPA的功用
射频功率扩大器RFPA是发射体系中的首要部分，其重要性显而易见。在发射机的前级电路中，调制振荡电路所发生的射频信号功率很小，需求经过一系列的扩大 一缓冲级、中心扩大级、末级功率扩大级，取得满足的射频功率今后，才干馈送到天线上辐射出去。为了取得满足大的射频输出功率，有必要选用射频功率扩大器。功 率扩大器往往是固定设备或终端的最贵重、最耗电、功率最低的器材。
在调制器发生射频信号后，射频已调信号就由RFPA将它扩大到满足功率，经匹配网络，再由天线发射出去。
图1 发射体系框图
扩大器的功用，行将输入的内容加以扩大并输出。输入和输出的内容，咱们称之为“信号”，往往表明为电压或功率。关于扩大器这样一个“体系”来说，它的“贡 献”便是将其所“吸收”的东西进步必定的水平，并向外界“输出”。这一“进步的奉献”，即为扩大器存在的“含义”地点。假如扩大器能够有好的功能，那么它 就能够奉献更多，这才体现出它本身的“价值”。假如扩大器的初始“机制规划”存在着必定的问题，那么在开端作业或许作业了一段时间之后，不光不能再供给任 何“奉献”，反而有或许呈现一些不期然的“震动”，这种“震动”，关于外界仍是扩大器本身，都是灾难性的。
射频功率扩大器RFPA的分类
依据作业状况的不同，功率扩大器分类如下：
图2 功率扩大器的分类
射频功率扩大器的作业频率很高，但相对频带较窄，射频功率扩大器一般都选用选频网络作为负载回路。射频功率扩大器能够依照电流导通角的不同，分为甲 (A)、乙(B)、丙(C)三类作业状况。甲类扩大器电流的导通角为360°，适用于小信号低功率扩大，乙类扩大器电流的导通角等于180°，丙类扩大器 电流的导通角则小于180°。乙类和丙类都适用于大功率作业状况，丙类作业状况的输出功率和功率是三种作业状况中最高的。射频功率扩大器大多作业于丙类， 但丙类扩大器的电流波形失真太大，只能用于选用调谐回路作为负载谐振功率扩大。由于调谐回路具有滤波才能，回路电流与电压依然接近于正弦波形，失真很小。
除了以上几种依照电流导通角分类的作业状况外，还有使电子器材作业于开关状况的丁(D)类扩大器和戊(E)类扩大器，丁类扩大器的功率高于丙类扩大器。
射频功率扩大器RFPA的功能方针
射频功率扩大器RFPA的首要技能方针是输出功率与功率，怎么进步输出功率和功率,是射频功率扩大器规划方针的中心。通常在射频功率扩大器中，能够用LC谐振回路选出基频或某次谐波，完成不失真扩大。
整体来说，扩大器的评判大约存在着如下方针：
增益。这是输入和输出之间比值，代表着扩大器的奉献。好的扩大器，都是在其“本身才能的范围内”，尽或许多的奉献出“产出”。
作业频率。这代表着扩大器对不同频率信号的承载才能。
作业带宽。这决议着扩大器能够在多大范围内发生“奉献”。关于一个窄带扩大器来说，其本身规划即使没有问题，可是其奉献或许是有限的。
安稳性。每一个晶体管都存在着潜在的“不安稳区域”。扩大器的“规划”需求消除这些潜在的不安稳。扩大器的安稳性包含两种，潜在不安稳和肯定安稳。前者可 能在特定条件和环境下呈现不安稳现象，后者则能够确保在任何状况下保持安稳。安稳性问题之所以重要，是因 为不安稳意味着“震动”，这时扩大器不光影响自 身，还会将不安稳要素输出。
最大输出功率。这个方针决议着扩大器的“容量”。关于“大的体系”来说，期望他们在献身必定的增益的状况下能够输出更大的功率。
功率。扩大器都要耗费必定“能量”，还完成必定的“奉献”。其奉献与耗费之比，即为扩大器的功率。能够奉献更多耗费更少，便是好的扩大器。
线性。线性所表征的是扩大器关于许多输入进行正确的反响。线性的恶化表明扩大器在过量的输入的状况下将输入“畸变”或“歪曲”。好的扩大器不应该体现出这 种“变形”的性质。
下面内容：射频功放的电路组成、安稳和功率进步办法
射频功率扩大器RFPA的电路组成
扩大器有不同类型，简化之，扩大器的电路能够由以下几个部分组成：晶体管、偏置及安稳电路、输入输出匹配电路
1、晶体管
晶体管有许多种，包含当时还有多种结构的晶体管被创造出来。本质上，晶体管的作业都是体现为一个受控的电流源或电压源，其作业机制是将不含内容的直流的能量转化为“有用的”输出。直流能量乃是从外界取得，晶体管加以耗费，并转化成有用的成分。一个晶体管，咱们能够视之为“一个单位”。不同的晶体管不同的“才能”，例如其承受功率的才能有差异，这也是由于其能获取的直流能量的才能不同所造成的;例如其反响速度不同，这决议它能作业在多宽多高的频带上;例如其面向输入、输出端的阻抗不同，及对外的反响才能不同，这决议了给它匹配的难易程度。
2、偏置及安稳电路
偏置和安稳电路是两种不同的电路，但由于他们往往很难区别，且规划方针趋同，所以能够放在一同评论。
晶体管的作业需求在必定的偏置条件下，咱们称之为静态作业点。这是晶体管安身的底子，是它本身的“定位”。每个晶体管都给自己进行了必定的定位，其定位不同将决议了它本身的作业形式，在不同的定位上也存在着不同的功能体现。有写定位点上崎岖较小，适合于小信号作业;有些定位点上崎岖较大，适合于大功率输出;有些定位点上讨取较少，开释朴实，适合于低噪声作业;有些定位点，晶体管总是在饱和和到之间徜徉，处于开关状况。一个恰当的偏置点，是正常作业的础。
安稳电路必定要在匹配电路之前，由于晶体管需求将安稳电路作为本身的一部分存在，再与外界触摸。在外界看来，加上安稳电路的晶体管，是一个“全新的”晶体管。它做出必定的“献身”，取得了安稳性。安稳电路的机制能够确保晶体管顺利而安稳的作业。
3、输入输出匹配电路
匹配电路的意图是在挑选一种承受的办法。关于那些想供给更大增益的晶体管来说，其途径是全盘的承受和输出。这意味着经过匹配电路这一个接口，不同的晶体管之间交流愈加顺利，关于不同种的扩大器类型来说，匹配电路并不是只要“全盘承受”一种规划办法。一些直流小、根基浅的小型管，更愿意在承受的时分做必定的阻挠，来获取更好的噪声功能，可是不能阻挠过了头，否则会影响其奉献。而关于一些巨型功率管，则需求在输出时谨言慎行，由于他们更不安稳，一起，必定的保存有助于他们发挥出更多的“不歪曲的”能量。
射频功率扩大器RFPA安稳的完成办法
每一个晶体管都是潜在不安稳的。好的安稳电路能够和晶体管交融在一同，构成一种“可继续作业”的形式。安稳电路的完成办法可划分为两种：窄带的和宽带的。
窄带的安稳电路是进行必定的增益耗费。这种安稳电路是经过添加必定的耗费电路和挑选性电路完成的。这种电路使得晶体管只能在很小的一个频率范围内奉献。别的一种宽带的安稳是引进负反馈。这种电路能够在一个很宽的范围内作业。
不安稳的本源是正反馈，窄带安稳思路是遏止一部分正反馈，当然，这也一起按捺了奉献。而负反馈做得好，还有发生许多额定的令人欢喜的长处。比方，负反馈或许会使晶体管免于匹配，既不需求匹配就能够与外界很好的接洽了。别的，负反馈的引进会进步晶体管的线性功能。
射频功率扩大器RFPA的功率进步技能
晶体管的功率都有一个理论上的极限。这个极限随偏置点(静态作业点)的挑选不同而不同。别的，外围电路规划得欠好，也会大大下降其功率。现在工程师们关于功率进步的办法不多。这儿仅讲两种：包络盯梢技能与Doherty技能。
包络盯梢技能的本质是：将输入别离为两种：相位和包络，再由不同的扩大电路来别离扩大。这样，两个扩大器之间能够专心的担任其各自的部分，二者合作能够到达更高的功率使用的方针。
Doherty技能的本质是：选用两只同类的晶体管，在小输入时仅一个作业，且作业在高效状况。假如输入增大，则两个晶体管一起作业。这种办法完成的根底是二只晶体管要合作默契。一种晶体管的作业状况会直接的决议了另一支的作业功率。
手机射频模块功率扩大器(PA)商场状况
手机功率扩大器范畴是现在手机里无法集成化的元件，手机功能、占位面积、通话质量、手机强度、电池续航才能都由功率扩大器决议。
怎么集成这些不同频段和制式的功率扩大器是业界一直在研讨的重要课题。
现在有两种计划：
一种是交融架构，将不同频率的射频功率扩大器PA集成;另一种架构则是沿信号链路的集成，行将PA与双工器集成。两种计划各有优缺陷，适用于不同的手机。交融架构，PA的集成度高，关于3个以上频带巨有显着的尺度优势，5-7个频带时还巨有显着的本钱优势。缺陷是尽管PA集成了，可是双工器仍是适当杂乱，而且PA集成时有开关损耗，功能会受影响。而关于后一种架构，功能更好，功放与双功器集成能够进步电流特性，大约能够节约几十毫安电流，适当于延伸15%的通话时间。所以，业内人士的主张是，大于6个频段时(不算 2G，指3G和4G)选用交融架构，而小于四个频段时选用PA与双工器集成的计划PAD。
