【《E类射频功率放大器分析》2000字】

E类射频功率放大器分析目录TOC\o"1-3"\h\u32622E类射频功率放大器分析 1163691.1E类功率放大器原理 1111291.2具有传输线结构的E类功率放大器 4287021.3传输线理论阻抗匹配 61.1E类功率放大器原理在如今这么多的有着高效率的放大器当中，E类功率放大器脱颖而出，它是一种开关型的功率放大器。这种放大器有着比较简单的组成结构、高效的转换率以及D类放大器所不能的高频特性，从而得到广泛的推崇。在理想的情况下，E类高效功率放大器展现出了近乎100%的效率，即便在实际使用中也有将近90图（3—1）理想开关的电压波形图（3—2）理想开关的电电流波形在理想的E类功率放大器设计中，借助于几项假设来帮助电路的分析，通常包括以下几项：开关电阻看做∞，将开关闭合断开的状态切换的损耗忽略不计。图中的电容区别于其他元件成为独立的，且为线性元件。采用50%占空比工作方式忽略射频扼流圈的直流电阻，仅允许直流经过。电路中除了RL图（3—3）简单E类放大器等效图通过推算，在π≤ωtu(ωt)Vcc电流波形在0≤ωti(ωt)观察上述两个公式在功率管处于“闭合”状态下，集电极上不存在电压，i为负载和直流的电流。相反，电流通过并联电容的时候，其状态为“断开”。由于集电极上的电压与电流的不同存在时间，其功率的损耗近乎为0，从而对得到理想状态的集电极效率即100%。直流和输出的功率一致可以得出：I0Vcc=直流下的电流：I0=Vcc通过下面公式求出URLUrl=4Vccπ串联电感求出方法：ωLRL=并联电容：ωCRL=以上为假想状态下E类功率放大器设计，在实际需要考虑到不同元器件的数值变化以及功率损耗等问题。E类放大器所需元件的参数计算公式：并联状态电容：C0=P0负载电阻：RL=8π2C=π2L=8π需求的提高迫使技术进行不断的更新，人们无法满足于普通结构的E类功率放大器。对于新型的E类放大器的设计人们研究出了不同的结构与方式。1.2具有传输线结构的E类功率放大器在传统的集总参数结构中有着许多缺点，给放大器的电路设计带来了很多不便，人们开始在设计中加入了传输线结构的方式来实现电路的匹配和谐波的抑制作用。下面的内容是对四分之一传输线结构的E类功率放大器的相关介绍。在电路的设计中用传输线来代替线管元件，减小插入所带的功率消耗。其等效电路图如下所示：图（3—4）四分之一波串联传输线的E类功率放大器上面等效电路图展示了由并联电容C，串联电感L，14λ的传输线，负载电阻以及串联谐振电路组成。传输线的下方连接在电感与电抗间，上方连接直流电源从图中可以看出，在0≤ωt<πi(ωt)=iL(ωt)=iT在π≤ωtic(ωt)=iL(ωt)=iT(⇒iL(ωt)-iL(ωt+又因为：iL(ωt+π)=ωcvT(ωt+π)=2从上面的公式综合计算得到icic(ωt)从上式中看出，q=1ωLC，C最终得出断开的两端电压：v(ωt)=1ωcπω下图则是四分之一波长传输线结构的E类功率放大器的归一化特性:图（3—5）电压波形图图（3—6）电流波形图通过数值的带入公式，计算出设计传输线结构的E类功率放大器的各项元器件的参数，再通过转换用相匹配的传输线来进行替换完成。1.3传输线理论阻抗匹配在传输线的基本概念中，传输线的长短与一切负载阻抗下的输入阻抗的关系式如下表达：Zin=θ=ββ=ω在上面的公式中，不同字母对应着不同的参数，Ζin，Ζ0，θ，I，β，ΖL，ω图（3—7）传输线阻抗变换器阻抗匹配中传输