一、高頻功率放大電路的分類 

為(wei) 了實現信息的無線傳(chuan) 輸，任何無線發射電路都需要一定的發射功率，這一用於(yu) 使待發射高頻信號具有一定功率的電路，就稱為(wei) 高頻功率放大電路。 

1、按輸出功率分類

（1）小功率射頻功放

《微功率（短距離）無線電設備管理暫行規定》附件所列的各項微功率無線電設備，其無線發射功率一般都在1W以下，這些設備所包含的射頻放大電路即屬於(yu) 小功率射頻功放。

（2）大功率射頻功放

移動電話基站的發射功率約幾十瓦，一個(ge) 城市的電視信號發射功率達到幾kW，省級廣播電台的發射功率在幾kW至幾十kW之間。此外，微波通信中繼站、雷達站等都屬於(yu) 大功率射頻功放的範圍。 

2、按功放電路的負載分類

（1）窄帶功率放大電路

以選頻網絡為(wei) 負載的功放電路，稱為(wei) 窄帶功率放大電路。

隻有頻率等於(yu) LC回路諧振頻率的成分才被有效地放大。以LC回路為(wei) 負載的功率放大電路具有頻率選擇性，因此也稱選頻放大電路。

優(you) 點：

選頻作用可來抑製幹擾。

缺點：

非線性失真比較大。

LC選頻網絡中心頻率的調節也不方便。 

（2）寬帶功率放大電路

以寬帶傳(chuan) 輸線變壓器為(wei) 負載的，稱為(wei) 寬帶功率放大電路 

①傳(chuan) 輸線變壓器既是功放電路的負載，同時又起著將高頻信號傳(chuan) 輸到下一級的作用。

②傳(chuan) 輸線變壓器沒有選頻的作用，同時又有很好的頻率特性，其上限頻率可以擴展到幾百兆赫乃至幾千兆赫。  

3、按功率放大管導通角分類

（1）甲類功放電路

在信號的正負半周，功放管始終處於(yu) 導通狀態，這樣所組成的功放電路也就稱為(wei) 甲類功放電路。處於(yu) 甲類工作狀態的功放管，為(wei) 了避免負半周時管子進入截止區而造成失真。處於(yu) 甲類工作狀態的功放管，靜態時就有較大的電流通過。

（2）乙類功放電路

在信號的負半周截止，正半周時導通，就說功放管處於(yu) 乙類工作狀態，這樣所組成的功放電路稱為(wei) 乙類功放電路。處於(yu) 乙類工作狀態的功放管，靜態是電流為(wei) 零。

（3）丙類功放電路

功放管隻在正半周的一部分時間內(nei) 導通，信號負半周及正半周輸入信號幅度較小時均不導通，就說功放管處於(yu) 丙類工作狀態，所組成的功放電路稱為(wei) 丙類功放電路。處於(yu) 丙類工作狀態的功放管，靜態時基極是負偏置的。  

功放管在一個(ge) 周期內(nei) 的導通時間可以用相位角來表示。我們(men) 將管子導通時間一半所對應相位角定義(yi) 為(wei) 功放管的導通角θ。各類功放導通角如下：

（1）甲類功放電路

功放管在360°的時間內(nei) 均導通，其導通角即為(wei) θ=360°/2=180°

（2）乙類功放電路

功放管正半周導通，導通角θ=90°

（3）丙類功放電路

功放管在正半周輸入信號較大時才導通，因此導通導通角θ< 90°

甲類、乙類和丙類功率放大電路也稱A類、B類和C類功率放大電路。 

二、高頻功率放大電路的主要技術指標

 1、頻率範圍

各項技術參數都符合要求的情況下功放電路的工作頻率範圍。

射頻功放模塊BGY916為(wei) 例，工作頻率的最大值為(wei) 960MHz，最小值為(wei) 920MHz。 

 2、輸出功率Po 

設一個(ge) 射頻功放電路的輸出功率為(wei) P，定義(yi) P與(yu) 1mW(或1W)比值的對數乘10為(wei) 該電路以dBm（或dBW）為(wei) 單位的功率值，該輸出功率的功率電平為(wei)  

也可以根據功率電平值求出電路的絕對功率值，以dBm為(wei) 例，設一功放電路的功率電平等於(yu) Px（單位dBm），則其絕對功率P等於(yu)

例如，電路功率電平Px=20dBm，代入上式，可求得其絕對功率為(wei) 100mW。

3、效率η

功率放大電路的效率定義(yi) 為(wei) 輸出信號功率與(yu) 電源供給功率之比。 

式中Po為(wei) 功放輸出信號功率，Pu電源提供的功率，效率的大小反映電源所提供的能量多大程度上被轉換為(wei) 無線電波的能量。模塊BGY916效率的最小值為(wei) 35%，典型值為(wei) 40%。 

三、C類諧振功率放大電路原理 

1、純電阻為負載的C類功率放大電路

電路結構：

三極管VT1被接成共射極電路，集電極負載是電阻RC,輸入信號ui經電容C1耦合加到基極和發射極之間，放大後的信號uo從(cong) 集電極輸出。其特點是基極靜態電壓UBQ小於(yu) 發射結開啟電壓Uon，即UBQ<Uon。

 工作原理：

設輸入信號ui為(wei) 餘(yu) 弦波，振幅為(wei) Uim，角頻率為(wei) ω

基極靜態偏置電壓為(wei) UBQ，加入信號電壓後，加在發射結之間的總電壓是交流信號ui和直流偏置電壓之和，因此基極-發射極間電壓為(wei)  

式中UBQ是基極靜態電壓，Uim是餘(yu) 弦波的峰值

討論工作原理的做法是：求出輸入信號ui為(wei) 餘(yu) 弦波時集電極負載電阻上的輸出電壓

（1）首先根據輸入信號求出集電極電流ic

uBE必須大於(yu) 開啟電壓Uon 三極管才導通，也隻有這時，集電極電流才不等於(yu) 零，因此得出集電極電流曲線如圖所示。

（2）根據集電極電流ic求出集電極電壓uc

集電極電壓uc和集電極電流ic的關(guan) 係是

由此即可畫出集電極電壓uc曲線如圖所示。

uC(t)為(wei) 脈動性的電壓，顯然不符合功率放大的要求。

電路結構：

用LC並聯回路取代電阻Rc,所組成的電路稱為(wei) C類LC諧振功率放大電路。它由三極管VT1、LC並聯諧振回路、輸入信號耦合電容C1、基極偏置電壓UBQ和集電極偏置電壓VCC組成。

如何改善輸出電壓波形：

ic是周期性函數，可以分解為(wei) 許多餘(yu) 弦波的疊加：

第一項是直流分量，第二項為(wei) 基波分量，其餘(yu) 為(wei) 高次諧波。隻有基波分量才是與(yu) 輸入信號ui成正比的量。

選擇LC回路的諧振頻率等於(yu) 基頻，含有多種頻率成分的電流iC(t)流經LC回路時，隻有基頻才表現出最大的輸出電壓，因此，可以求得集電極交流信號電流為(wei)

集電極交流信號電壓等於(yu) 交流電流與(yu) 諧振阻抗RT的乘積，因此求得集電極輸出電壓 

於(yu) 是就實現了輸入餘(yu) 弦波信號的功率放大，可以畫出輸出波形如下。 

脈動性電流經LC回路的選頻作用，形成正弦波交流電流

求解集電極交流信號峰值Ic1m 

為(wei) 了計算上述C類LC諧振功放的輸出功率和效率，需要求出基波分量ic的峰值Ic1m。

脈動性電流ic如圖所示，用Icmax表示脈動電流的峰值。通過LC回路的選頻作用，可從(cong) 脈動電流中選出基波信號

通過複雜的計算，可以證明， ic的峰值Ic1m與(yu) 脈動電流峰值Icmax及導通角有關(guan) ，它們(men) 之間的關(guan) 係可以用下麵的曲線來表示。

求解集電極交流信號峰值Ic1m 

 曲線α0表示直流分量Ic0隨導通角變化的情況

曲線α1表示基波分量Ic1m隨導通角變化的情況

曲線g1表示基波分量與(yu) 直流分量比值Ic1m/Ic0隨導通角變化的情況

功放電路效率公式

放大電路信號輸出功率等於(yu) 集電極信號電流有效值與(yu) 集電極信號有效值的乘積，可以求得輸出功率Po為(wei)

Ic1m-基波電流分量振幅

另一方麵，直流電源供給的功率PDC等於(yu) 集電極直流分量Ic0與(yu) 電源電壓VCC的乘積，即 

 功率放大電路的效率η等於(yu) 輸出功率Po和直流電源供給功率PDC之比，即 

式中

功放電路效率與(yu) 導通角之間的關(guan) 係

設電壓利用係數ξ=1，則效率為(wei)

由圖可以求出以下關(guan) 係：

θ=180°，g1=1，η=50%；

θ=90°，g1=1.57，η=78.5%；

θ=60°，g1=1.8，η=90%

由圖看出，波形係數g1隨導通角θ的增加而增加，θ=0時效率將達到100%。但注意輸出功率和α1有關(guan) ， θ=0 時α1 =0，P0也等於(yu) 零，因此θ宜取60°～70°。

上述LC諧振功率放大電路付諸實用，還需要解決(jue) 以下兩(liang) 方麵問題： 

（1）功放的直流饋電

為(wei) 高頻功率放電路提供直流電源，並形成符合要求的基極和集電極靜態電壓，這部分電路稱為(wei) 直流饋電電路。高頻功放直流饋電要比低頻放大電路複雜，饋電方式也較多，需要專(zhuan) 門加以討論。

（2）濾波匹配電路

為(wei) 了提高輸出功率，改善功放放電路的特性，還需要解決(jue) 高頻功放與(yu) 前後級的阻抗匹配問題，以LC並聯諧振回路為(wei) 集電極負載，解決(jue) 了選頻的問題，但還不能解決(jue) 與(yu) 後級實現阻抗匹配的問題。此外，功放電路與(yu) 前級（例如振蕩電路內(nei) 阻）也需要實現阻抗匹配，因此功放電路輸入端也需要接入符合要求的阻抗匹配網絡。