功率放大器和匹配网络学习

功率放大器PA学习

导通角：在一个周期内，由电力电子器件(如晶闸管)控制其导通的角度。交流电一般为正弦波，正半周占180°，负半周占180°
。当交流电通过可控硅时，可以让交流电电流通过控制使其在0－180度的任一角度处开始导通，即所谓可控整流，当正半周加到可控硅的阳极，在180度的某一角度时，在可控硅的控制极加一触发脉冲，例如在30度加一脉冲，可控硅只能通过余下的150度的电流。这种使可控硅导电的起始角度例如上述的30°称为控制角，用α表示。晶闸管在一个电源周期中处于通态的电角度称为导通角，用θ表示，例如上述的150°，所以θ=π-α。
综上，输入电压从0开始直到晶闸管触发脉冲到来的瞬间的电角度，称作控制角α；每半个周期晶闸管导通时间的电角度，称作导通角θ。

按导通角分类

功率放大器按照其电流导通角θ的不同，可分为A(甲)类、B(乙)类、AB(甲乙)类、C(丙)类。
A类功率放大器电流的导通角θ=180°，即在正弦信号一周期内，放大器电路的功率管处于全导通工作状态，属于线性功率放大器，适合放大AM、SSB等非恒定包络的己调波。
适用于小信号的低功率放大。
B类功率放大器电流的导通角θ=90°，适用于大功率工作状态。
AB类功率放大器介于A 类与B类之间，其导通角90°<θ<180°。
C类功率放大器的电流导通角θ<90°，适用于大功率工作状态。
C类的输出功率和效率最高，在导通角θ=70°时，效率能达到90%；其缺点为电流波形失真严重，需LC回路进行选频。
D(丁)类和E(戊)类放大器效率很高，其工作在开关状态。
D类放大器的效率理论上可达100%，其缺点为最高工作频率受限于开关转换瞬间产生的器件功耗。
E类功率放大器具有结构简单，转换效率高，高频性能出色等优点，其理论效率达到100％，实际效率为90%左右，克服了D类功率放大器不能应用于高频的特性。属于开关类功率放大器，其输入信号和输出信号之间不存在线性函数关系，不能直接放大非恒包络信号。

按工作状态分类

分为线性功放和非线性功放。线性功放最高达到50%的效率，典型的是A类功放；非线性功放的理想效率为100%，如开关类功率放大器。

匹配网络学习

L行匹配网络

L型匹配网络的基本形式如下图所示。X1和X2两个元件构成类似“L”的形状。一般情况下，图中X1为电容元件，而X2则为电感元件。

这种匹配网络结构简单，但缺点是只适用于RS>RL的情况，而且当RS和RL给定以后，Qe值也就确定了，因此无法调整。这是L型匹配网络的不足之处。

π型匹配网络

π型匹配网络的结构如图4.6所示。三个元件的位置构成了“π”的形状。一般情况下，串联支路XL为电感元件L,并联支路XC1、XC2为电容元件C。

在工作频率较高时，射频功率管的输出电容C0的影响非常大，需考虑在内。这是Xc1内应包含C0的容抗，计算C1时应相应减去C0的值。

T型匹配网络

T型匹配网络的构造如下图所示，三个电抗元件接成"T"字形结构。

π型和T型匹配网络都可看成L型匹配网络的串接阻和网络，这种L型网络既可以起到阻抗变换作用，又有阻抗补偿特性。