微波线性功率放大器综述

1概述

微波线性功率放大器在现代微波（无线）通信系统中的重要性越来越大。特别是在CDMA 体制移动通信系统中，线性功率放大器已经是必不可少的重要部件。

2基本指标

2.1 AM/AM AM/PM失真

一个HPA的线性特征可以用AM/AM和AM/PM 曲线来表示. 输入的RF 信号可以表示为：

x(t)=R i(t)?cos[ω0t+θx(t)] (1)

相应的输出表示为：

y(t)=G[R i(f)] ?cos{ω0t+θx(t)+ψ[R i(f)]} (2)

其中G和ψ表示AM/AM 和AM/PM曲线，如图一。

图. 1 实测的放大器失真曲线

理想的线性功放的曲线如图2。

图. 2 理想的放大器AM/AM和AM/PM曲线

2.2 双音IMD 、IP3、P1dB

双音IMD ，在放大器输入端加入两个CW 信号，在放大器的输出端测量的3阶、5阶等信号大小，以dBc 表示。

IP3

IMD 、IP3及P 1dB 定义图示

2.3 ACPR

ACPR 主要应用在象CDMA 这样的宽频谱信号的研究上。邻道功率（ACP ）定义为当主信道加一信号时，紧邻主信道的两个信道内的功率大小。邻道功率的产生主要来自两个方面，一是由于器件的非线性作用产生，二是由于主信道信号本身频谱较信道宽。ACPR 定义为ACP 功率与主信道功率的比值。

图3 邻道功率（ACP ）定义

图4 器件非线性产生的邻道功率

对移动通信的CDMA 信号而言，其IM3（即ACPR ）与IP3的关系可以通过一公式表示。

IP3=-5log[P IM3(f 1,f 2)B 3/P O [(3B-f 1)3-(3B-f 2)3]]+22.2 (dBm)

其中： P IM3(f 1,f 2) 表示要求的IM3的输出功率（W ）

B 表示二分之一CDMA 信号带宽（KHz ）

f 1,f 2表示两个边带频率相对于中心频率的差值（KHz ）

P O 表示输出功率（W ）

2.4 级联线性功放的IM3计算

功率放大器一般由多级放大组成，在设计时需要计算，级联后的IM3。以下公式是一经验公式。时间证明其准确性是很高的。

设功放由两级组成，第一级IM3表示为IM3D ，第二级IM3表示为IM3F ，则级联后的IM3表示为：

IM3=IM3F + 20log[1+10(IM3D-IM3F/20)]

多级放大器以次类推。根据该公式绘制的IM3恶化曲线如下图。 036912151821242730

789

10IM3

恶化(dB)IM3F-IM3D (dB)

3预失真线性化技术介绍

预失真的线性化技术是各种线性化技术的基础，其它方法是在此基础上进行的更为完善的处理。然而就原理来说，都没有超越该技术。

预失真原理描述

Fig.3 Amplifier with Adaptive Predistorte

线性化微波功放现状及发展趋势1..

线性化微波功放现状及发展趋势学院：电子工程学院专业：电磁场与微波技术教师：徐瑞敏教授姓名：XXX 学号：2014210202XX 报告日期：2014.10.26

线性化微波功放现状及发展趋势一、引言电磁波和低频率端相比高频率端拥有其独特的优点，近年来尤其是微波毫米波电路作为航空航天的无线通信手段得到广泛应用。但是在几乎所有的微波电子系统中，要将信号放大都需要微波功放，因此微波功放在微波有源电路中拥有了无可比拟的重要地位。对微波功放,除了有一定的功率输出和增益指标以外,线性度也是一个十分重要的指标。例如在微波测试设备中,由于功放的非线性失真所产生的谐波往往影响了测试精度;在移动通信的基站和移动站中,功放的非线性失真往往会产生邻道干扰,从而引起信号失真。因此,在这些设备中对功放的线性度提出了很高的要求。对功放线性度的衡量可从两个指标来考察:一为谐波抑制度,当放大器输人频率为f0的单频信号时,由于非线性失真,会产生频率为nf0等的谐波,如图1所示,输出主频与谐波的功率电平之差即为谐波抑制度,用dBc表示。第二个衡量指标为三阶交调系数。当放大器输人一定频率间隔(例如SMH:)、幅度相同的频率为f,和f:两信号时,由于非线性失真,在放大器输出端除了放大的f’,和f:外,还有2j,;一J:和2j:一f,,此为三阶交调频率,如图1(b)所示,主频与三阶交调频率的功率电平之差即为功放的三阶交调系数,用(IBc表示也可用一分贝压缩点来表示功放的线性度的,一分贝压缩点与三阶交调之间具有换算关系。二、功率放大器的非线性特性现在一方面人们追求更高的功率利用率，另一方面是日益发展的无线通信产业的要求迫使我们不得不给予功率放大器的线性化问题以足够重视。要研究线性化技术，首先必须了解功率放大器的非线性失真特性，以做到有的放矢。理想情况下，功率放大器工作在线性状态，传输系数与输入信号的幅度和相位无关。但在实际情况中并非这么简单，由于晶体管的特性，在达到一定输入功率时，放大器将呈现出非线性。信号的输入输出不在是上面简单的函数关系。放大器随着输入信号的增大，从线性区进入非线性区，此时功放的增益不再是常数，而是一个与输入信号有关的变量，输入输出呈非线性，甚至在达到一定输入功率后，功放输出将不再增加。此外功率放大器输出端产生了与输入频率有关的新的频率分量，当信号输入时，除了基波分量，还会出现各阶互调分量和高次谐波分量。这种非线性特性，在通信系统中对相邻信道的干扰，降低系统的性能。对于

一个简单功放设计制作与电路图分析

一个简单功放设计制作与电路图分析|电路图 - dickmoore的日志 - 网易博客默认分类 2009-11-09 19:01 阅读32 评论0 字号：大中小一个简单功放设计制作与电路图分析|电路图电子资料 2009-11-06 11:15 功放电路图一个简单功放设计制作与电路图分析我的电脑音响坏了快一年了，每次看电影都用耳机,每次用的耳朵都痛,很不爽.因此就想亲手做一个小功放用用,前几天又去了趟电子市场发现有LM386，很便宜，所以干脆用386做了一个单声道的功放先用着,有时间把另外一个声道也加上.在这里把功放设计到调试基本完成的过程写写,纪念这个过程. 1.设计我们是听听就算的门外汉,对20~20K的音域也不是完全敏感.所以幅频特性不用考虑太多,但是自己要用得爽声音一定要大,因此LM386一般的输出功率肯定是不够拉(好像极限功率也就1W左右,具体还是看芯片资料吧),所以就浪费些多加个LM386做成BTL电路,提高一倍再说.设计出来的电路就是这个样子,原理很简单,就不说了 2.调试 a. 两个104的电容本来是用来隔直的,不过好像电脑主板和声卡上出来的音频都不带直流成份,而且用104时输入电平比较高的时候声音有失真,(估计是低频过滤在输入电平高的时候人听起来比较明显).于是去掉两个104的电容. b. 在这个时候上电(我用的是12V),接上我的MP3一听,嗯!还不错,可是就是杂声比较厉害,调了调R1的大小,当R1被调到最大的时候杂声没有了,最小的时候也没有了(这不是废话么,最小的时候输入都没有了 .把连接到功放的音频线拔了也没杂音了,原因可能有两个音频线上有电容在输入电阻R1比较小的时候,和LM386自激产生杂音,一放大就不得了了.于是决定R1就直接调到50K,音量就让MP3调去吧. c. 好像一切都没有问题了,拿到电脑上吧,刚接上去,嗯声音停大,不错!!刚以为要完事,电脑里一首歌就放完了,本来该是安静的却听见喇叭里噼噼啪啪,这个噪声奇了怪了,开始还是以为是R1的问题,索性就把R1去掉(反正LM386也不希罕从前级得到能量),噪音仍然存在,怀疑是主板上的高频噪声,于是在输入端并上一个102的电容---不起作用.这个电容也不敢并大了,大了要影响高频特性.又怀疑是功率大了C1吃不消,于是又在电源上并了一个100uF的电容,还是不行....... d. 就在这个时候用手一抓我的功放输入端的焊点,好了!没杂音了,仔细一想,原来是这样:我从电脑接出来的线是一个声

功率放大器的技术指标

功率放大器的技术指标： 1）输出功率：1额定输出功率：是指在一定的谐波失真系数和一定频率范围下所测的功率放大器的输出功率。 2最大输出功率：是指在一定的负载上，功率放大器在规定的谐波失真系数时，采用1000Hz 的正弦波检测信号所得到的连续最大的输出功率。业余条件下，功率放大器的额定输出功率可以通过下式进行换算：额定输出功率＝最大输出功率×0.8 额定输出功率＝峰值功率×0.5 2）放大增益：也为放大倍数，放大器的电压增益是指输出电压和输入电压之比，电流增益是指输出电流和输入电流之比，功率增益是指输出功率与输入功率之比。 3）频率响应：反应了功率放大器对各种频率信号放大的情况。品质较高的功率放大器能够重放频率较宽的信号。一般的放大器频率响应均应在20Hz～20KHz 4）信噪比：是指信号电平与噪声电平的比率，用S/N表示。S为信号电平，Ｎ为噪声电平。信噪比越高噪声越低。 5）失真：是指放大器的输入信号与输出信号在几何形态上发生了变化。其主要有：1谐波失真：由于放大器的非线性而产生的，会使声音走调。 2互调失真：是由各个频率信号之间相互调制而产生的，会使声音尖刺、混浊。 3相位失真：是由于放大器对于不同频率产生的相移不均而产生的。 4瞬态失真：会使声音变抖动、不清晰。 5交越失真：会使重放声产生间歇感。 6）动态范围：是指放大器的最高输出电压与无信号时的噪声之比。其表示了功率放大器的重放声的动态范围和对微弱信号的表现能力。其会受输出功率的影响。 7）瞬态响应：是指放大器对脉冲信号（瞬时大信号）的跟随能力。从声音的重放角度来看，瞬态响应较好，重放时就会干净、利落。否则会含糊不清。一般用转换速率SR来表示。转换速率是指在单位时间内信号电压的变化量，其单位是V/μs 。一般前置放大器的SR能够达到5V/μs就可以满足前置放大器的要求。一般功率放大器的SR能够达到50V/μs就可以达到高保真瞬态的要求。 8）阻尼系数：是表示功率放大器的内阻的指标，它与扬声器的阻抗成正比，通常阻尼系数越大，扬声器的失真就越小。

超线性功放的设计

超线性功放的设计随着移动事业的迅猛发展，特别是CDMA和第三代移动通信技术的发展，使得系统对功放线性的要求越来越高。在移动通信系统中，为了保证一定范围的信号覆盖，我们通常使用功率放大器来对信号放大，进而通过射频前端和天线系统发射出去。而在CDMA或WCDMA以及TDSCDMA的基站中，如果采用一般的高功放（通常工作于AB类），将由于非线性的影响产生频谱再生效应，为了较好的解决信号的频谱再生和EVM（误差矢量幅值）问题，就必须对功放采用线性化技术。不仅如此，功放在基站放大器中的成本比例约占50％，如何有效、低成本地解决功放地线性化问题就显得非常重要。 1、超线性功放解决方案的提出传统解决功放的线性的方法多数是采用功率回退的方法来保证功放的互调分量也就是保证功放工作在线性范围，从而不影响信号的覆盖以及通信。图1给出了关于三阶截点、1dB压缩点以及三阶互调随输入功率的变化曲线。图1、分贝压缩点输出功率从图中可以看出，传统的解决方法就是通过将输入功率降低，如果输入功率降低1dB，那么系统的互调分量将会好2dB，依次类推，就是说为了保证线性，

对于CDMA 或者WCDMA 的功放，我们只能用100W 的放大管子来出5W 功率。但是由于管子是为100W 设计的，其静态工作点仍旧很高，静态电流依然很大。所以，功放整体电流会很大，电流大意味着功放的效率很低，将会有很大一部分热量只能释放到管子以及电路板上，这些热量既是一种能量的浪费，更重要的是会造成降低芯片的使用寿命。利益方面，能提供如此大功率的放大管子的价格是非常昂贵的。基于以上这些考虑，同时单纯的功率回退所能获取的互调是有限的，随着功率的进一步增高，仍旧依靠功率回退是不能解决问题的。所以，这里提出一种前馈预失真的设计方案来同时解决线性、效率以及成本问题。 2、前馈预失真功放设计方案目前较为成熟和流行的超线性解决方案包括前馈技术、预失真技术（包括模拟预失真和基带预失真）、反馈技术等方法。考虑到单纯采用前馈技术对误差功放的要求较高并不能降低太多成本和提高太多的效率，单纯的采用预失真技术虽然可以提高线性和效率但并不能达到超线性的要求。结合两项技术的有缺点，这里提出一种前馈结合预失真的技术。详细的原理框图见图2。图2前馈预失真方案框图如图2所示，输入信号首先通过定向耦合器一路经过延时线准备和输出信号延迟线

功放电路设计说明书

功率放大器（OTL ）一、基本原理及原理图下图为乙类推挽功率放大器的电路原理图。图中，Q1和Q2为两个特性配对的互补功率管（NPN 型和PNP 型）；若忽略功率管发射结导通电压，则当V1正半周时，NPN 型Q1管导通、PNP 型Q2管截止，i 1C （≈i 1E ）为处于正半周的半个正弦波；当V1负半周时，Q1管截止、Q2管导通，i 1C （≈i 1E ）为处于负半周的半个正弦波，通过R L 的电流i L ＝ i 1E －i 2E ，合成完整的正弦波。但在实际电路中由于有导通电压，零偏置会使输出电压波形产生交越失真，图中选用二极管偏置电路为互补功率管加合适的偏置电压，使之工作在乙类状态，减小失真且具有高热稳定性；采用单电源供电（加大容量的C3）使两互补管电压均是2 1V CC ；互补管间加两个电阻帮助两管散热；输入信号为互补功率管提供振幅接近电源电压的推动电压，产生自举效应；设计合适的参数使此电路高效地使功率放大相应的倍数驱动负载。功率放大器电路原理图二、设计步骤 1.设计要求：（分立元件）设计并仿真功率放大器（OTL ），要求： ① 电压增益：5倍以上

②负载：0.5W以上（8Ω扬声器） ③频率范围：20Hz~20kHz 2.设计过程： ①电源的选取：由P＝I2R L ＝U2／R L （R L ＝8Ω）得U＝2V ∴U P P-＝2×2√2≈5.7V ∴V CC ＝15V ②电阻的选取： P＝I2R L ＝U2／R L ，令U=3v，I L R ＝ 2 1U P P- ／R L ≈350mA (β＝100) ∴i 1 B ＝I L R ／β＝3.5mA 取i 3 R ＝20mA ∴R 5＋R 6 ＝3／（20mA）≈150 ∴R 5 ＝10Ω，R 6 ＝90Ω ∵R2／（R 1＋R 2 ＋R 9 ）＝3＋0.7＝3.7 即R 1 ／（R 2 ＋R 9 ）≈4 取调试好的R 1＝10kΩ，R 2 ＝41kΩ（R 2 为1kΩ，起保护作用；R 9 可调）令R 3＝600Ω，R 4 可调，不要取太大，起到作用即可取R 7＝R 8 ＝1Ω（一般取小点） ③电容的选取： C1＝10uF，C2＝47uF，C3＝470 uF (电容大，交流压降趋于零) 三、仿真调试 1. 仿真电路图：

功率放大器技术指标概述

功率放大器技术指标概述工作频率范围Operating Frequency 放大器满足或优于指标参数时的工作频率范围。输出功率Output Power：放大器的输出功率有两种表示方式：饱和功率和1dB压缩点输出功率。前者是输出的最大功率，后者则是指增益下降1dB时的输出功率，前者一般大于后者。对脉冲放大器有峰值功率和平均功率之分，前者表示有信号时的输出功率，后者则是按时间平均后的功率，两者之间的关系与信号的占空比有关。增益Gain 功放输入输出功率的比值。增益平坦度Gain flatness 表示放大器在工作频段内功率增益的波动。噪声指数Noise Figure 指的是功放输出端和输入端信噪比的比值。

输入输出三阶截取点IIP3，OIP3 反映放大器的线性特性的指标。具体指三阶谐波与输入端基波电平相同时对应的输入/输出功率电平。此指标与输入电平的大小和放大器的增益无任何关系。电压驻波比VSWR 放大器通常设计或用于50Ω阻抗的微波系统中,输入/输出驻波表示放大器输入端阻抗和输出端阻抗与系统要求阻抗(50Ω)的匹配程度。用下式表示：VSWR = （1+|Γ|）/（1-|Γ|）其中Γ=（Z-Z0）/（Z+Z0） VSWR：输入输电压出驻波比 Γ：反射系数 Z：放大器输入或输出端的实际阻抗 Z0：需要的系统阻抗

效率Efficiency 指输入电流×输入电压＝总功率效率＝实际输出射频功率/总功率×100％临道功率比ACPR (Adjacent Channel Power Ratio) 用来衡量主信道的功率泄漏到相邻信道的多少，和放大器的线性、信号的调制等多因素有关。主要应用在象CDMA这样的宽频谱信号的研究上。脉冲波的上升沿时间和下降沿时间Rise Time and Fall Time 上升沿时间：从脉冲波上升沿10％上升到90％所经历的时间；下降沿时间：从脉冲波下降沿90％下降到10％所经历的时间；脉冲宽度：两个脉冲幅值的50%的时间点之间所跨越的时间。占空比Duty Cycle 在一串理想的脉冲序列中（如方波），正脉冲的持续时间(脉冲宽度pulse width)与脉冲总周期(Pulse cycle)的比值。

音响入门到高手必看知识

音响入门到高手必看知识音箱作为声频的终端器材，仿佛人的嗓门，在很大程度上决定了一套音响的好坏。可以毫不夸张地说：选择一对好的音箱是一套音响成功的关键所在，来不得半点马虎。然而纵观当今音响市场，成品音箱品牌不下数百种，其中不乏著名的国际品牌：如美国的BOSE（博士）、JBL、INFINITY（燕飞利仕）、Westlake Audio(西湖)、PolkAudio（音乐之声）：英国的ATC（皇牌）、B&W、T annoy(天朗)、MonitorAudio（猛牌）、KEF、HARBETH（雨后初晴）：丹麦的（皇冠）DYNAUD10（丹拿）、DALI（丹尼）、Jamo(尊宝)：德国的Heco(德高)、密力(Maagnat)、ELAC（意力）；法国的梦幻之声（VIS10NACOUSTIQUE）、JMLab(劲浪)：国产精品有美之声战神系列、金琅、惠威、新德克、福音、小旋风等等，林林总总、不胜枚举。质量参差不齐，价格天差地别。即便是同品牌同系列的音箱，往往音质高出一丁点，价格就会成几何积数倍上升。这正是因为自人类发明电子声频工程以来，唯音箱进步最慢、技术最薄弱。据英国《发烧天书》记载：一部成名多年的英国老牌长青树音相Rogersls 3/5自六十年代推出，畅销近四十年，其音色这纯正优雅，至今仍为众多资深Hi-Fi发烧友视为炙手可热的抢手货。在音响科技高度发展的今天，实在有些令人费解。所以您可千万别小看了音箱的打造，别以为音箱只不过是把几个喇叭与几个Hi-Fi或Hi-END箱。音箱的学问大了，大到没法用

书写，各家各派众说纷纭。正如医学界的中医与西医之争，或如医治一些疑难杂症：说得明白的治不好病，治得好病的却说不明白。然而对消费者而言，我们只要学会如何鉴别与挑选就成。那么有没有一种通俗简便的方法，让毫无经验的大多数消费者不是凭贵价、不是碰运气，而是凭下面介绍的音箱试听“七要点”来学会判断一对音箱的好坏： 1.试听前对音箱的初步了解对于一对音箱的最初了解，可用“观、掂、敲、认”的步骤来鉴别：即一观工艺，二掂重量、三敲箱体、四认铭牌。外观工艺就是从音箱外表的第一部象来判断该次和品质优劣：用天然原木精工打造的音箱当然最好，许多天价级的世界名牌至尊音箱，包括意大利的Chario（卓丽）、Guarneri Homage（名琴）等，但此类好箱因环保、资源匮乏加工工艺难度大，时间长等因素，绝不会普及得象随处可见的“飘柔”洗发水，价格肯定没法低。故常见的音箱均是以MDF中密度纤维板表面敷以一层薄薄的木皮做装饰：敷真木皮精工外饰的音箱，尤其是如酸枝、雀眼、花梨、胡桃、桢楠、红橡等珍稀木皮，其天然木纹视觉效果极好，手感滑腻舒适。尤其以对称蝴蝶花纹真木皮经多层涂复打磨钢琴亮漆者，大多均可视为中高档精品音箱，仿冒品极少。用PVC塑料贴皮的箱子属大路货，虽做工精细，最好也只能算中低档货色。而以本纹纸贴面装饰的箱子虽然看上去极时应多注意箱体背后的贴皮接缝和喇叭安装位挖扎工艺是否精确到位。假冒伪

OCL功率放大器的设计报告解析

课程设计报告题目：由集成运放和晶体管组成的OCL 功率放大器的设计学生姓名：郭二珍学生学号： 07 系别：电气学院专业：自动化届别： 2015年指导教师：廖晓纬电气信息工程学院制 2014年3月

OCL功率放大器的设计学生：郭二珍指导老师：廖晓纬电气学院10级自动化 1、绪论功率放大器(简称功放)的作用是给音频放大器的负载R L(扬声器)提供一定的输出功率。当负载一定时，希望输出的功率尽可能大，输出信号的非线性失真尽可能地小，效率尽可能高。 OCL是英文Output Capacitor Less的缩写，意为无输出电容的功率放大器。采用了两组电源供电，使用了正负电源。在输入电压不太高的情况下，也能获得较大的输出频率。省去了输出端的耦合电容，使放大器的频率特性得到扩展。OCL 功率放大器是一种直接耦合的功率放大器，它具有频响宽、保真度高、动态特性好及易于集成化等特点。性能优良的集成功率放大器给电子电路功放级的调试带来了极大的方便。集成功率放大电路还具有输出功率大、外围元件少、使用方便等优点，因此在收音机、电视机、扩音器、伺服放大电路中也得到了广泛的应用。功率放大器可分为三种工作状态：(1)甲类工作状态Q点在交流负载的中点，输出的是一种没有削波失真的完整信号，但效率较低。(2)乙类工作状态Q点在交流负载线和IB=0输出特性曲线的交界处，放大器只有半波输出，存在严重的失真。 (3)甲乙类工作状态Q点在交流负载线上略高于乙类工作点处，克服了乙类互补电路产生交越失真，提高了效率。因此，本设计可采用甲乙类互补电路。

2、内容摘要本设计中要求设计一个由集成运放和晶体管组成的OCL功率放大器。在输入正弦波幅度Ui等于200mV，负载电阻R L等于8Ω的条件下最大输出不失真功率P ≥2W，功率放大器的频带宽度BW≥80Hz~10KHZ o 功率放大电路实质上是能量转换电路，它主要要求输出功率尽可能大，效率尽可能的高，非线性失真尽可能要小，功率器件的散热较好。本设计选用的是双电源供电的OCL互补推挽对称功放电路。此推挽功率放大器的工作状态为甲乙类，其目的是为了减少“交越失真”。由于两管的工作点稍高于截止点，因而均有一很小的静态工作电流I CQ。这样，便可克服管子的死区电压，使两管交替工作处的负载中电流能按正弦规律变化，从而克服了交越失真。 OCL互补推挽对称功放电路一般包括驱动级和功率输出级，前者为后者提供一定的电压幅度，后者则向负载提供足够的信号频率，以驱动负载工作。因此，需要设计两部分，即驱动级和功率输出级。

功放技术参数的分析

音响技术基础知识 A Vtechnology 艺术团体经常进行巡回演出，音响器材尤其是功率放大器要经过火车、汽车运输，各种地形复杂的道路会带来振动，所以要求功率放大器结构非常结实、抗振特性良好、设计科学、加工工艺精细。在不同城市、乡镇进行的文艺演出还会遇到各种意想不到的复杂情况，如演出剧场或现场的电网电压不稳定，或临时演出由于观众较多，需要加大额定输出功率提高现场演出的响度以满足室外演出的需要等。因此要求功率放大器有适应多种功能的能力，除要求功能全外，更主要的还要有很高水平的音色质量表现，如对美声演唱要求有很宽的频带(频率通带)才能把美声歌曲优美的泛音表现出来，从而丰富声乐音色的艺术表现，而对于音乐中各种乐器的个性色彩的表现又要求功放有极低的本底噪声，即有很高的信噪比和极低的失真度，才能将各种不同乐器的乐音细节明朗地表现出来。这就要求功率放大器有很高水平的技术参数来做保证。 1 技术参数 1.1 功率放大器的额定功率额定功率指在规定的总谐波条件下功率放大器长期承受额定负载阻抗上的输出功率，是适用的功率。最大输出功率是在不考虑失真的情况下，给功率放大器输入足够大的信号电平，将音量开至最大时，功率放大器所能输出的最大功率。这是短时间使用的功率。峰值功率是指功率放大器在处理音乐信号时能够在瞬间输出的最大功率。峰值功率反映功率放大器处理音乐信号的能力，是一个参考功率。提高功率放大器输出功率的方法有两种方法。一种是降低负载阻抗。输出电压不变的情况下将8 Ω改变成4 Ω，理论上输出功率会增加2倍，但因功率放大器内部直流电源容量和晶体管耗数功率的限制，实际上可提高功率为1.6倍。另一种采用桥式跨接法，双通道立体声可选用桥接方式进行跨接使用。双通道立体声桥接后理论上是每声道的4倍功率，实际上的输出功率约为3倍。这种模式可选用但并不提倡。电路电桥要求每个双声道放大器的技术指标完全相同，保持0点电位始终保持0电位。如某个电位有点偏离，某个电路稍有点不平衡，一只功率放大器就会驱动另一只功率放大器，两只功率放大器就会产生相位差和电平差，使输出波形产生严重的失真。当不平衡状态严重时，由于相互“倒灌”可导致功率放大器的损坏。所以临时现场扩声的应急时可采用桥式接法，室内固定专业音响系统均不选用。 1.2 频率响应范围频率响应是指功放对音频信号的各个频率分量的放大能力，他表明功放在通频带宽度内各个频率分量的不均匀程度特性等。理想的频率特性曲线是平直的，即功放的输出电平在各个频率都比较平直，说明功放对各个频率分量的放大能力是均匀的。如功放的频率特性曲线有波峰波谷，说明功放对某频率放大能力过强(形成波峰)，对某频率的放大能力过弱(形成波谷)。如果功放的频率特性有较大的波峰和波谷，放音的音色就会变差，所以一般波峰波谷的存在不准许超过3 dB，严格的指标是±2 dB。人耳听觉的频率范围是20 Hz~20 kHz，如果频响范围达到这个标准则为高水平。为完美地表现乐音的表现力，充分地表现出高频泛音的频率空间，要求功放有足够频带的宽度，以表现音色的个性，对频带的上限要有适度的扩张频带，20 kHz以上也要有一定的空间。对频带的下限扩张可保证次低音的重放。如果功放频带不够宽，则音色会变得干涩、生硬，以致于当一些音色相近的乐器同时演奏时，代表他们各自音色特点的泛音被削波损失，从而造成辨别不出到底是哪种乐器发出的声音。 1.3 阻尼系数大口径的低音扬声器，因为音圈运动的惯性而不能与音频的驱动信号同步，纸盆的余振使扬声器重放声音混浊不清。尤其是400 Hz以下的频率影响最大。功放技术参数的分析李鸿宾

基于ADS的功率放大器设计与仿真[图]

基于ADS的功率放大器设计与仿真[图] 0 引言随着无线通信技术的发展，无线通信设备的设计要求也越来越高，功率放大器作为发射机最重要的部分之一，它的性能好坏直接影响着整个通信系统的性能优劣，因此，无线系统需要设计性能良好的放大器。通过采用EDA工具软件进行电路设计可以掌握设计电路的性能，进一步优化设计参数，以达到加速产品开发进程的目的。本文仿真设计采用恩智浦半导体的LDMOS晶体管BLF6G27-10G，该晶体管工作频段在2500～2700 MHz之间，直流28V供电。具有很好的线性度，它采用特殊工艺，具有良好的热稳定度。同时使用EDA软件，利用负载牵引和源牵引相结合的方法进行设计，使其输出功率在频率为2.6GHz时达到6.5W。 1 功率放大器的相关设计理论对于任何功率放大器，它必须在工作频段内是稳定的，同时它应该具有最大的输出功率和最佳的输出效率，因为输出功率决定了通信距离的长短，其效率决定了电池的消耗程度及使用时间。在功放的匹配网络设计中，需要选择合适的源阻抗和负载阻抗，而他们的选择和功率放大器的稳定性、输出功率、效率以及增益息息相关。 1.1 稳定准则稳定性是指放大器抑制环境的变化(如信号频率、稳定、源和负载等变化时)，维持正常工作特性的能力，一个微波管的绝对稳定条件是：在选定的晶体管的工作条件下若满足K>1，则此时放大器处在绝对稳定状态，若不满足此条件，则需进行稳定性匹配电路的设计。 1.2 功率增益放大器的功率增益(Power Gain)有几种不同的定义方式，在这里只介绍工作功率增益，这是设计时较为关心的量，它定义为负载吸收的功率与放大器的输入功率之比。 1.3 功率附加效率(PAE) 功率附加效率是指射频输出功率和输入功率的差值与供给放大器的直流功率的比值，它既反映了直流功率转化为射频功率的能力，又反映了放大射频功率的能力。 1.4 1dB功率压缩点(P1dB) 当晶体管的输入功率达到饱和状态时，其增益开始下降，或者称为压缩。1dB压缩点为放大器线性增益和实际的非线性增益之差为1dB的点，换句话说，它是放大器增益有1dB压缩的输出功率点。 2 设计步骤 2.1 静态工作点的确定在晶体管的Datasheet中，给出了漏极(D)的工作电压和电流，因此，需要通过仿真和测试得到栅极(G)电压。在ADS中导入BLF6G27-10G的模型库，建立直流仿真电路，图1就是通过对晶体管BLF6G27-10G进行直流仿真所获得的伏安特性曲线。与BLF6G27-10G的Datasheet给出数据相比，本例所仿真出来的静态工作点和Datasheet给出数据较接近，并且得到了栅极电压(VGS=1.8V)，因此这样晶体管的静态工作点就确定了。 2.2 稳定性分析和偏置电路要使晶体管可靠的工作，必须使晶体管在工作的频段内稳定。这一点对于射频功放是非常重要的，因为它可能在某些工作频率和终端条件下有产生振荡的倾向。因此要对功率管BLF6G27-10G在ADS的环境中进行稳定性分析，在ADS元件面板中调出扼流电感DC_Feed和

基于LM386的功放电路设计

基于LM386的简单功放系统设计一、系统概述、设计思路功率放大器的作用是给音响放大器的负载（扬声器）提供一定的输出概率。当负载一定时，希望输出的功率尽可能大，输出的信号的非线性失真尽可能小，效率尽可能高。 LM386是美国的国家半导体公司生产的音频功率放大器，主要应用于低电压消费类产品。为使外围元件最少，电压增益内置为20，但在1脚和8脚之间增加一只外接电阻或电容，便可将电压增益调为任意值，直至200。输入端以地为参考，同时输出端被自动地偏置到电源电压的一半，工作电压范围宽，4~12V 或5~18V，在6V电源电压下，它的静态功耗仅为24mV，且外围元件少。二、系统组成及工作原理（1）外形与引脚功能 LM386是8引脚双排直插式塑料封装结构，其外形与引脚排列如图所示， 2脚为反向输入端，3脚为同向输入端，5脚为输出端，6脚与4脚分别为电源和地端，1脚和8脚为电压增益设定端；使用时，引脚7和地之间接旁路电容，通常为10uf。（2）其内部电路如下由图可知，该集成OTL型功放电路的常见类型，与通用型集成运放的特性相似，是一个三级放大电路：第一级为差分放大电路；第二级为共射放大电路；第三级

为准互补输出级功放电路。第一级为差分放大电路，T1和T3、T2和T4分别构成复合管，作为差分放大电路的放大管；T5和T6组成镜像电流源作为T1和T2的有源负载；T3和T4信号从管的基极输入，从T2管的集电极输出，为双端输入单端输出差分电路。使用镜像电流源作为差分放大电路有源负载，可使单端输出电路的增益近似等于双端输出电容的增益。第二级为共射放大电路，T7为放大管，恒流源作有源负载，以增大放大倍数。第三级中的T8和T9管复合成PNP型管，与NPN型管T10构成准互补输出级。二极管D1和D2为输出级提供合适的偏置电压，可以消除交越失真。引脚2为反相输入端，引脚3为同相输入端。电路由单电源供电，故为OTL电路。输出端（引脚5）应外接输出电容后再接负载。电阻R7从输出端连接到T2的发射极，形成反馈通路，并与R5和R6构成反馈网络，从而引入了深度电压串联负反馈，使整个电路具有稳定的电压增益。当1脚和8脚之间开路时，电压增益为26db；若在1脚和8脚之间接阻容串联元件，则增益可达46DB，改变阻容值则增益可在26db-46db之间任意选取。电阻值越小增益越大。（3）功能框图 LM386集成功放属于直接耦合的多级放大器结构，它是一个三级放大电路，如下图所示。输入级由差分放大器组成，它可以克服直接耦合产生的零漂现象，使电路工作稳定。中间放大要求有较高的电压增益，因此由共射放大电路组成，它为输出级提供足够大的信号电压。输出级要驱动负载，所以要求输出电阻小，输出电压幅度高，输出功率大，因此采用互补对称功放电路。（4）设计电路图

功率放大器技术参数的测量

功放技术参数的测一．常用测试仪器信号源：GOOD WILL INSTRUMENT公司（固伟）GFG-8015G 宁波中策电子有限公司X010A 毫伏表：GOOD WILL INSTRUMENT公司（固伟）GFG-417B 宁波中策电子有限公司DF2173B 示波器：IWATSU ELECTRIC公司（日本）SS-7802A 失真仪：宁波中策电子有限公司DF4121A 二．频率响应的测量术语：增益限制的有效频率范围是指在振幅允许的范围内功放系统能够重放的频率范围，以及在此范围内信号的变化量，称为频率响应。在该频率范围内，实际频响与所要求的频响的偏差不得超过规定限度。 1.将各仪器按上图所示方法连接（可不使用示波器），功放输出端接入一额定负载。 2.由函数发生器输入1KHz正弦信号，调节电位器，从毫伏表读取电压值，使功放输出为额定输出电压。并以此为电压参考点。

3.缓慢调节信号源上的频率旋钮，从功放规定的频率下限至频率上限，其输出电压变化范围不得超过±3dB。 4.若连接示波器，看观测输出电压波形。三．失真度的测量理想的放大器应该是把输入的信号放大后，毫无改变的还原出来。但是由于各种原因经功放放大后的信号与输入信号相比较，往往产生了不同程度的畸变，这个畸变就是失真。用百分比表示，其数值越小越好。 1.将各仪器按上图所示方法连接，功放输出端接入额定负载。 2.由函数发生器输入1KHz正弦信号，调节电位器，使功放输出为额定电压。 3.对失真仪进行相对电平（0 dB）校准。 4.测量失真度，读出并记录此测量值。 5.可使用示波器监测输出波形是否异常。四．输入灵敏度的测量输入灵敏度：功放在额定负载上，输出额定电压时的输入激励电压称为输入灵敏度。

音响基础知识

基础知识一、功放 1、功率放大器：用来放大音频信号的器材，也就是说前置放大器和功率放大器（纯功放）的统称。 2、中心机：是由功放、卡拉OK、独立声道输入系统、均衡器、调音台等器材组成（如H2000，包括独立声道输入系统、独立Hi-Fi音乐中心、专业宽频带卡拉OK、专业均衡器组成） 3、纯功放：即两声道，要求对音频信号进行高保真功率放大的放大器。（后级放大器） 4、AV功放：用于家庭影院音响系统的放大器。放大器：按功能分： ⑴纯功放 ⑵A V功放：①4声道放大器（定向逻辑） ②5+1声道放大器（THX） ③5.1声道放大器（AC-3、DTS）流行 ④6.1声道放大器（THX EX、DTS EX） ⑤7声道放大器（AC-3+DSP） ⑶卡拉OK放大器：①卡拉OK扩音机（有扩音） ②卡拉OK机（无扩音，功放放大）按名称分： ⑴晶体管放大器（石机） ⑵电子管放大器（胆机） ⑶电子管和晶体管放大器（混合机） ⑷合并式放大器 ⑸前级放大器、后级放大器 ⑹甲类放大器 ⑺甲乙类放大器 ⑻单声道放大器 ⑼双声道放大器前级放大器：对音频信号进行电压放大的电路和对音频信号进行必要控制的电路（主要进行音频处理）后级放大器：将前级放大器放大和控制后级的信号进行专门的功率放大。合并式放大器：将前级放大器和后级放大器装置在一个外壳内的放大器。胆机：用电子管作为放大器件构成的放大器（不能放置于A V功放内）即电子管。特点：低音柔和，传输音频慢。石机：用晶体管作为放大器件构成的放大器。混血机：用晶体管和电子管共同构成的放大器。（这种机器充分利用晶体管和电子管的特性来发挥各自的长处，改善了石机的冷色面、金属声，改良胆机的低音力度和速度，使之具有混血的优势，主要用于纯功放。）甲类放大器：一种性能优越的放大器，主要用于纯功放中。（它以牺牲放大器的功率换取高品质的音质，以声音靓丽著称）

实用功放电路设计

题目五：实用低频功率放大器一、设计任务与要求: (一)、任务：设计并制作具有弱信号放大能力的低频功率放大器。其原理示意图如下： (二)、要求： 1．在放大通道在正弦信号输入电压幅度为(5-700)mV，等效负值载电阻R1。：812下，放大通道应满足： a、额定输出功率P oK≥10W； b、带宽BW≥(50-1000)HZ； c、在P oK下和BW内的非线性失真系数≤3％； d、在P oK下的效率≥55％； e、在前置放大级输人端交流短路接地时，R L=8Ω上的交流声功率≤10mV。 2。自行设计并制作满足设计要求的稳压电源。 (三)、发挥部分(选作部分)： 1. 测放大器的时间响应： a、方波发生器：由外供正弦信号源经变换电路产生正、负极性的对称方波。频率为1000HZ；上升和下降时间1≤uS；峰一峰值电压为200mV b、用上述方波激励放大通道时，在R8下，放大通道应满足 (1)、额定验出功率P ok≥10W； (2)、P oK下，输出波形上升或下降时间12≤uS； (3)、在P oK下，输出波形顶部斜降≤2％ (4)、在P oK下，输出波形过冲电压≤5％ (四)、设计电路、画布线图、编写调试步骤以及调试方法：根据任务要求，设计该低频功率放大电路及电源电路，要求有电路、有参数及设计过程，画出布线图，并在面包板上插接、调试。 (五) 答辨：答辨前必须完成下列资料 1．设计说明书：方案选择、设计过程、原理图、布线图及说明； 2．总结调试方法、测试技术指标：整理原始记录数据故障处理、(出现何现象、原因及解决办法)。 (六)、参考元器件型号： STK465 集成功率放大电路 uA741 0P-27／0P-37 电阻、电容、电位器、稳压块等。

功放参数指标

功放参数指标关键字：功放参数指标自从爱迪生在1877年发明留声机至今已有120多年了，由当年机械式录音/重播系统发展到现在的高科技数码系统，其中的进步可谓翻天覆地。不过在这120多年中的音响技术发展却是很不平均的，在发明留声机后的大约60至80年中，音响技术的发展是相当缓慢的不过也取得了一定的成果，例如录放音以电动方式取代了机械方式，开始采用多极真空管等等。使音响技术得以快速发展是在927年，美国贝尔实验室公布了划时代的负反馈（负回输，NFB）技术，声频放大器从此开始步入了一个新纪元。所谓高保真（High Fidelity）放大器，其鼻祖应该是追溯至1947年发表的威廉逊放大器，当时Willianson先生在一篇设计Hi Fi放大器的文章中介绍了一种成功运用负回输技术，使失真降至0.5%的胆机线路，音色之靓在当时堪称前无古人，迅即风靡全世界，成为了Hi Fi史上一个重要的里程碑。在威廉逊放大器面世后4年，即1951年，美国Audio杂志又发表了一篇“超线性放大器”的文章。第二年6月，又发表了一篇将威廉逊放大器超线性放大器相结合的线路设计。由於超线性设计将非线性失真大幅度降低，许多人硌起仿效，再次形成了一个热潮。超线性设计的影响时至今日21世纪仍然存在，可以说威廉逊放大器和超线性放大器标志著负回输技术在音响技术中的成熟。从那时候开始，放大器的设计和种类可谓百花争艳。技术的进步是前70年所望鹿莫及的。放大器的的规格是衡量其性能的一个重要指标，当然另一个重要指标是以耳朵收货。常听发烧友说音响器材的规格没多大意义，许多测试数据优良的放大器其声音却惨不忍听。这话只说对了一半，首先这优良的数据一般是在产品开发阶段测试原型机时得出的。在大量生产阶段一般来说其性能都会打一定的折扣，视乎器材的档次而定。其次的就是目前的科技虽然使放大器性能获得很大改善，但要对20~20KHz的声频信号作出人耳无法察觉失真的放大，是一件极不容易的事，况且一般放大器的所谓性能规格只是给出寥寥几项数据，其中大多数只是在某些物定条件下测量的。根本不足以反映放大器的基本性能。用以评定放大器的技术规格的方法分为动态和静态两种，静态规格是指以稳态下弦波进行测量所得的指标。这实际上是属於古典自动控制理论（Classical Control Theory）中的频率分析法。在二十世纪二三十的代便已开始使用。测试项目包括有频率响应，谐波失真，信噪比，互调失真及阻尼系数等。动态规格是指用较复杂的信号例如方波，窄脉冲等所测量得的指标，包括有相位失真，瞬态响应及瞬态互调失真等。动态测试实际上也类似工业自动控制系统中常见的瞬态响应测试，只不过工业测试常用的是阶跃信号（Step Signal）而音响测试则用缩短了的阶跃信号——方波。要大体上反映出放大器的品质，必须综合考虑动态测试和数据。至於人耳试听方面由於含有较多主观因素，在此不打算详加讨论。由於大部份厂商对其产品一般都只是给出少数参数应付了事，故此笔者希望藉此机会对一些较重要的音响器材规格作一番介绍，方便新进发烧友及一些非工程技术人仕对音响技术有更深入的领会。频率响应在众多技术指标中，频率响应是最为人们所熟悉的一种规格。一部分放大器而言。理论上只需要做到20至2万周频率响应平直就已足够，但是真正的乐音中含有的泛音（谐波）是有可能超越这个范围的，加上为了改善瞬态反应的表现，所以对放大器要求有更高的频应范围，例如从10 Hz~100 kHz等。习惯上对频率响应范围的规定是：当输出电平在某个低频点下降了3分贝，则该点为下限步率，同样在某个高频点处下降了3分贝，则定为上限频率。这个数分贝点有另外一个名称，叫做半功率点（Half Power Point）。因为当功率下降了一半

功率放大器测试基本常识

功率放大器测试基本常识一、功率放大器常用测量的仪器： 1.音频信号发生器， 2.毫伏表， 3.示波器， 4.失真仪， 5.负载， 6.信号扫频仪， 7.万能表, 8.高压测试仪， 9.电阻测试仪。二、测量仪器连接方式：三、测试项目： 1.AC 电压测试：单位：V （交流电压）根据出货地点不同而设定的电压：117±5 V 、220±5 V 。老化实验时必须提升原电压的10％作为测试电压。 2.DC 电压测试：单位：V （直流电压）根据各机器要求不同而设定的电压，如±10V 。 3.ID 测试：单位：mv ID 为功率放大器的静态电流之简称。测试时用万用表200MV 挡，测水泥电阻的两端（发射极对地），标准值为 5MV 或按工程要求。～～～～－－

4.灵敏度测试：(信号强度) 单位：mv 输出额定电压时所须的信号强度：(专业机型)卡侬座700—800 mv，莲花座400—500 mv或按工程要求。 5.分离度、串音测试：单位：dB 输出额定电压时，两通道间的分离幅度，从一通道满功率输出测另一通道的dB数。标准值60dB。或按工程要求。 6.频响测试：(频率响应) 单位：dB 输出额定电压时，调小本通道VR，使输出衰减10dB,（或20 dB按要求）的电压为“0”dB，调节信号频率至低频和高频（20Hz----20KHz测试），并使信号源幅度不变（输入信号和原来一样），此时的输出与“0”dB相比较，变化在一定范围内±3 dB。 7.信噪比(S\N) 测试：单位：dB或mv 输出额定电压时，去掉信号后的电压，噪音和满功率信号的比值，90dB 以上、3mv以下或按工程要求。 8.额定功率测试：单位：W 2 信号强度和阻抗一定时的电压。功率（P）＝电压（U）/阻抗（R）最大不失真的条件下。 9.失真度测试：单位：％

功放供电电路设计

射频功放设计规范和指南

目录前言 ...........................................................................................................................错误！未定义书签。第一章射频功放设计步骤 (5) 1.1定设计方案 (5) 1.1.1 GSM及PHS基站系统 (5) 1.1.2 CDMA及WCDMA基站系统 (7) 1.2选择确定具体线路形式及关键器件 (9) 1.2.1射频放大链路形式与关键器件选择及确定 (9) 1.2.2控制电路的确定 (12) 1.3进行专题实验或一板实验 (13) 1.4结构设计及PCB详细设计 (13) 1.5进行可生产性、可测试性的设计与分析 (13) 第二章功放设计中的检测及保护电路 (14) 2.1引起功放失效的原因 (14) 2.2功放保护电路设计类型 (15) 2.3功率放大器的保护模型 (16) 2.4功放的状态监测 (17) 2.5状态的比较判断 (18) 2.6保护执行装置 (19) 2.7保护电路举例分析 (19) -1-

第三章功放中增益补偿电路的实现 (21) 3.1模拟环路增益控制 (21) 3.2数字环路增益控制 (21) 3.3温度系数衰减器 (22) 第四章功放供电电路设计 (23) 4.1功放电路的供电形式 (23) 4.1.1 LDMOS器件供电电路 (23) 4.1.2 GaAs器件供电路。 (25) 4.2电源偏置 (26) 4.3布局 (26) 4.4电容的选用 (26) 第五章输入输出匹配及功率合成技术 (28) 5.1用集总参数元件进行阻抗匹配电路的原理及设计实例 ............................ 错误！未定义书签。 5.1.1输入阻抗中含感性特性的匹配设计.................................................. 错误！未定义书签。 5.1.2输出阻抗中含容性特性的匹配设计.................................................. 错误！未定义书签。 5.2用分布参数来进行阻抗匹配........................................................................ 错误！未定义书签。 5.3功率合成技术................................................................................................ 错误！未定义书签。 5.3.1功率分配和合成单元。...................................................................... 错误！未定义书签。第六章功放设计中的前馈技术 .. (40) 6.1前馈技术 (40) 6.2实现方案 (43) 6.2.1方案介绍 (43) 6.2.2主功放模块（MAM） (45) 6.2.3误差放大器模块 (46) -2-