功率放大器的参数与关系
功放参数全面解析入门
功放参数全面解析输出功率（output power）：表明该功率放大器在一定负载下输出功率的大小，一般在功放说明书上标明在8欧姆负载，4欧姆负载或2欧姆负载状态下的输出功率，同时也会表明功放在桥接状态下，8欧姆负载时或4欧姆负载时的输出功率。
这个输出功率表示功放的额定输出功率，而不是最大或者峰值输出功率。
负载阻抗（load impedance）：表明功放的负载能力，负载的阻抗越小，表明功放能通过的电流能力就越强，一般来说，大部分的功放最低负载阻抗为4欧姆，品质好的功放最低负载一般为2欧姆。
双通道时能够负载4欧姆的功放，在桥接状态下可以负载最低为8欧姆，双通道时能够负载2欧姆的功放，桥接状态下可以负载4欧姆。
桥接状态下只能负载8欧姆的功放，不可以负载更低的阻抗，否则会造成功放因为电流过大而烧毁。
立体声(两路)模式(stereo mode or dual mode)：一般的功放内部具有两个独立的放大电路，可以分别接受两路不同的信号分别进行放大并输出，这种工作状态称为立体声(两路)模式。
桥接模式(bridge mode)：桥接模式是利用功放内部的两个放大电路相互推挽，从而产生更大输出电压的方式，功放设定为桥接模式后，成为一台单声道放大器，只可以接受一路输入信号进行放大，输出端为两路功放输出的正端之间。
并联输入模式(parallel mode)：此方式将功放的两路输入信号通道进行并联，只输入一路信号来同时驱动两个放大电路，两个输出端输出信号相同。
频响范围(frequency range)：表明功放可以进行放大的工作频段，一般为20－20000赫兹，一般在此数据后面有一个后缀，比如－1/+1dB,这代表这个频率范围的误差或浮动范围，这个数值约小，表明频率范围内的频响曲线更平直。
如果功放的频响范围以－3分贝为测试条件，这个功放出来的声音可能就没有那么平直了。
总谐波失真(THD)：表明功放工作时，由于电路不可避免的振荡或其他谐振产生的二次，三次谐波与实际输入信号叠加，在输出端输出的信号就不单纯是与输入信号完全相同的成分，而是包括了谐波成分的信号，这些多余出来的谐波成分与实际输入信号的对比，用百分比来表示就称为总谐波失真。
微波功率放大器
Pout(dBm)
1dB 1
ý ×» ÷ È ½ ½ µ Ø ¹ ã ½ Ö µ
IP3
1 M3 dB
P dB Pin 1dB G0 dB 1 1 Pout dB Pin dB G0 dB
P3 a
3 1
小信号工作时
M 3 dB 23.75 2( P1dB Pout dB 1)
* k1为小信号电压增益；k3为负，代表压缩特性。
6
输入：
A A V cosw1t cosw 2 t 2 2
(使总功率保持不变)
输出基波：
1 9 k1 A k 3 A3 cosw1t cosw 2 t 8 2 1 3 k3 A3 cos2w1 w 2 t cos2w 2 w1 t 2 8
14
S21 只降模值 S12 只升模值
3. 动态阻抗法
没有模型也没有S参数的晶体管，可先测得最佳Zin 、Zout ， 再设计微带匹配电路。
FET ÷ä ÷ µ Å Æ 1 VSWR1 Zin(f) ÷ä ÷ µ Å Æ 2 Zout(f) VSWR2
• 在一定频率及输入电平下，调整工作点及调配器，使输出功 率最大、同时效率较高(偏置电流小)时，得最佳负载状态。 • 用共轭替代法，用网络分析仪测出此状态下两端输入、输出 阻抗，用于功放匹配网络设计。 这种方法的功放非线性是不可预估的，故对线性功放的设 计一般不用。
三阶交调分量：
• 1dB压缩点三阶交调系数
M3
1dB
三阶交调分量电压幅度 20lg 1dB 23 .75dBc 基波电压幅度
实际经验值略小，通常取 M3 1dB -23dB
丁类功率放大器原理及参数计算
丁类功率放大器原理颜留单12212166 通信1201班高频功率放大器的主要问题是如何尽可能地提高它的输出功率与效率。
只要将效率稍许提高一点，就能在同样的器件耗散功率的条件下，大大提高输出功率，甲、乙、丙类放大器就是沿着不断减小电流通角θc的途径，来不断提高放大器的效率。
因为在小导通角时，三极管工作在非线性Icm=G*Ui*（1-cosθc），所以θc减小是有一定限度的。
θc太小，效率虽然很高，但因Icm1下降太多，输出功率反而下降。
要想维持Icm1不变，就必须加大激励电压（即输入电压），这又可能因激励电压过大而引起管子的击穿。
丁类放大器就是采用固定θc为90°，但尽量降低管子的耗散功率的办法，来提高功率放大器的效率。
具体说，丁类放大器的晶体管工作于开关状态：导通时，管子进入饱和区，器件内阻接近于零；截止时，电流为零，器件内阻接近于无穷大。
这样集电极功耗大为减小，效率大大提高。
理想情况下，丁类放大器的效率可达100%。
工作原理：两管与电源电压VCC是串联的。
激励源输入的是矩形波激励电压，通过变压器耦合令两只管轮流饱和导通和截止。
两只晶体管相当于两只开关。
两管与电源电压VCC是串联的。
激励源输入的是矩形波激励电压，通过变压器耦合令两只管轮流饱和导通和截止。
两只晶体管相当于两只开关。
因为丁类功率放大器的通角θc=90°，2θc =180°。
即刚好半个周期，所以VA的波形如图所示。
利用傅立叶分析可得VA电压的基波分量的振幅Vom1 ；LC串联谐振时，只对基波电压Vom1呈很小阻抗，对谐波分量呈很大阻抗，所以电路中只有基波电压Vom1才产生基波电流Iom.谐振时，回路中产生的基波电流振幅Iom；vo’的振幅Vom；谐振时，回路中产生的基波电流振幅Iom，电源提供的平均电流ICC；电源提供的功率P分别为：由集电极效率和集电极耗散功率表达式可以看出，晶体管饱和内阻RS越小（即饱和压降越小），则ηc越高，Pc越小。
power mos 电阻和电压的关系
Power MOS（金属氧化物半导体场效应晶体管）是一种常用的功率放大器元件，它具有高效率、快速开关速度和低驻波等优点，广泛应用于交流电源、调速器、电机控制等领域。
在Power MOS中，电阻和电压是两个非常重要的参数，它们之间的关系对器件的工作性能和稳定性具有重要影响。
电阻是Power MOS的关键参数之一，它可以影响器件的损耗和热稳定性。
在实际应用中，通常会通过控制电阻来优化器件的性能。
与此电压作为Power MOS的另一个重要参数，也会对器件的工作状态产生深远影响。
电阻和电压之间的关系成为了研究Power MOS性能和应用的重要课题。
一、电阻对电压的影响1. 电阻对功率损耗的影响Power MOS的电阻越小，器件在导通状态下的功耗就越小。
当电阻降低时，器件导通时通过的电流就会增大，因此在相同的电压条件下，功率损耗会减小。
而功率损耗的减小对于器件的热稳定性和工作效率都是非常有益的。
2. 电阻对开关速度的影响Power MOS的电阻还会影响其开关速度。
通常情况下，电阻越小，器件的开关速度就会越快。
当器件的开关速度加快时，其开关损耗也会减小，从而提高了器件的工作效率。
在实际应用中，需要根据具体的要求选择合适的电阻值，来平衡功耗和开关速度之间的关系。
二、电压对电阻的影响1. 电压对电阻温度特性的影响在实际工作中，Power MOS会因为电压的加大而产生较大的电阻。
这是由于电压增大会使器件通道内的载流子浓度增大，从而生成更大的空间电荷区，导致电阻的增加。
在高电压条件下，Power MOS的电阻也会增大，这一特性需要在设计中予以充分考虑。
2. 电压对电阻线性特性的影响电压还会影响Power MOS的电阻的线性特性。
通常情况下，当电压增大时，Power MOS的电阻也会随之增大。
但是在高电压情况下，Power MOS的电阻对电压的变化会非常敏感，因此设计中要注意保持电压对电阻的影响在可控范围之内。
三、电阻和电压的综合影响电阻和电压是Power MOS的两个重要参数，它们之间的综合影响对器件性能具有重要的影响。
射频功率放大器
射频功率放大器射频功率放大器(RF PA)是各种无线发射机的重要组成部分。
在发射机的前级电路中，调制振荡电路所产生的射频信号功率很小，需要经过一系列的放大一缓冲级、中间放大级、末级功率放大级，获得足够的射频功率以后，才能馈送到天线上辐射出去。
为了获得足够大的射频输出功率，必须采用射频功率放大器。
目录一、什么是射频功率放大器二、射频功率放大器技术指标三、射频功率放大器功能介绍四、射频功率放大器的工作原理五、射频放大器的芯片六、射频功率放大器的技术参数七、射频放大器的功率参数八、射频功率放大器组成结构九、射频功率放大器的种类正文一、什么是射频功率放大器射频功率放大器是发送设备的重要组成部分。
射频功率放大器的主要技术指标是输出功率与效率。
除此之外，输出中的谐波分量还应该尽可能地小，以避免对其他频道产生干扰。
射频功率放大器是对输出功率、激励电平、功耗、失真、效率、尺寸和重量等问题作综合考虑的电子电路。
在发射系统中，射频功率放大器输出功率的范围可以小至mW，大至数kW，但是这是指末级功率放大器的输出功率。
为了实现大功率输出，末前级就必须要有足够高的激励功率电平。
射频功率放大器的主要技术指标是输出功率与效率，是研究射频功率放大器的关键。
而对功率晶体管的要求，主要是考虑击穿电压、最大集电极电流和最大管耗等参数。
为了实现有效的能量传输，天线和放大器之间需要采用阻抗匹配网络。
二、射频功率放大器技术指标1、工作频率范围一般来讲，是指放大器的线性工作频率范围。
如果频率从DC开始，则认为放大器是直流放大器。
2、增益工作增益是衡量放大器放大能力的主要指标。
增益的定义是放大器输出端口传送到负载的功率与信号源实际传送到放大器输入端口的功率之比。
增益平坦度，是指在一定温度下，整个工作频带范围内放大器增益的变化范围，也是放大器的一个主要指标。
3、输出功率和1dB压缩点(P1dB)当输入功率超过一定量值后，晶体管的增益开始下降，最终结果是输出功率达到饱和。
功率放大器的基本知识
功率放大器的基本知识一般视听电路中的功率放大（简称功放）电路是在电压放大器之后，把低频信号再进一步放大，以得到较大的输出功率，最终用来推动扬声器放音或在电视机中提供偏转电流。
一、功率放大电流的特点对功放电路的了解或评价，主要从输出功率、效率和失真这三方面考虑。
1、为得到需要的输出功率，电路须选集电极功耗足够大的三极管，功放管的工作电流和集电极电压也较高。
电路设计使用中首先要考虑怎样充分地发挥三极管功能而又不损坏三极管。
由于电路中功放管工作状态常接近极限值，所以功放电流调整和使用时要小心，不宜超限使用。
2、从能耗方面考虑，功放输出的功率最终是由电源提供的，例如收音机中功放耗电要占整机的2/3，因此要十分注意提高电路效率，即输出功率与耗电功率的比值。
3、功放电路的输入信号已经几级放大，有足够强度，这会使功放管工作点大幅度移动，所以要求功放电路有较大的动态范围。
功放管的工作点选择不当，输出会有严重失真。
二、常用功率放大电路的原理单只三极管输出的功放电路输出小、效率低，日用电器中已很少见。
目前常采用的是推挽电路形式。
图1是用耦合变压器的推挽电路原理图。
它的特点是三极管静态工作电流接近于零，放大器耗电及少。
有信输入时，电路工作电流虽大，但大部分功率都输出到负载上，本身损耗却不大，所以电源利用率较高。
这个电路中每只三极管只在信号的半个周期内导通工作，为避免失真，所以采用两只三极管协调工作的方式。
图中输入变压器B1的次级有一个接地的中心抽头。
在音频信号输入时，B1次级两个大小相等、极性相反的信号分别送到BG1和BG2的发射结。
在输入信号的正半周时间里，BG1管因加的是反向偏压而截止，只有BG2能将信号放大，从集电极输出；而在信号负半周，BG1得到正高偏压，能将这半个周期的信号放大输出，而BG2却截止。
电路中的两只三极管虽然各自放大了信号的半个同期，但它们的输出电流是分先后通过输出变压器B2的，所以在B2的次级得到的感应电流又能全成一个完整的输出信号。
功率放大器的参数与关系
Frequency
定义：物质在1秒内完成周期性变化的次数叫做频率， 常用f表示，单位为HZ。
F Байду номын сангаас 1
t
换算：物理中频率的基本单位是赫兹（Hz），简称赫， 也常用千赫（kHz）或兆赫（MHz）或吉赫（GHz）做单 位。1kHz=1000Hz，1MHz=1000000Hz 1GHz=1000MHz。
Gain
增益是表示放大器功率放大倍数,以输出功率同输入功率比值 的常用对数表示，单位为分贝。增益、电压增益和功率增益 通常是可以互换的。公式如下：
输出功率 功率增益： 10lg Gain（dB） 输入功率
输出电压 电压（电流）增益： 20lg Gain（dB） 输入电压
P1dB
P1dB(1dB Compression)：1dB压缩点(P1dB)是输出功 率的性能参数。压缩点越高意味着输出功率越高。 P1dB是指与在很低的功率时相比增益减少1dB时的输 入(或输出)功率点。参见图，增益随输入功率变化的曲 线。注意当输入功率升高时增益是如何下降的。这是因 为在其最大输出功率时器件达到饱和，于是功率不能继 续上升。1dB压缩点可以在输入或输出定义。例如，如 果输出P1dB规范是+20dBm，则这个元件的输出功率 约为+20dBm。减小输出功率使之低于P1dB将减小失 真。
关于PA的几个参数及关系
2014-12-19
关于PA
功率放大器（英文名称power amplifier），简称“功放”，是 指在给定失真率条件下，能产生最大功率输出以驱动某一负载 （例如扬声器）的放大器。
关于PA的几个重要参数
Wave Band Frequency Gain P1dB
Power
放大器参数说明
放大器参数说明工作频率范围（F）：指放大器满足各级指标的工作频率范围。
放大器实际的工作频率范围可能会大于定义的工作频率范围。
功率增益（G）：指放大器输出功率和输入功率的比值，单位常用“dB”。
增益平坦度(ΔG)：指在一定温度下，在整个工作频率范围内，放大器增益变化的范围。
增益平坦度由下式表示（见图1）:图1ΔG=±（Gmax-Gmin）/2dBΔG：增益平坦度G max：增益——频率扫频曲线的幅度最大值三阶截点（IP3）：测量放大器的非线性特性，最简单的方法是测量1dB压缩点功率电平P1dB。
另一个颇为流行的方法是利用两个相距5到10MHz的邻近信号，当频率为f1和f2的这两个信号加到一个放大器时，该放大器的输出不仅包含了这两个信号，而且也包含了频率为mf1+nf2的互调分量（IM），这里，称m+n为互调分量的阶数。
在中等饱和电平时，通常起支配作用的是最接近基音频率的三阶分量（见图4）。
因为三阶项直到畸变十分严重的点都起着支配作用，所以常用三阶截点（IP3）来表征互调畸变（见图3）。
三阶截点是描述放大器线性程度的一个重要指标。
三阶截点功率的典型值比P1dB高10-12dB。
IP3可以通过测量IM3得到，计算公式为：IP3=P SCL+IM3/2；G min：增益——频率扫频曲线的幅度最小值噪声系数(NF)：噪声系数是指输入端信噪比与放大器输出端信噪比的比值，单位常用“dB”。
噪声系数由下式表示：NF=10lg(输入端信噪比/输出端信噪比）在放大器的噪声系数比较低（例如NF<1）的情况下，通常放大器的噪声系数用噪声温度（T）来表示。
噪声系数与噪声温度的关系为：T=（NF-1）T0 或 NF=T/T0+1T0-绝对温度（290K）噪声系数与噪声温度的换算表(见图2)1分贝压缩点输出功率（P1dB）：放大器有一个线性动态范围，在这个范围内，放大器的输出功率随输入功率线性增加。
这种放大器称之为线性放大器，这两个功率之比就是功率增益G。
功率放大器的分类及其参数
功率放大器的分类及其参数功率放大器（简称：功放）（Power Amplifier）功率放大器，顾名思义，是将功率放大的放大器。
进入微弱的信号，如话筒、VCD、微波等等送到前置放大电路，放大成足以推动功率放大器信号幅度，最后后级功率放大电路推动喇叭或其它设备，它最大的功用，是当成输出级（Output Stage）使用。
从另一个角度来看，它是在做大信号的电流放大，以达到功率放大的目的。
从广义上来说功率放大器不局限于音频放大，很多场合都会用到它，如射频、微波、激光等等。
功率放大器的分类：1、纯甲类功率放大器纯甲类功率放大器又称为A类功率放大器（Class A），它是一种完全的线性放大形式的放大器。
在纯甲类功率放大器工作时，晶体管的正负通道不论有或没有信号都处于常开状态，这就意味着更多的功率消耗为热量。
纯甲类功率放大器在汽车音响的应用中比较少见，像意大利的Sinfoni高品质系列才有这类功率放大器。
这是因为纯甲类功率放大器的效率非常低，通常只有20-30%，音响发烧友们对它的声音表现津津乐道。
2、乙类功率放大器乙类功率放大器，也称为B类功率放大器（Class B），它也被称为线性放大器，但是它的工作原理与纯甲类功率放大器完全不同。
B类功放在工作时，晶体管的正负通道通常是处于关闭的状态除非有信号输入，也就是说，在正相的信号过来时只有正相通道工作，而负相通道关闭，两个通道绝不会同时工作，因此在没有信号的部分，完全没有功率损失。
但是在正负通道开启关闭的时候，常常会产生跨越失真，特别是在低电平的情况下，所以B 类功率放大器不是真正意义上的高保真功率放大器。
在实际的应用中，其实早期许多的汽车音响功放都是B类功放，因为它的效率比较高。
3、甲乙类功率放大器。
功率放大电路基础知识讲解
第三章功率放大电路第一节学习要求第二节功率放大电路的一般咨询题第三节乙类双电源互补对称功率放大电路第四节甲乙类互补对称功率放大器第一节学习要求：1．了解功率放大电路的要紧特点及其分类；2．熟悉常用功放电路的工作原理及最大输出功率和效率的计算；3．了解集成功率放大电路及其应用。
本章的重点：OCL、OTL功率放大器本章的难点：功率放大电路要紧参数分析与计算第二节功率放大电路的一般咨询题功放以获得输出功率为直截了当目的。
它的一个全然咨询题确实是基本在电源一定的条件下能输出多大的信号功率。
功率放大器既然要有较大的输出功率，所以也要求电源提供更大的注进功率。
因此，功放的另一全然咨询题是工作效率咨询题。
即有多少注进功率能转换成信号功率。
另外，功放在大信号下的失真，大功率运行时的热稳定性等咨询题也是需要研究和解决的。
一、功率放大电路的特点、全然概念和类型1、特点：(1)输出功率大(2)效率高(3)大信号工作状态(4)功率BJT的散热2、功率放大电路的类型(1)甲类功率放大器特点：·工作点Q处于放大区，全然在负载线的中间，见图5.1。
·在输进信号的整个周期内，三极管都有电流通过。
·导通角为360度。
缺点：效率较低，即使在理想情况下，效率只能到达50%。
由于有I CQ的存在，不管有没有信号，电源始终不断地输送功率。
当没有信号输进时，这些功率全部消耗在晶体管和电阻上，并转化为热量形式耗散出往；当有信号输进时，其中一局部转化为有用的输出功率。
作用：通常用于小信号电压放大器；也能够用于小功率的功率放大器。
(2)乙类功率放大器特点：·工作点Q处于截止区。
·半个周期内有电流流过三极管，导通角为180度。
·由于I CQ=0，使得没有信号时，管耗非常小，从而效率提高。
缺点：波形被切掉一半，严峻失真，如图5.2所示。
作用：用于功率放大。
(3)甲乙类功率放大器特点：·工作点Q处于放大区偏下。
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Gain
增益是表示放大器功率放大倍数,以输出功率同输入功率比值 的常用对数表示，单位为分贝。增益、电压增益和功率增益 通常是可以互换的。公式如下：
输出功率 功率增益： 10lg G ain （ dB ） 输入功率
输出电压 电压（电流）增益： 20 lg G ain （ d B ） 输入电压
P1dB
P1dB(1dB Compression)：1dB压缩点(P1dB)是输出功 率的性能参数。压缩点越高意味着输出功率越高。 P1dB是指与在很低的功率时相比增益减少1dB时的输 入(或输出)功率点。参见图，增益随输入功率变化的曲 线。注意当输入功率升高时增益是如何下降的。这是因 为在其最大输出功率时器件达到饱和，于是功率不能继 续上升。1dB压缩点可以在输入或输出定义。例如，如 果输出P1dB规范是+20dBm，则这个元件的输出功率 约为+20dBm。减小输出功率使之低于P1dB将减小失 真。
Power
Out Power：额定输出功率 额定输出功率就是正常条件下，最大的输出功率。 In Power：额定输入功率 额定输入功率就是正常条件下，最大的输入功率。
一般情况下输出功率和输入功率是不等的。
关于几个参数之前的关系
频率与波段：
Байду номын сангаас
频率与波段成反比，频率越低波长越长；频率越高波长 越短。
P1DB转换成功率公式如下：
10 lg （ 1000 P ） d B m
关于几个参数之前的关系
增益与P1DB与功率的关系： 1分贝压缩输出功率（P1dB）：放大器有一个线性动态 范围，在这个范围内，放大器的输出功率随输入功率线 性增加。随着输入功率的继续增加，放大器进入非线性 区，其输出功率不再随输入功率的增加而线性增加，也 就是说，其输出功率低于小信号增益所预计的值。通常 把增益下降到比线性增益低1dB时的输出功率值定义为 输出功率的1dB压缩点，用P1dB表示。典型情况下， 当功率超过P1dB时，增益将迅速下降并达到一个最大 的或完全饱和的输出功率，其值比P1dB大3-4dB。
Frequency
定义：物质在1秒内完成周期性变化的次数叫做频率， 常用f表示，单位为HZ。
F 1
t
换算：物理中频率的基本单位是赫兹（Hz），简称赫， 也常用千赫（kHz）或兆赫（MHz）或吉赫（GHz）做单 位。1kHz=1000Hz，1MHz=1000000Hz 1GHz=1000MHz。
关于PA的几个参数及关系
2014-12-19
关于PA
功率放大器（英文名称power amplifier），简称“功放”，是 指在给定失真率条件下，能产生最大功率输出以驱动某一负载 （例如扬声器）的放大器。
关于PA的几个重要参数
Wave Band Frequency Gain P1dB
Power
Wave Band