如何制作射频放大器？

电路用了极少的元件,只有4只,就组成了一只微型无线调频话筒,工作频率较稳定,发射距离大于10米,1.5V供电时,电流小于0.5mA,这样节能的话筒还少见,3V供电时距离可达30米。这套电路是无限电子制作网站长在就读上饶师范时组装使用过的,能在走廊这头通向另一头,足足有20米远实现我们一群爱好者的调频梦,现在我很是怀念那段实践的日子,特奉献给大家 。。 BG与L及三极管结电容组成高频振荡电路三极管的结电容约有2~3P,要使频率落在FM范围内,线圈应在直径5mm芯一绕7圈,电容话筒受话时的振动调制着高频信号产生频偏,实现调频。其发射距离与发射管工作电流大小有关,电阻不能先得太大也不能太小,在300~500欧之间,功率不足1毫瓦。 选择BG时,管子的fT必须大于300MHz,如用2SC3357高频管,则频率更为稳定,距离也会更远些。电感L分作两个线圈来绕制,但绕向必须相同,L1用直径0.5mm漆包线在直径5mm骨架上绕4匝,L2绕3匝。天线可用10cm长的软导线,使用时手摸天线会影响频率为变化。在固定地点用时则非常稳定。爱好者按图制作时请一定选好三极管,因为每只三极管的bc结的结电容都不一样,按图做好的无线话筒发射频率会在一个大的频率范围内,要随时调动线圈的间距,或在bc结并上5 -15P的小电容来调试,效果更好,更易调好。如果你的参数选得好,这个话筒一装好就可以正常工作。 本电路可装入小瓶盖内,还可以装在笔套内,电池用A13号电池或更小号的,但注意用小容量电池时加一开关。 小功率调频广播发射机电路（1000M）笔者采用手头现有的元器件，综合参考<<北京电子报>>等报刊相关的制作文章，做了一台远距离调频广播发射机，工作于88－－108MHZ频段内，业余时间用来播放音乐。 电路原理现见附图。图(1) 为电源部分，将市电降压整流后再加以稳压，获得稳定的12V直流电供射频电路使用。射频电路由高频振荡器、缓冲放大器、末级功率放大器及天线组成。高频振荡器用来产生载频信号，频点落在88--108MHZ内，并完成频率感量即可改变发射频率。射频信号由VT1的发射极输出，送到VT2、L2、C22、R4等组成的缓冲放大器进行功率提升，并可减轻末级放大电路对振荡器的影响。末级为高频率丙窄带放大，对射频功率再进一步放大，经C25耦合到发射天线向周围空间辐射。所驳接的音源若输出信号幅度过大时，需串入衰弱电阻，以免声音失真。 电路板可用敷铜板制作，布线时要注意分布电容影响。图中电容无单位标注的数字，一律以“pF”为单位，要和高频瓷片电容。VT1--VT3用超高频NPN型硅管，如9018,B>60、Icm=50mA.fr>=600MHZ.VT3还可用中功率发射管C2053、BF96S等，发射距离可能会更远。L1-L3用00.8mm的漆包线在04mm的螺丝笔上密绕4圈脱出而成。天线为拉杆天线，其长度为频率波长的1/4(或者1/2)。如发射频率为100MHZ时，天线长0.7m(或1.5m) 制作时应逐级安装。射频部分先装振荡器、缓冲器放大器、调节L1的匝间距离使频点落在无台处，用指针型万用表的黑表笔接触VT2的集电极，调节L2使指针偏转幅最大，（即功率最大）。若发现有打表现象，可将表笔缠绕在一起，直到不打表为止。再用同样方法调节L3，使末级输出功率最大。用FM收音机在距发射机10米以上的地方搜寻发射信号，大约估计出发射频率，再接上天线，适当调节长度，即可投入使用。 实测该机电源电压12V时（其实6－15V内均可正常工作，电压愈高，距离愈远），工作电流仅45mA左右，发射频率约104MHZ，将其置于三楼阳台，在无过高建筑物阻挡的情况下，用普及机（内部芯片CXA1019M)接收，距离竟达1000米。

射频放大器可分为高增益放大器、低噪声放大器、中-高功率放大器。放大器电路的核心是微波晶体管。

传输增益

功率放大器的传输增益是指放大器输出功率和输入功率的比值，单位常用“dB”（分贝）来表示。功率放大器的输出增益随输入信号频率的变化而提升或衰减。这项指标是考核功率放大器品质优劣的最为重要的一项依据。该分贝值越小，说明功率放大器的频率响应曲线越平坦，失真越小，信号的还原度和再现能力越强。

输出功率

功率放大器的功率指标严格来讲又有标称输出功率和最大瞬间输出功率之分。前者就是额定输出功率，它可以解释为谐波失真在标准范围内变化、能长时间安全工作时输出功率的最大值；后者是指功率放大器的“峰值”输出功率，它解释为功率放大器接受电信号输入时，在保证信号不受损坏的前提下瞬间所能承受的输出功率最大值。

在发射系统中，射频末级功率放大器输出功率的范围可小到毫瓦级（便携式移动通信设备）、大至数千瓦级（发射广播电台）。为了要实现大功率输出，末级功率放大器的前级放大器单路必须要有足够高的激励功率电平。显然大功率发射系统中，往往由二到三级甚至由四级以上功率放大器组成射频功率放大器，而各级的工作状态也往往不同 。

根据对工作频率、输出功率、用途等的不同要求，可以用晶体管、FET、射频功率集成电路或电子管作为射频功率放大器 。

在射频功率方面，目前无论是在输出功率或在最高工作频率方面，电子管仍然占优势。现在已有单管输出功率达2000kW的巨型电子管，千瓦级以上的发射机大多数还是采用电子管 。

当然，晶体管、FET也在射频大功率方面不断取得新的突破。例如，目前单管的功率输出已超过100W，若采用功率合成技术，输出功率可以达到3000W 。

效率

效率是射频功率放大器极为重要的指标，特别是对于移动通信设备。定义功率放大器的效率，通常采用集电极效率ƞc和功率增加效率PAE两种方法 。

线性

1.衡量射频功率放大器线性度的指标有三阶互调截点（IP3）、1dB压缩点、谐波、邻道功率比等。邻道功率比衡量由放大器的非线性引起的频谱再生对邻道的干扰程度 。

2.由于非线性放大器的效率高于现行放大器的效率，射频功率放大器通常采用非线性放大器。但是分线性放大器在放大输入信号的放大的同时会产生一系列的有害影响。

3.从频谱的角度看，由于非线性的作用，输出信号中会产生新的频率分量，如三阶互调分量、五阶互调分量等，它干扰了有用信号并使被放大的信号频谱发生变化，即频带展宽了 。

4.从时域的角度，对于波形为非恒定包络的已调信号，由于非线性放大器的增益与信号幅度有关，因此使输出信号的包络发生了变化，引起了波形失真，同时频谱也发生了变化并引起了频谱再生现象。对于包含非线性电抗元件（如晶体管的极间电容）的非线性放大器，还存在使幅度变化转变为相位变化的影响，干扰了已调波的相位 。

5.非线性放大器的所有这些影响对移动通信设备来说都是至关重要的。因为，为了有效地利用频率资源和避免对邻道的干扰，一般都将基带信号通过相应滤波器形成特定波形，以限制它的频带宽度，从而限制调制后的频带信号的频谱宽度。但这样产生的已调信号的包络往往是非恒定的，因此非线性放大器的频谱再生作用使发射机的这些性能指标变差 。

6.非线性放大器对发射信号的影响，与调制方式密切相关。不同的调制方式，所得到的时域波形是不同的，如用于欧洲移动通信的GSM制式，该制式采用了高斯滤波的最小偏移键控（GMSK），是一种相位平滑变化的恒定包络的调制方式，因此可以用非线性放大器来放大，不存在包络失真问题，也不会因为频谱再生而干扰邻近信道 。

7.但对于北美的数字蜂窝（NADC）标准，采用的是偏移差分正交移相键控调制方式，已调波为非恒定包络，它就必须用线性放大器放大，以防止频谱再生 。

杂散输出与噪声

对于通过天线双工器公用一副天线的接收机和发射机，如果接收机和发射机采用不同的工作频带，发射机功率放大器产生频带外的杂散输出或噪声若位于接收机频带内，就会由于天线双工器的隔离性能不好而被耦合到接收机前端的低噪声放大器输入端，形成干扰，或者也会对其他相邻信道形成干扰 。

因此必须限制功率放大器的带外寄生输出，而且要求发射机的热噪声的功率谱密度在相应的接收频带出要小于-130dBm/Hz，这样对接收机的影响基本上可以忽略 。

现代的无线通信中，射频设备的使用相当普及，而射频放大器在设备中起粉至关重要的作用，放大器中有关功率参数的测t也引起相当的重视，而在实际的研发生产中对功率参数的理解和应用存在一定的误解，下面就一个放大器的特性来说明相关功率参数的含义和应用 。

在描述一个放大器时，基本的参数有增益和最大输出电平(功率)。为对增益有较为准确的描述，引人线性特性的参数来衡t，通常用ldB压缩点对应输人功率和线性垠小输人电平来表示，两者之差就是放大器的输人动态范围。对于ldB压缩点，在GSM直放站标准YD汀952一1998中是这样描述的:ldB压缩点输出功率是指放大器在增益下降ldB时，对应此时的输人功率，用图示方法表示是指当时的实际输出功率比理想的线形放大器对应的输出功率小ldB 。

为进一步描述线性度.还有一个指标就是增益步长误差，表示的是当输人变化单位信号强度时输出是否也变化相同的大小 。

一个实际的放大器，由于物理特性和噪声的影响，当输人电平太小时不能保持有线性状态.因此引人最小输出电平的概念.通常认为输出比噪声电平高3dB时对应的输人电平为最小输人电平。放大器的输出噪声功率为:P=kTBGF 。

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