1.2电路结构选择及比较
小信号S参数可以用于甲类放大器的设计,也就是要求信号的放大基本限制在晶体管的线性区域。然而,涉及到大功率放大器时,由于放大器工作在非线性区,所以小信号通常近似无效。此时必须求得晶体管的大信号S参数或阻抗,以得到合理的设计效果。
一般说来,甲类工作状态失真系数最小,具有良好的线性度。但是在大功率应用情况下,由于甲类工作状态的效率低(50%)而不适用。采用甲乙类推挽放大器的电路形式,可以得到与甲类放大器相近的线性指标。
推挽电路形式由两个独立且无任何内部连接的单管放大器构成,通过两个巴伦进行功率的矢量分配与合成。由于巴伦本身具有变阻的特点,因此大大降低了变阻比带来的阻抗匹配的困难,且巴伦对于偶次谐波具有很好的抑制作用。但是由于巴伦两边间隔过小,两路相互影响较大,所以应用巴伦结构的放大器稳定性较差,且该电路的输入和输出驻波比较差。本文采用平衡放大器的形式,结构如图1所示。其工作原理与巴伦结构的电路相似,但是由于3dB电桥的应用,使得两路射频信号之间隔离较好,有利于两个端口的匹配。相对于单管放大器结构,其优点如表1。

表1
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1.3匹配网络设计
由于MRF373没有提供内匹配,所以要在放大电路中构建匹配网络。数字电视反射系统中的放大电路工作在470MHz~860MHz,需要在宽频带范围内实现阻抗匹配。宽带放大器匹配电路设计的基本思想是:在放大器的输入输出及级间都采用电抗匹配网络进行多级阻抗变换。该网络只起匹配作用,不额外损耗功率,可以保证最大的传输系数,对器件特性起均衡作用,并可以满足系统所
需要的带宽要求。使用器件的IV曲线或者通过输出功率、工作电压等参数可以确定负载RL。为使输出功率最大,用RL表示器件的内部漏极负载,以此作为输出匹配电路的目标。如果一个网络对一个复阻抗有最佳匹配,则网络的输出阻抗等于负载阻抗的复数共轭值。现在的负载阻抗是纯实数RL,所以最佳输出匹配电路反映到器件漏极负载的阻抗是RL的复数共轭值,即:RL=(VDD-VDS(SAT))2/2P
其中VDD是工作电压,VDS(SAT)是拐点电压,P是输出功率。
根据上式可以算出,MRF373的RL大约为6Ω。