24小时联系电话:18217114652、13661815404
中文
技术专题
电路设计放大器中的谐波匹配
电路设计如何从放大器输出中在PCB级或封装级创建所需的波形？
输入谐波终端。通过添加或去除一些谐波成分，可以使用这种简单的技术来设计功率放大器的输出波形。执行此操作的标准方法是利用功率放大器电路的输入或输出上的传输线谐振。这样可以调整放大器输出中的不同谐波，以产生所需的波形。以下是利用传输线谐振作为谐波终端的一部分的方法。
附加谐波从何而来？
回答这个问题需要对放大器中使用的晶体管以及它们如何在频域中成形波形有一些基本的了解。不同的放大器类具有不同的拓扑，并且可以在饱和状态或接近饱和状态下运行。下图显示了由具有一定直流偏移的正弦波驱动时，不同放大器类别的一些理想输出波形。
打算在线性范围内驱动的一个放大器类别是A类放大器，其中输出只是输入正弦波的放大版本。理想情况下，输出中没有额外的谐波含量。可以将AB，B和C类视为经过整流的线性输出，但可以将正极性和负极性信号重新组合以重建输入正弦波。
较高的等级（D至T）设计为输出初始输入正弦波形，以及一些附加的谐波含量。有两种方法可以产生这种额外的谐波含量：
添加一些额外的输入谐波成分（例如，具有方波或锯齿波的源），并以线性方式运行放大器。在这种情况下效率会降低。
在高度饱和的状态下运行放大器。这将产生一些更高阶的谐波含量，从而在输出中提供很高的理想化效率。
用于某些RF产品的功率放大器，例如J类和F类功率放大器，在某些直流偏移的饱和状态下会大量运行，并且额外的谐波含量可提供更高的有效效率。波形整形是通过在特定频率下提供谐振并从输出中去除某些频率来执行的。这是谐波终端的中心理想。
使用传输线和LC电路进行谐波端接
如果您可以控制放大器输出中无限数量的谐波，那么放大器的效率将接近100％。实际上，强控制仅在特定谐波下可行，并且仅某些输出谐波将占主导地位。使用串联或振荡LC电路是在输出频谱中特定谐波处产生谐振的有效方法。基波谐波的整数倍（偶数或奇数）也可以使用具有定义的特征阻抗的短路传输线来控制。
使用串联和/或储罐LC电路
从栅极输入端到地面或从输出端到地面放置一个串联LC电路作为并联元件，将在特定频率下产生谐振。换句话说，该频率下的阻抗将为零，因此电流将接地短路。如果使用LC谐振电路，则所需频率下的阻抗将是无限的。这些电路提供了一种通过增强或消除正弦输谐波来调谐输出波形的简单方法。
对于谐波而言，二阶和三阶谐波最为重要，因为它们将具有很高的强度，因此，对于这些特定频率，必须将任何LC电路设计为带通或带阻滤波器，作为谐波终止的一部分。请注意，连接到负载的线也是传输线，需要设计为具有所需的特性阻抗。入的特定使用谐振传输线
在这种策略中，目标是设计一条传输线，该传输线的长度应能在特定频率下产生强烈的共振。这是通过考虑线路的输入阻抗来完成的。可以将第n次谐波看到的输入阻抗写为谐波数n的函数：
如果将线路放置为并联元件，则您的目标是进行调整，以使所需谐波处的输入阻抗为无穷大或零。相同的条件将适用于下一个更高的偶数或奇数谐波。尽管需要包括负载阻抗，但相同的想法适用于晶体管输出和负载之间的串联线。