模块3.1功率放大器的测试
功率放大器主要指标测试方法
一、功率/1dB压缩点测试
功率计测试框图4：
小功率负载
波导大功率负载
信号源
功率放大器
波导耦合器 功率计探头
注意事项： 1、信号源输出功率包含-10dBm~+15dBm，具有脉冲信号调制； 2、功率放大器输出通过大功率射频电缆连接大功率耦合器和大功率负载； 3、耦合器及负载的承载功率和频段需要与功放的最大频率一致。 4、功率计需要使用连续波功率计或者雷达脉冲功率计，频率上限覆盖功放 的频率。耦合器为40dB或者50dB满足耦合端不损坏功率计为原则。
有用信号
杂散 f1
杂散
f0
f2
频率
三、输出失真(谐波, 交调, 杂波)
失真测试框图：
小功率负载
波导负载
信号源
功率放大器
波导耦合器
频谱分析仪
注意事项： 1、信号源输出功率包含-10dBm~+15dBm，具有连续波/脉冲信号调制； 2、功率放大器输出通过大功率射频电缆连接大功率耦合器和大功率负载； 3、耦合器及负载的承载功率和频段需要与功放的最大频率一致。 4、频谱仪至少需要覆盖功放最大频率。功率标记点分别测试主信号和其 他谐波或交调等杂散信号。
二、增益及带内平坦度测试
增益测试框图：
小功率负载
波导负载
信号源
功率放大器
波导耦合器
频谱分析仪
注意事项：
1、信号源输出功率包含-10dBm~+15dBm，具有连续波/脉冲信号调制；
2、功率放大器输出通过大功率射频电缆连接大功率耦合器和大功率负载；
3、耦合器及负载的承载功率和频段需要与功放的最大频率一致。
反射特性测量是通过测试被测件的反射损耗，或测出被测件的反射系数、 电压驻波比，反映端口的匹配情况。 回波损耗 LR、反射系数ρ、电压驻波比S 三者的关系如下：
LTK5128_F类3.1W_音频功率放大器
⏹ 管脚说明及定义LTK5128建议使用在单节锂电方案中，因功放芯片在动态播放中，瞬态电流也不停变动，在动态播放时 可能会产生电源电压尖峰，因此LTK5128不建议使用在升压或USB-5V 供电方案中。
如用到升压、USB-5V 供电时，请使用高耐压、高性能版本LTK5129。
Bottom View⏹基本电气特性⏹ 性能特性曲线图1：Input Amplitude VS. Output Amplitude图2：THD+N VS .Output Power Class_D1010010001000010100100010000O u t p u t A m p l i t u d e (m V r m s ) Input Voltage Amplitude （mVrms ）VDD=5V RL=4Ω+33uH Class_DInput Amplitude VS Output Amplitude图3：THD+N VS .Output Power Class_D图4：THD+N VS. Output Power Class_AB图5：Frequency VS.THD+N0.010.11101000.1110T H D +N %Output Power （W ）VDD=5V RL=4Ω+33uH Claas_D VDD=4.2V RL=4Ω+33uH Claas_D VDD=3.8V RL=4Ω+33uH Claas_DTHD+N VS Output Power0.010.11101000.1110T H D +N %Output Power （W ）VDD=5V RL=4Ω+33uH Claas_AB VDD=4.2V RL=4Ω+33uH Claas_AB VDD=3.8V RL=4Ω+33uH Claas_ABOutput Power VS THD+N%0.010.1110100100010000T H D +N （%）Frequency(HZ)VDD=5V PO=1W RL=4Ω+33uH Class_DTHD+N VS Frequency-6-5-4-3-2-1012310100100010000G a i n （d b ）Frequency(HZ)VDD=5V RL=4Ω Class_DFrequency ResponseSD 管脚是芯片使能脚位。
功率放大器计量标准
功率放大器计量标准功率放大器计量标准是用于对功率放大器进行测试和评估的一组规范和方法。
在电子通信、无线电传输和音频放大器等应用中，功率放大器被广泛使用。
首先，功率放大器计量标准需要规定测试所需的仪器设备。
常用的测试设备包括功率计、频谱分析仪、网络分析仪等。
这些设备需要能够准确地测量功率放大器的输入功率、输出功率、增益、谐波失真等参数。
其次，功率放大器计量标准需要明确测试的步骤和方法。
一般来说，首先需要将功率放大器与测试设备连接好，并进行校准，确保测试结果的准确性。
接下来，可以按照一定的输入功率范围，分别进行输入功率和输出功率的测试。
测试过程中，需要记录每个功率级下的输出功率、增益、功率增益的线性度等参数。
此外，还需要对功率放大器的谐波失真进行测试，以评估其信号质量。
第三，功率放大器计量标准需要规定评估指标和标准。
根据不同的应用需求，评估指标可以包括功率放大器的功率增益、线性度、谐波失真等。
对于特定应用来说，还需要根据相关的行业标准或规范进行评估。
在实际测试中，还需要注意一些常见的问题和误差。
例如，功率放大器的温度对测试结果会有影响，因此需要在测试过程中进行温度补偿。
同时，还需要注意测试所处的环境条件，避免电磁干扰等外界因素对测试结果的影响。
最后，功率放大器计量标准还需要规定测试结果的记录和报告。
测试结果应该包括所测参数的数值、误差范围、测试条件等信息，以便后续的数据分析和对比。
此外，还需要对测试结果进行分析和评估，以确定功率放大器是否符合规定的标准和要求。
总而言之，功率放大器计量标准是对功率放大器进行测试和评估的一组规范和方法。
它规定了测试所需的仪器设备、测试步骤和方法、评估指标和标准，以及测试结果的记录和报告等内容。
遵循这些标准可以确保功率放大器的性能和质量，从而满足各种应用的需求。
中航津电杯 南京航空航天大学第九届校电赛 A题 低频信号调理电路 一等奖兼最佳工程实践奖 作品报告
编号南京航空航天大学作品设计报告题目低频信号调理电路学生姓名林怡等学号031220708学院自动化学院专业电气工程与自动化班级0312207、205指导教师无二〇一四年十一月南京航空航天大学本科设计作品报告（论文）诚信承诺书本人郑重声明：所呈交的电子电路设计报告（论文）（题目：低频信号调理电路）是本人独立进行研究所取得的成果。
尽本人所知，除了作品设计报告（论文）中特别加以标注引用的内容外，本作品设计报告（论文）不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
作者签名：年月日（学号）：低频信号调理电路设计摘要本作品为第九届“中行津电杯”南京航空航天大学校电子电路设计竞赛A题作品，提供了主要基于TI模拟器件的解决方案。
作品按题目要求，主要由五个子模块级联实现。
放大器模块实现程控增益与自动增益控制功能，核心元件采用VCA810压控增益放大器，开环控制，软件校正，由单片机控制DAC7811产生电压，实现0-60dB的程控增益调节，步进精度为1/1536dB；AGC采用OPA820比较、检波实现闭环控制，纯模拟电路方案实现高速AGC功能。
滤波器模块采用TL084通用运算放大器，利用继电器实现3路低通、3路高通、1路带通共计7路独立有源滤波器的切换。
功放模块采用TDA2050，实现甲乙类OCL互补推挽功率输出。
电源模块采用精度高、噪声小的线性电源解决方案，可采用220V AC单独供电。
控制核心模块采用MSP430F5529单片机，低功耗，高可靠性，同时实现了频率测量功能。
软件方面，实现了基于时间片轮转调度算法实现的微型控制系统，并设计了GUI界面，美观实用，代码清晰，运行快速，控制准确。
总体而言，作品较好实现了题目要求，同时成本较低，可靠性高。
关键词：低频信号，程控增益，程控滤波A Design of Low-frequency Signal Processing CircuitAbstractThe following design is a solution to NO.A problem in 2014 NUAA Electrical Circuit Design Competition. The article describes a solution mainly based on analog devices provided by Texas Instruments. Five modules are included in the work. Signal Amplifier Module can be used as a programmable gain amplifier (PGA) or an automate gain controller (AGC).The core device, VCA810 and DAC7811 are used to achieve PGA function in an open-loop system with software compensation.A programmable gain ranging from 0 to 60db is available while the controlling step is up to 1/1536dB. High-speed AGC function is realized by OPA820 which is used as a comparator in a closed-loop system. Filter Module made up of 3 LPF, 3 HPF and 1 BPF, which are switched by relays, employs TL084 to work for active filters’ realization. A Class-AB OCL Power Amplifier works well using TDA2050. Power Source Module is designed as a linear power source which features high precision and low noise. Controller Module uses MSP430F5529 as the controlling core, which consumes quite low power while provides high reliability. A software control system based on round-robin algorithm is also included in the work. Overall, the low-cost system works well to solve the problem.Key Words：Low-frequency signal, Programmable Gain Amplifier, Automate Gain Controller目录摘要 (4)Abstract (5)第一章系统方案 (8)1.1 比较与选择 (8)1.1.1 程控增益放大 (8)1.1.2 自动增益控制 (8)1.1.3 程控滤波器 (8)1.1.4 功率放大 (9)1.1.5 控制核心 (9)1.1.6 幅值检测、频率测量 (9)1.1.7 电源 (10)1.1.8 软件 (10)1.2 方案描述 (10)第二章理论分析与计算 (12)2.1程控增益放大 (12)2.2自动增益控制 (13)2.2程控滤波器 (14)2.2功率放大 (14)第三章软硬件设计 (15)3.1 硬件设计 (15)3.1.1 放大器模块 (15)3.1.2 滤波器模块 (17)3.1.3 功放模块 (17)3.1.4 幅值检测、频率测量模块 (18)3,1,5 控制核心模块 (19)3.1.6 电源模块 (20)3.2 软件设计 (21)3.2.1 主程序设计与框架 (21)3.2.2 各硬件模块程序设计 (12)第四章测试方案与测试结果 (28)4.1 测试方案及测试条件 (28)4.2 测试结果完整性 (28)4.3 测试结果分析 (28)第五章总结与展望 (29)参考文献 (29)致谢 (30)附录 (31)A1 放大器模块原理图 (32)A2 滤波器模块原理图 (33)A3 功放模块原理图 (34)A4 幅值检测、频率测量模块原理图 (35)A5 控制核心模块原理图 (36)A6 电源模块原理图 (37)A7 各模块PCB图 (38)A8 实物照片 (39)第一章系统方案1.1 比较与选择本节简述作品中各模块实现的核心芯片选型，并简述软件开发方案。
低噪声放大器 测试方法
低噪声放大器测试方法1.引言1.1 概述低噪声放大器是一种在电子设备中广泛应用的重要组件，其主要功能是放大输入信号并保持较低的信号噪声水平。
在很多应用领域中，特别是在通信系统、雷达系统和传感器等领域中，低噪声放大器的性能对整个系统的工作稳定性和灵敏度起着至关重要的作用。
低噪声放大器的设计目标是在尽可能放大输入信号的同时，尽量减少额外的噪声引入。
这就要求设计人员在选择合适的材料、电路拓扑和组件参数时，综合考虑放大器的增益和噪声性能。
为了确保低噪声放大器的工作稳定性和可靠性，需要对其进行严格的测试和评估。
本文将介绍低噪声放大器测试的方法。
首先，我们将详细讨论测试方法的选择标准，包括测试设备的选择、测试环境的搭建以及测试参数的设置等。
然后，我们将介绍常用的低噪声放大器测试方法，包括噪声系数测试、增益测试和输入输出阻抗测试等。
针对每种测试方法，我们将详细介绍其原理、测试步骤以及数据分析方法。
通过本文的学习，读者将能够全面了解低噪声放大器测试的方法和技巧，能够准确评估和验证低噪声放大器的性能。
同时，本文还将提供一些实用的测试经验和建议，帮助读者在实际应用中更好地设计和应用低噪声放大器。
综上所述，本文旨在为读者提供关于低噪声放大器测试方法的详细介绍，帮助读者掌握低噪声放大器测试的技巧，提高低噪声放大器的设计和应用水平。
1.2 文章结构文章结构的设计是为了让读者能够清晰地了解整篇文章的组织和内容安排。
本文的结构主要包括引言、正文和结论三个部分。
引言部分（1.1）首先会对低噪声放大器进行概述，介绍该技术的基本概念和应用领域。
接下来，会简要介绍文章的结构，包括每个部分的内容和组织方式。
最后，会明确本文的目的，即介绍低噪声放大器的测试方法。
引言部分的目的是引起读者的兴趣，提供一个整体的框架，帮助读者了解本文的主要内容。
正文部分（2.1和2.2）是本文的重点，将详细介绍低噪声放大器的定义、重要性和基本原理。
在2.1部分，会详细解释低噪声放大器的概念，并探讨其在实际应用中的重要性和优势。
gan功率放大器考核标准
GAN功率放大器考核标准
一、功率输出
1. 测试频率范围：在规定的频率范围内，测试功率放大器的输出功率。
2. 测试条件：在额定电压和额定电流下进行测试。
3. 精度要求：在规定频率范围内的输出功率应达到额定输出功率的90%以上。
二、线性度
1. 测试方法：采用调制信号进行测试，观察功率放大器的幅频响应和相频响应。
2. 测试条件：在额定电压和额定电流下进行测试。
3. 精度要求：在规定频率范围内的线性度误差应不大于5%。
三、效率
1. 测试方法：测量功率放大器在输出指定功率时的功耗。
2. 测试条件：在额定电压和额定电流下进行测试。
3. 精度要求：在满负载情况下，效率应不低于60%。
四、噪声性能
1. 测试方法：在规定频率范围内测量功率放大器的噪声系数。
2. 测试条件：在额定电压和额定电流下进行测试。
3. 精度要求：噪声系数应不大于1dB。
五、动态范围
1. 测试方法：测量功率放大器在最小信号和最大信号之间的动
态范围。
2. 测试条件：在额定电压和额定电流下进行测试。
3. 精度要求：动态范围应不小于40dB。
六、稳定性
1. 测试方法：长时间运行功率放大器，观察其输出功率和线性度的变化。
2. 测试条件：在额定电压和额定电流下进行测试。
3. 精度要求：长时间运行后，输出功率和线性度的变化应不大于5%。
七、温度特性
1. 测试方法：在不同温度下测量功率放大器的性能指标。
2. 测试条件：在额定电压和额定电流下进行测试，并分别在高低温度条件下进行测试。
声频功率放大器基本参数测试方法
声频功率放大器基本参数测试方法旋钮设置：音量旋钮最小，ECHO最小，其余置中。
各声场处理关闭，静音取消。
额定条件：功放机电源为额定（AC 220V），输入信号为额定源电动势（500MV/1KH Z 600Ω）。
输出负载为额定负载8Ω，输出功率为额定功率（技定）。
(MIC的额定源电动势为50MV/1KHZ，600Ω。
)正常工作条件：将放大器置于额定条件下，把输入信号(额定源电动势)衰减10DB。
1.静太中点电压测量：在通电情况下不接输入和输出，用数字万用表直流200MV检测输出对地电压值。
2.最大噪声电平（MV）：输入0信号，音量至最大，输出接额定负载8Ω，用毫伏表测输出电平。
3.信号比（DB）：额定条件下将输入信号降为0V（接短接插），用毫伏表测试输出电平与额定输出电平之差（可直接读出DB值）。
4.增益差（DB）：正常工作条件下，调音量电位器从最大odB计调至最小—46dB。
此过程中毫伏表L/R的最大差值（dB）。
5.输出功率（W/V）：额定条件下L/R输入500MV/1KHZ同相信号，主声道输出失真为1%时输出功率为主声道功率。
中置输出失真1%之功率为中置功率。
R/L输入500MV/1KHZ反相信号（模拟），或AC-3直接输入500MV/1KHZ同相信号，环绕输出失真1%之功率为环绕功率。
6.分离度（DB）：L或R输入500MV/1KHZ信号，示波器最大不失真输出。
再把L或R输入信号去掉，接上10KΩ对地电阻，从毫伏表读出L/R的差值。
7.频响：放大器置正常工作条件下，再把信号限至10K，16K，100HZ，40HZ时，看输出与1KHZ时之差值dB，中置环绕依据技术要求而定。
8.音调范围：正常工作条件下，输出2.5V再把信号频率限至100HZ，10KHZ调整BASS/TREBLE电位器，从毫伏表上看其最大提升和衰减值（与旋钮中点值相比）。
（数码调节类似）9.灵敏度：音量开至最大，输入信号1KHZ，幅度由小到大至示波器最大不失真输出止，再用毫伏表测输入信号的幅度。
项目3功率放大器的测试与应用设计
•功率放大器的特点及主要指标
一、功率放大器的特点 •1、要求输出功率(Output power)尽可能大 PO •Po =UI •功率放大器的主要要求之一就是输出功率要大。因此管子往 往在接近极限运用状态下工作。
•2、效率(Efficieny)要高(省电)
• 功率放大器的效率是指负载上得到的输
出功率PO与电源供给的直流功率PV之比
➢ 三种工作状态 •甲类：一个周期内均导通 •乙类：导通角等于180° •甲乙类：导通角大于180° •丙类：导通角小于180°
降低静态功耗，即减小静态电流
• 任务3-1-2 乙类互补对称
•
电路的特性测试
•做一 做
•任务3-1-２ 乙类互补对称电路的特性测试
•① 按图画仿真电路。
• ② 使ui=0，测量两管集电极静态工 作电流，并记录：
•集成功率放大器
➢ 输出功率发展变革 •25W的厚膜集成功率放大器
•10W以上的中功率放大器
•1W的小功率放大器
•集成功率放大器
➢ 电路结构发展变革 •单声道的单路输出集成功率放大器
•双声道立体声的二重双路输出集成功率放大器
•集成功率放大器
➢ 电路功能发展变革 •一般的OTL功率放大器集成电路
由一对NPN、PNP特性相同 的互补三极管组成，采用正、 负双电源供电。种电路也称为 OCL互补功率放大电路。
•一、乙类双电源互补对称功率放大电路的电路组成 •2. 工作原理
• 两个三极管在信号一个正 、负半周轮流导通，使负载得 到一个完整的波形。
•一、乙类双电源互补对称功率放大电路的电路组成 •3. 分析计算
•能否自己做一功放音响？
•音响俱乐 部
•
•
功率放大器实验报告
一、实验目的1. 理解功率放大器的基本原理和组成。
2. 掌握功率放大器的性能指标及其测量方法。
3. 学习功率放大器在实际电路中的应用。
4. 培养动手能力和分析问题、解决问题的能力。
二、实验原理功率放大器是一种将输入信号放大到足够大的功率以驱动负载的电子电路。
它主要由输入级、中间级和输出级组成。
输入级用于放大输入信号，中间级用于对信号进行进一步的处理，输出级则将信号放大到足够的功率以驱动负载。
功率放大器的主要性能指标包括输出功率、效率、非线性失真、输入阻抗、输出阻抗等。
三、实验器材1. 功率放大器实验板2. 函数信号发生器3. 示波器4. 阻抗箱5. 负载电阻6. 电源7. 连接线四、实验步骤1. 连接电路根据实验板上的原理图，正确连接功率放大器实验电路。
包括连接输入级、中间级和输出级，以及连接信号发生器、示波器、阻抗箱、负载电阻和电源等。
2. 输入信号调节使用函数信号发生器产生一个合适的输入信号，并将其输入到功率放大器的输入级。
3. 观察输出波形使用示波器观察功率放大器的输出波形，分析输出波形的形状、幅度和失真情况。
4. 测量输出功率使用阻抗箱和负载电阻测量功率放大器的输出功率。
根据输出电压和电流，计算输出功率。
5. 测量效率使用功率计测量功率放大器的输入功率和输出功率，计算效率。
6. 测量非线性失真使用失真分析仪测量功率放大器的非线性失真。
7. 测量输入阻抗和输出阻抗使用阻抗箱测量功率放大器的输入阻抗和输出阻抗。
五、实验结果与分析1. 输出波形观察到的输出波形基本为正弦波，但存在一定的失真。
这是由于功率放大器在工作过程中，晶体管特性曲线的非线性引起的。
2. 输出功率测量得到的输出功率为XX瓦，符合实验要求。
3. 效率测量得到的效率为XX%，说明功率放大器的效率较高。
4. 非线性失真测量得到的非线性失真为XX%，说明功率放大器的非线性失真较小。
5. 输入阻抗和输出阻抗测量得到的输入阻抗为XX欧姆，输出阻抗为XX欧姆。
放大器的测量方法
放大器的测量方法放大器是一种电子设备，用于放大电信号，使其足以驱动扬声器或其他负载。
在测量放大器时，可以从多个方面进行评估。
下面将讨论一些常见的放大器测量方法。
首先，最基本的测量是电压增益。
电压增益是指输出电压与输入电压之间的比率。
测量电压增益时，首先需要一个电压源来提供输入信号。
通过在输入端施加一个特定的电压，并在输出端测量得到的电压，可以计算出电压增益。
其次，一个重要的测量指标是频率响应。
频率响应是指放大器在不同频率下的增益特性。
为了测量频率响应，可以使用频谱分析仪或信号发生器和示波器组合。
在输入端施加一系列不同频率的信号，并在输出端测量到相应的电压。
通过绘制输入频率与输出电压之间的关系曲线，可以得到放大器的频率响应特性。
第三，输出功率是另一个重要的测量指标。
放大器的输出功率是指放大器可提供给负载的最大功率。
为了测量输出功率，可以使用功率计或示波器来测量输出信号的功率。
通过改变输入信号的幅度，然后测量输出信号的功率，可以找到放大器的最大输出功率。
第四，失真是一个需要注意的因素。
失真会导致输出信号变得畸变，从而影响音质。
常见的失真类型包括谐波失真、交调失真等。
为了测量失真，可以使用频谱分析仪，通过测量输出信号中的谐波分量来评估失真程度。
此外，静态特性也是需要考虑的因素之一。
静态特性是指当没有输入信号时，放大器的输出电压和电流的稳定性。
常见的静态特性包括偏置电流和输出偏置电压等。
通过测量输出电压和电流，可以评估放大器的静态特性。
还有一些其他的测量方法，如输入/输出阻抗、噪声指标、互调失真等。
输入/输出阻抗是指放大器对输入和输出信号的阻抗匹配情况。
噪声指标评估了放大器引入到信号中的噪声水平。
互调失真是放大器在幅度调制和相位调制下产生的非线性失真。
综上所述，放大器的测量通常包括电压增益、频率响应、输出功率、失真、静态特性等多个方面。
通过综合考虑这些参数，可以评估放大器的性能和质量，从而选择适合的放大器应用。
功率放大器实验报告
功率放大器实验报告功率放大器实验报告引言：功率放大器是电子学中常见的一种电路，其作用是将输入信号的功率放大到更高的水平，以便驱动负载或者输出到其他电路中。
在本次实验中，我们将研究和测试不同类型的功率放大器电路，并分析其性能和特点。
一、实验目的本次实验的主要目的是：1. 理解功率放大器的基本原理和工作方式；2. 掌握不同类型功率放大器电路的设计和搭建方法；3. 测试和分析不同功率放大器的性能指标，如增益、频率响应等。
二、实验器材和方法1. 实验器材：- 信号发生器- 功率放大器电路模块- 示波器- 多用途电表- 负载电阻2. 实验方法：- 按照实验指导书的要求，搭建不同类型的功率放大器电路；- 调节信号发生器的频率和幅度，输入信号到放大器电路中；- 使用示波器和多用途电表测量输出信号的增益、频率响应等性能指标；- 记录实验数据并进行分析。
三、实验结果与分析1. 类A功率放大器：我们首先搭建了一个基本的类A功率放大器电路，并进行了测试。
通过调节信号发生器的频率和幅度，我们观察到输出信号的增益随着输入信号的变化而变化。
此外，我们还测试了该功率放大器的频率响应，发现在一定频率范围内，增益基本保持稳定。
2. 类B功率放大器：接下来，我们尝试搭建了一个类B功率放大器电路。
与类A功率放大器不同的是，类B功率放大器在没有输入信号时，输出电流为零。
通过测试，我们发现该功率放大器在输入信号较小的情况下，输出信号的失真较小，但在输入信号较大时，输出信号会出现明显的失真现象。
3. 类AB功率放大器：最后，我们设计了一个类AB功率放大器电路，并进行了测试。
与类A和类B 功率放大器相比，类AB功率放大器在输出信号的失真和效率方面取得了一定的折中。
通过测试，我们发现该功率放大器在输入信号较小时，输出信号的失真较小，而在输入信号较大时，输出信号的失真也相对较小。
四、实验总结通过本次实验，我们对功率放大器的基本原理和工作方式有了更深入的了解。
功率放大器和射频前端模块的测量
目录增益和输出功率使用功率计校准功率测量使用矢量网络分析仪测量增益回波损耗和反向隔离噪声系数噪声单位换算噪声系数测量基于校准噪声源的Y因子方法谐波互调失真互调失真理论IMD测量配置效率漏极效率功率放大器效率功率放大器（PA）是现代无线电中不可或缺的射频集成电路（RFIC）之一。
无论是作为分立元件还是集成前端模块（FEM）的一部分，PA会显著地影响无线发射机的性能。
例如，无线PA的附加功率效率（PAE）在很大程度上会影响移动设备的电池寿命，其线性度会影响接收机解调传输信号的能力。
分立元件与集成前端模块在GSM和UMTS等技术发展的早期，移动设备通常会为每个GSM和UMTS无线电配备独立的放大器。
然而，LTE和WLAN技术的出现以及更多无线电频段的使用推动了对集成化程度更高的射频前端技术的需求。
如今供应商正在尝试将更多设备封装到单个组件中，包括PA、低噪放大器（LNA），双工器和天线开关。
因此，现在射频测试工程师的任务通常是测试高度集成的前端模块（如图1所示），而非一个独立的PA。
尽管前端模块测试所需的测量与分立组件的测量基本相同，但是测试集成前端模块通常还需要额外的步骤来配置待测设备（DUT）。
WLAN前端模块图1. FEM通常将PA和LAN集成到同一个组件中在分析射频PA的性能特性时，工程师会采用各种测量和测试技术来了解设备的增益、线性度和效率。
在实际操作中，分析设备特性所需的具体测量取决于放大器的预期用途。
例如，尽管增益和效率等参数对于所有PA来说都很重要，但是用于无线通信传输的设备仍需要针对特定标准进行测量。
误差向量幅度（EVM）作为PA最重要的度量标准之一，就是用来衡量调制信号的质量，而相邻信道泄漏比（ACLR）是UMTS或LTE 射频最重要的测量参数之一。
增益和输出功率射频PA的两个重要特性是增益和输出功率。
增益用来表示设备输入功率与输出功率之间的关系。
通常当PA的增益在较宽的输入功率电平范围内维持相对恒定，但是当输出功率趋近于设备饱和区时，增益开始下降。
放大器的性能指标及测量方法
放大器的性能指标及测量方法1、放大器的性能指标 〔1〕静态工作点放大器的静态工作点是U BE 、I B 、I C 、U CE 。
一般只测量U BE 、I C 、U CE 三个参数。
〔2〕电压放大倍数 放大器的电压放大倍数ioV V V A 〔3〕输入电阻 〔4〕输出电阻 〔5〕最大动态范围 〔6〕通频带2、放大器性能指标的测试方法 以单管共射放大器电路说明。
〔1〕放大器静态工作点的调试与测量 ①静态工作点的调试放大器静态工作点的调试是指对管子集电极电流I C 〔或U CE 〕的调整与测试。
静态工作点是否适宜，对放大器的性能和输出波形都有很大影响。
如工作点偏高，放大器在参加交流信号以后易产生饱和失真，此时u O 的负半周将被削底，如图2－2〔a 〕所示；如工作点偏低那么易产生截止失真，即u O 的正半周被缩顶〔一般截止失真不如饱和失真明显〕，如图2－2〔b 〕所示。
这些情况都不符合图2-1单管共射放大器电路不失真放大的要求。
所以在选定工作点以后还必须进展动态调试，即在放大器的输入端参加一定的输入电压u i，检查输出电压u O的大小和波形是否满足要求。
如不满足，那么应调节静态工作点的位置。
〔a〕〔b〕图2-2 静态工作点对u O波形失真的影响改变电路参数U CC、R C、R B〔R B1、R B2〕都会引起静态工作点的变化，如图2－3所示。
但通常多采用调节偏置电阻R B2的方法来改变静态工作点，如减小R B2，那么可使静态工作点进步等。
图2－3 电路参数对静态工作点的影响最后还要说明的是，上面所说的工作点“偏高〞或“偏低〞不是绝对的，应该是相对信号的幅度而言，如输入信号幅度很小，即使工作点较高或较低也不一定会出现失真。
所以确切地说，产生波形失真是信号幅度与静态工作点设置配合不当所致。
如需满足较大信号幅度的要求，静态工作点最好尽量靠近交流负载线的中点。
②静态工作点的测量测量放大器的静态工作点，应在输入信号u i＝0的情况下进展，即将放大器输入端与地端短接，然后选用量程适宜的直流毫安表和直流电压表，分别测量晶体管的集电极电流I C以及各电极对地的电位U B、U C和U E。
功率放大器测试基本常识
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：mvID 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：W2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：％1KHz信号，输出额定电压时的失真度。
0.5％以下或按⼯程要求。
10.动态失真测试：单位：％输出额定电压时，先关本通道VR⾄最⼩，信号源按要求提升25或30dB,再调⼤本通道VR，输出10V（例），或按⼯程要求的电压值，波形不切波，看失真。
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10.5 V 1kHz 0Deg 0
0
V1
10 V 3
Q1
1
2N2923 2
Q2
R1
0
1.0k
结果表明，互补对称电路相对于甲类放大电路， 其效率_________（较高/较低）。
Po PV
%
2N3906 4
V2
10 V 0
读一读——乙类双电源互补对称功率放大电路 1. 电路组成 由一对NPN、PNP特性相同的 互补三极管组成，采用正、负双 电源供电。这种电路也称为OCL 互补功率放大电路。
分立元件与集成电路混合放大电路
按末级功率管的静态工作点可分为:
甲（A）类功率放大电路
静态电流足够大，输入信号在整个周期内都有集电极电流ic通过， 效率低，耗电大，失真小
乙（B）类功率放大电路
静态电流为零。效率高。有两只管子交替导电与截止。具有交越 失真和开关失真
甲乙（AB）类功率放大电路
有一定的静态电流，兼有甲、乙类优点。能克服交越失真，但无 法克服开关失真
0
0
V1
10 V 3
Q1
1
2N2923 2
V3
10.5 V 1kHz 0Deg
Q2
R1
0
1.0k
2N3906 4
V2
10 V 0
做一做——基本互补对称电路的仿真测试 测试程序： ① 按图画仿真电路。 ② 使ui=0，测量两管集电极静态工作电流， 并记录：
1
0
V110Biblioteka V 3Q1IC1=
，IC2=
VCC 20V 8.2k 2 1 10uF-POL 2N3393 3 10 V 1kHz 0Deg 10k 1.0k 0
做一做——BJT基本放大电路效率的仿真测试 测试程序： ① 按图画仿真电路。 ② 在输入为0时，观察示波器上的直流输出电压； 调整基极偏置电阻，使BJT的UCE =10V（VCC的一 半）。 ③ 在输入为0时，观察功率计上 C1 直流电源提供的总功率（不计基极偏 置电路的损耗功率，下同）PV，并记 V1 录：PV =____mW。 观察示波器上的输出电压幅度， 此时应有Uom =0，因此 2 1 U om Po mW 2 R3
1 VCC I C 2
2
0
VCC I cm sin td (t )
VCC I C 0 VCC I C
读一读——提高功率放大器效率的途径
降低静态功耗，即减小静态电流
三种工作状态 甲类：一个周期内均导通
乙类：导通角等于180° 甲乙类：导通角大于180° 丙类：导通角小于180°
使
2
Uom Uim VCC UCES VCC
Pomax
1 U 2 om VCC = 2 RL 2 RL
2
读一读——乙类双电源互补对称功率放大电路 3. 分析计算 （2）管耗PT 单个管子在半个周期内的管耗
uo 1 π PT1 = (VCC uo ) d( t ) 0 2π RL U omsin t 1 π (VCC U omsin t ) d( t ) 0 2π RL 2 U om 1 π VCCU om 2 ( sin t sin t ) d( t ) 0 2π RL RL 2 PT1m 0.2 Pom 1 VCCU om U om ( ) 选管依据之一 RL 4
BTL功率放大电路（平衡式无输出变压器电路）
由两组OTL或OCL组成，负载接在两组功放的输出端之间，输 出功率可达到OTL或OCL电路的2~3倍，保真度好。
按电路器件可分为:
分立元件功率放大电路
电路由分立元件构成，所用元件较多，电路设计严格，对称性 强，对元件要求严格
集成和厚膜功率放大电路
以集成和厚膜(指在基片上用印刷烧结技术所形成的厚度为几微米到 数十微米的膜层)电路为核心，配以较少外围元件。成本低、安装调试方 便、整机易商品化、保真高、音质好
8.2k 2 1
VCC
VCC 20V
Q1
Uim/V Uom/V
0
1
5
10
V1
10 V 1kHz 0Deg
10uF-POL
2N3393
R2
10k
3
R3
PV
Po
1.0k
Po PV
0
2 1 U om 2 R3
做一做——BJT基本放大电路效率的仿真测试 测试程序： 结论：对于射极输出器来说，随着输入电压Uim或输出功率Po 的增大，直流电源提供的总功率PV _____（同步增大/基本不变/同 步减小）；而效率 则______（同步增大 /基本不变/同步减小）。
二、功率放大器的类型
按电路形式可分为:
OTL功率放大电路（无输出变压器电路）
采用一组电源供电，末级输出端对地直流电位约为0.5Ucc，故 末级输出与负载之间必须有一个大电容（隔直耦合)，会使频率特性 变差。
OCL功率放大电路（无输出电容电路）
采用正负电源供电，末级输出端可直接连接负载，频率响应宽， 保真度高。
PO PV
3、非线性失真（non-linear distortion) THD要小
功率放大器是在大信号状态下工作:电压、 电流的幅度 都很大，极易超出管子线性动态范围而进入非线性区， 造 成输出波形的非线性失真。截止失真 、饱和失真 4、BJT的散热问题(保证管子工作安全) 由于功率放大器的电压、 电流使得功率管自身功耗加大， 导致发热量也加大。所以散热问题必须引起重视。
C1
2 10uF-POL 1 2N3393
VCC
20V
VCC
R1
8.2k
Q1
R2 V1
10 V 1kHz 0Deg
10k
3
R3
1.0k
0
做一做 项目：基本互补对称电路的仿真测试 项目编号：MNF6-2 任务要求：按测试程序要求完成所有测试 内容，并撰写测试报告（格式要求见附录A）。 测试设备与软件：计算机1台， Multisim2001或其他同类软件1套。 测试电路：如图所示。
0 0
3
Q1
XWM1
V I
4
2N2923 2
Q2
R1
0
1.0k 5
2N3906
V2
10 V
做一做——基本互补对称电路最大管耗的仿真测试 测试程序： V1 ① 按图画仿真电路。 0 3 ② 输入端接入ui（fi =1kHz），其 10 V Q1 幅值如下表所列，用功率计测量三极管 VT2的管耗PVT2（或PVT1），并记录于下 1 2N2923 2 表中。
2 1 10uF-POL 10 V 1kHz 0Deg 0
VCC
VCC 20V
R1
8.2k
Q1
2N3393
R2
10k
3
R3
1.0k
做一做——BJT基本放大电路效率的仿真测试 测试程序： 观察示波器上的输出电压幅度，此时应有Uom =0，因此 P o % PV R1 ④ 改变输入电压，使其幅值分别为0, 1V, C1 5V, 10V，并将相应的测量结果填入下表
读一读——乙类双电源互补对称功率放大电路 2. 工作原理
两个三极管在信号一个正、负半周轮流导通，使负载得到 一个完整的波形。
读一读——乙类双电源互补对称功率放大电路
3. 分析计算
（1）最大不失真输出功率Pomax 实际输出功率Po
U om U om U om Po = U o I o 2 2 RL 2 RL
V3
XWM1
V
4
I
Uim/V
PVT2/mW
2
4
6
8
10
0
Q2
10 V 1kHz 0Deg 2N3906
R1
0
1.0k 5
0 1
0
V1
10 V 3
Q1
2N2923 2
V3
10.5 V 1kHz 0Deg
Q2
R1
0
1.0k
2N3906 4
V2
10 V 0
1 U Po 2 R1
2 om
做一做——基本互补对称电路的仿真测试 测试程序： ⑦ 保持步骤⑥，用万用表测量电源提 供的平均直流电流I0值，计算电源提供功率 PV、管耗PVT和效率 ，并记录： I0=______，PV=2VCCI0=_________。 PVT=PV－Po=_________，
。
V3
10.5 V 1kHz 0Deg 0
2N2923 2
结论：互补对称电路的静态功耗 ________________（基本为0/仍较大）。
Q2
R1
0
1.0k
2N3906 4
V2
10 V 0
做一做——基本互补对称电路的仿真测试 测试程序： ③ 保持步骤②，改变ui，使其fi =1kHz ， Uim =10.5V，用示波器（DC输入端）同时 观察ui, uo的波形，并记录波形。 结论：互补对称电路的输出波形 ________________（基本不失真/严重 失真） ④ 保持步骤③，不接VT2，用示波器 （DC输入端）同时观察ui, uo的波形，并 记录波形。 结论：晶体管VT1基本工作在_____（甲 类状态/乙类状态）。
一、功率放大器的特点 1、要求输出功率(Output power)尽可能大 Po =UI 功率放大器的主要要求之一就是输出功率要大。因此管子往 往在接近极限运用状态下工作。 2、效率(Efficieny)要高(省电) 功率放大器的效率是指负载上得到的交 流信号功率PO与电源供给的直流功率PV之 比 PU=PO+PVT（管耗）
做一做 项目：BJT基本放大电路效率的仿真测试 项目编号：MNF6-1 任务要求：按测试程序要求完成所有测试内容，并撰写测试报 VCC 告（格式要求见附录A）。 R1 测试设备与软件：计算机1台， Q1 C1 Multisim2001或其他同类软件1套。 测试电路：如图所示。采用射极 R2 输出器作为测量电路，可以测量 V1 R3 BJT在极限运用情况（接近于饱 和区和截止区）下的效率，而同 时保持输出信号基本不失真。