线性功放知识简介
什么是功率放大器的线性度
什么是功率放大器的线性度功率放大器的线性度是指在输入信号发生变化时，输出信号与输入信号之间的关系是否保持线性。
在功率放大器中，线性度是一项非常重要的指标，它反映了放大器在工作过程中是否能够准确地放大信号而不引入失真。
为了更好地理解功率放大器的线性度，首先需要了解功率放大器的基本工作原理。
功率放大器是一种电子器件，用于将较小的输入信号放大为较大的输出信号。
它通常由若干个晶体管或其他半导体器件构成，通过改变输入信号的幅度，实现信号的放大。
但是，在实际应用中，放大器会受到各种因素的影响，例如输入信号的频率、幅度变化以及放大器自身的非线性特性等。
这些因素会导致输出信号与输入信号之间的关系变得非线性，进而引入失真。
失真会导致输出信号的波形发生变形，信号的频谱发生扭曲，最终影响到信号的质量和准确性。
为了描述功率放大器的线性度，通常使用一种被称为“瞬时线性度”的参数。
瞬时线性度衡量了放大器在瞬时时间内的线性特性，可以通过输入输出波形进行测量和评估。
当输入信号为正弦波时，瞬时线性度可以通过测量输出信号的谐波失真程度来确定。
在实际应用中，为了提高功率放大器的线性度，可以采取多种措施。
一种常见的方法是使用反馈技术。
反馈技术利用放大器的一部分输出信号与输入信号进行比较，通过调节反馈网络的参数，可以抑制非线性失真，提高放大器的线性度。
此外，选择合适的放大器类型也对提高线性度非常重要。
例如，A 类功率放大器具有良好的线性特性，但效率相对较低；而AB类功率放大器在一定程度上可以平衡线性度和效率的要求。
总结起来，功率放大器的线性度是指在输入信号发生变化时，输出信号与输入信号之间的关系是否保持线性。
线性度的好坏直接影响到功率放大器的工作质量和性能。
为了提高线性度，可以采取反馈技术和选择适当的放大器类型等措施。
通过合理的设计和优化，可以实现更高的线性度，提供更准确、高质量的放大信号。
线性功放知识简介
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➢2、为什么宽带信号要采用线性功放技术
（3）宽带信号要采用线性化技术的原因
在NCDMA或WCDMA 中，即使是单载波，也需要使用高 线度指标的RF功率放大器；这是因为。CDMA技术是随机包络 的宽带通道，如果采用一般的高功放（通常工作于AB类）进 行信号放大，将由于交调失真的影响产生频谱再生效应，对相 邻的信道产生严重的干扰，为此3GPP规定了频谱辐射屏蔽 （Spectrum emission mask）的要求，而通常所说的高功放是难 以达到这个要求的，虽然采用A类功放可能会达到这个要求， 但是它的效率太低，也难以把信号放大到几十瓦的量级，为此， 在高功放的基础上必须对其进行线性化的处理。把运用了线性 化技术的功放称为线性功放，它可以较好的解决信号的频谱再 生问题。
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➢4、预失真技术原理简介
1、模拟预失真（RF和IF预失真） （二）
图4是一种预失真线性器的结构，信号经3dB电桥后相位相差90°，一路经 具有可调移相器和衰减器的“线性支路”，另外一路经过由两个反相并联 二极管组成的“非线性支路”，然后经3dB电桥耦合器加和输出。经过 “线性支路”的信号随输入信号的增加而增加，经过“非线性支路”的信 号，随输入信号的增加不呈现线性变化，根据微波二极管非线性特性，输 入信号小时，二极管衰减大，输入信号大时，二极管衰减小。这样具有 90°相差的两路信号再输出3dB耦合器合成时，能获得图3c的曲线特征。
图7 前馈功率放大器各频点谱示意
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短波线性功率放大器的原理与调试(WEB)
短波线性功率放大器的原理与调试本文就300瓦线性短波功率放大器的原理和调试作个简单介绍。
1 电路结构：z功率放大器由T1（9：1）输入变压器，T3，T4组成的1：4输出变压器，T5，C6，R11-R14组成的负反馈电路，U1，R3，R4，R15，D1，T2等组成的偏流电路，C2-C5，R7-R10组成的频率补偿电路，Q1，Q2功放管等组成的AB类推挽放大器。
z T1把50欧的输入端阻抗转换成5.5欧以配合晶体管的输入阻抗，由C1补偿T1的寄生电感。
z T5，C6，R11-R14组成负反馈电路，C6与T5的一组线圈（1圈）组成谐振电路，降低高频段的反馈量，并减少负反馈电阻R11-R14对T1次级阻抗的影响。
z C2-C5是频率补偿电容，目的是提高放大器在高端的增益。
z上面所述电路的元件参数对放大器的输入驻波、增益的平坦性等有很大的影响，在调试中要通过多次试验而取得放大器各种参数的平衡。
z U1，R3，R4，R15，D1，T2等组成的偏流电路，由紧贴在功放管上的D1跟踪功放管的温度变化，保持偏流的稳定。
z R16是用来检测放大器的工作电流的。
z输出变压器T4的阻抗比是1：4，在低阻端阻抗为12.5欧，根据推挽放大器的理论可计算出功放的不失真最大输出功率 P max=2(48-2)(48-2)/12.5=338W。
（P max=2（Vcc-Vsat）*2/R）z输出变压器采用传输变压器形式，用3mm的25欧电缆绕制。
z C12-C17是隔直耦合电容，隔离直流电位，耦合高频信号。
z功放管是用货源较多的拆机ENI21（类似于MRF448，原用于13.56MHZ的射频源），当然可以用TH430,2SC2652,681033等晶体管来代替，但反馈和频率补偿网络的相关参数要作调整。
2 安装要点：T1绕制：使用导磁率约100，，尺寸26x18x6mm的磁环，用3条2mm低阻同轴电缆绕4圈，把外网并联作低阻端，内导体串联作高阻端。
线性功率放大器介绍
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2.3 多载频线性功率放大器技术发展的一些想法
1) 对于已基本掌握的前馈技术，做好以下几方面的工作：
a、现在已开发出公司3G系统需要的800M和2100MHz多载频线性功 率放大器，那么解决好现有项目本身的自我完善，主要指的是 文档的不断完善，产品质量本身的不断完善；
b、要解决好现有产品可生产问题； c、项目改进：如由于WCDMA系统升级带来项目需求的变化，引起
提高前馈技术实现的30瓦两载波2100M线性功率放大器效率的办法， 就是首先提高主功率放大器的效率，后续的可以采用新技术进一步提高 其效率（如Doherty技术等）；还有就是在前馈技术的主环路中给主功率 放大器加模拟预失真，以提高主功率放大器的线性，从而提高线性功率 放大器的整体效率，该两种方法准备在2100M 30瓦两载波的线性功率放 大器V3.0版本上采用。
项目要求重新设计； d、系列化多载频线性功率放大器（现在正在研制CDMA2000-1X系
统所需的1900M和2100M线性功率放大器）。
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2) LPA新技术的研究 ： 实现多载频线性功率放大器现在在国际主要是采用的
是前馈技术，其主要优点是实现的带比较宽、改善量比较 大，缺点是效率还比较低。依据以上情况国外的一些公司 前几年就提出了为提高效率实现多载频线性功率放大器的 其他技术，如基带预失真技术等；
6. 3G线性功率放大器现状和近期规划
6.1 LPA-P2（800M40瓦4载波线性功率放大器） 6.2 LPA-L1（1900M40瓦4载波线性功率放大器） 6.3 LPA-S1（2100M30瓦2载波线性功率放大器）
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功率放大器的线性化技术
02 功率放大器线性化的技术 分类
前馈线性化技术
前馈线性化技术通过引入一个额外的反馈环路，将功率放 大器的输出信号反馈到输入端，与原始输入信号进行比较 和调整，以消除非线性失真。
前馈线性化技术具有较高的线性化效果，但需要精确的信 号匹配和调整，因此实现难度较大。
反馈线性化技术
01
反馈线性化技术通过将功率放大 器的输出信号反馈到输入端，并 利用负反馈原理对输入信号进行 修正，以减小非线性失真。
多项式预失真技术通过使用多项式函数来描述功率放大器的非线性特性。预失真器通过 调整多项式的系数来产生补偿信号，以抵消功率放大器的非线性。这种方法的优点是精
度高、计算复杂度低，但需要实时计算多项式函数，可能影响实时性能。
预失真线性化技术的优缺点
优点
预失真线性化技术具有较高的线性度和较低 的成本，适用于各种类型的功率放大器。此 外，由于预失真器位于功率放大器之前，因 此可以避免功率放大器内部的热损耗和可靠 性问题。
。
模拟预失真
适用于对实时性要求较高的系 统，能够快速响应信号的变化 ，但线性化效果可能略逊于数 字预失真。
前馈线性化
通过引入额外的反馈环路，降 低功率放大器的非线性失真， 适用于对噪声和失真性能要求 高的系统。
基带扩展
通过在基带信号上添加适当的 调制，改善功率放大器的线性 范围，适用于宽带信号传输系
多载波技术
通过将信号分割成多个子载波，降 低单个载波的幅度，减小非线性失 真。
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复合反馈技术则是结合前馈和反馈技术的优点， 通过引入前馈和反馈两个环节来进一步改善功率 放大器的线性度。
反馈线性化技术的优缺点
线性功率放大电路的工作原理
线性功率放大电路的工作原理功率放大电路能够在失真允许的范围内，将小功率转换为大功率输出，从而带动后继设备，本文首先介绍了一种功放的线性化技术，然后就线性功率放大电路的几种常见类型及其工作原理做了简要介绍与分析。
标签：线性功率放大电路；工作原理；类型；分析1.引言在电子线路中，放大电路是最基本的结构，它能将小信号在失真范围内转换成打信号，根据具体要求，放大电路又分为小信号放大电路和功率放大电路，本文主要讨论功率放大电路。
功率放大电路除了要保证信号基本不失真外，更多的考虑电路转换效率和大输出功率，判定一个功放电路性能的指标主要有最大输出功率Pom和转换效率η。
2.功率放大器的线性化技术2.1背景如果一个功率放大器是理想的线性放大器，就能保证输出电压是输入电压的常数倍；用公式表达为：V out（t）= G · Vin（t）这样就保证输入信号不失真地被放大了G倍，达到了理想效果。
另外，在固定频率下，输入信号与输出信号的相位差也是固定值。
但是在实际情况中放，构成放大电路的器件，例如晶体管，都具有非线性，这种非线性就导致输出电压不是输入电压的常数倍，而是一个更高阶的函数，造成了失真。
除了器件原因之外，还有单载波输出和谐波失真、输入为双因信号时的谐波和交调失真等失真情况，所以研究功率放大器的线性化技术是保证输入输出线性化，减小失真影响的必要举措。
2.2前馈线性化技术功率放大电路的线性化技术有很多，在此只简要介绍其中一种——前馈线性化技术。
2.2.1基本原理前馈法的基本原理是用两个环路分别消除载波信号和失真信号，从而达到线性化的目的。
2.2.2原理图其中，α为插损量、c为耦合量、g为各放大器增益。
要想实现最好的效果，必须保证环路的平衡。
2.2.3实现步骤原始信号经过功率分配器后分成了两路，一路经过主放大器后到达耦合器，在经过固定的衰减器后到达载波对消处，由于主放大器的非线性，导致这里的信号不但有主频信号还有交调产物；另一路信号通过延迟线1到达载波对消处，两路信号的载波就在这里对消掉。
线性功率放大器原理
线性功率放大器原理
线性功率放大器是一种电子设备，用于放大电信号的功率，而不带来失真或畸变。
它的工作原理基于利用晶体管或真空管等器件，在一个线性工作区间内放大输入信号的电压和电流，以输出具有相同波形但更大幅度的信号。
线性功率放大器的基本原理是通过将输入信号经过放大器的放大电路，并通过输出电路将放大的信号传递出去。
放大电路通常由一个或多个晶体管组成，其中晶体管工作在其线性工作区间以确保放大的信号保持它们的波形完整性和准确性。
在放大过程中，输入信号的电压和电流被放大器的放大电路增大，从而产生更大的输出信号。
为了保持线性度，放大器的电平控制和负反馈电路通常被设置为在放大过程中自动调整输出信号的幅度和波形，以保持其与输入信号的准确对应。
与非线性功率放大器不同，线性功率放大器在放大过程中尽量避免失真的引入。
失真会导致输出信号的畸变，使得输出信号与输入信号之间的关系变得复杂和不准确。
因此，线性功率放大器在许多应用中被广泛使用，特别是在需要保持信号完整性和准确性的领域，如通信和音频设备等。
总之，线性功率放大器通过将输入信号经过放大电路放大，并在输出电路中传递放大的信号，以实现对电信号功率的线性放大，而不引入失真和畸变。
这种放大器的基本原理是在线性工作区间内使电压和电流增大，以确保放大的信号保持准确和完整。
线性功放与放大电路设计优化
放大电路的设计流程
确定设计目标
根据实际需求，确定放大电路的性能指标和 参数。
选择合适的器件Leabharlann 根据设计目标和电路参数，选择合适的晶体管 和电阻、电容等元件。
设计电路结构
根据放大原理和设计目标，设计合适的电路结构 ，使电路能够实现预期的放大效果。
计算元件参数
根据电路结构和设计目标，计算出各元件的参数值 ，以确保电路性能符合要求。
合理布置电路元件，减小电磁干扰和噪声。
3
采用滤波技术
通过滤波技术去除噪声，提高信号质量。
04
线性功放与放大电路的 实例分析
音频线性功放实例
总结词
音频线性功放是用于处理音频信号的线性功放，具有高保真度和低失真的特点。
详细描述
音频线性功放通常采用三级放大电路，第一级为前置放大器，用于放大微弱信号，第二级和第三级为功率放大器 ，用于提供足够的功率驱动扬声器。音频线性功放的设计需考虑信号的动态范围、信噪比、失真度等参数，以确 保音频质量。
视频线性功放实例
总结词
视频线性功放是用于处理视频信号的线性功放，要求具有高带宽和低失真的特点 。
详细描述
视频线性功放通常采用多级放大电路，以实现高带宽和低失真的性能。同时，视 频线性功放还需考虑信号的同步性能和稳定性，以确保视频画面的清晰度和稳定 性。
数据信号线性功放实例
总结词
数据信号线性功放是用于处理数据信号的线性功放，要求 具有高速和低失真的特点。
选择适当的放大倍数
避免放大倍数过大或过小，以减小失 真。
提高效率
选择合适的器件
选择低功耗、高效率的器 件，降低能耗。
优化电源设计
采用适当的电源电压和电 流，降低功耗。
功放原理及基础知识
功放原理及基础知识功放（Power Amplifier）是一种电子设备，它的主要作用是将输入信号放大到较高的功率级别，以驱动负载（如扬声器、电机等）工作。
功放的基本原理是将输入信号经过放大电路转化为具有更大幅值和较高功率的输出信号。
功放的基础知识包括以下几个方面：1. 放大器类型：功放按照信号处理方式可分为线性功放和非线性功放。
线性功放主要用于音频放大等需要高保真度的应用，而非线性功放常用于射频通信、雷达等高频应用。
2. 功率放大：功放的核心任务是将输入信号的功率放大到足够高的水平。
这通常通过采用功率晶体管（Power transistor）或功率管（Power tube）等来实现。
3. 放大电路：功放的核心是放大电路，其中常用的放大电路包括共射（Common Emitter）放大电路、共基（Common Base）放大电路和共集（Common Collector）放大电路等。
这些电路结构在工作方式和特性上有所区别。
4. 输入和输出阻抗匹配：为了最大限度地传输功率，功放需要进行输入和输出阻抗匹配。
输入阻抗匹配确保输入信号能够完全传递给功放电路，而输出阻抗匹配则可以使功放和负载之间的能量传输更有效。
5. 负载保护：由于功放输出信号功率较大，所以在设计中通常需要考虑负载保护机制，以避免功放和负载因过载或短路而损坏。
6. 效率和失真：功放的效率是指输出功率与输入功率之比，高效率的功放对于节能和热管理都有重要意义。
此外，失真是指放大过程中产生的信号失真，包括非线性失真、相位失真等，对于音频放大尤其重要。
综上所述，功放作为一种广泛应用于各个领域的电子器件，其原理和基础知识对于理解和设计电子系统至关重要。
了解功放的工作原理和基础知识，可以帮助我们更好地理解功放在各种应用中的作用和特性，并且能够根据具体需求进行合理选择和使用。
功放原理及应用
功放原理及应用功放是指将电信号放大后输出的电子设备。
它的原理是利用电子管或半导体器件的放大特性，将输入信号经过放大电路处理后输出一定功率的电信号。
功放广泛应用于音频放大、无线通信、雷达、电视等领域。
功放的原理可以分为线性功放和非线性功放两种。
线性功放的原理是将输入信号线性放大，使得输出信号与输入信号成正比。
在线性范围内，输入信号的大小与输出信号的大小保持一致，且保持信号的波形完整。
线性功放的特点是放大性能好，失真低，但功率转换效率较低。
非线性功放的原理是将输入信号进行非线性处理，并输出具有非线性特性的信号。
非线性功放主要用于无线通信、雷达等领域，它的特点是功率转换效率高，但失真较大。
功放的应用十分广泛，以下介绍几个典型的应用场景：第一个应用场景是音频放大。
功放在音响设备中起着至关重要的作用，它将输入音频信号放大后驱动扬声器，使得声音能够更大声地传播出去。
音响设备中通常会采用多级放大电路来提高功放的放大性能。
第二个应用场景是无线通信。
无线通信中的发射机和接收机都需要功放来进行信号的放大和解调。
在发射机中，功放将发射信号放大到足够强的功率，以便信号能够覆盖更远的距离；在接收机中，功放将接收到的微弱信号放大到足够的水平，以便后续电路对信号进行处理。
第三个应用场景是雷达。
雷达系统中，功放起着将发射信号放大并射出的作用。
雷达的功放通常需要具有大功率、宽带宽和高效率的特点，以满足雷达系统对信号的要求。
第四个应用场景是电视。
在电视机中，功放用于将音频信号和视频信号放大，以便能够通过扬声器播放出声音，并通过屏幕显示出图像。
功放在电视机中的应用可以使得音频和视频信号更加清晰、真实。
在实际应用中，功放的性能有很多指标来评估。
常见的指标包括功率放大倍数、频率响应、失真度、噪声系数等。
功率放大倍数指的是输入信号经过放大电路后输出信号的倍数，频率响应指的是放大电路对不同频率的信号的放大能力，失真度反映了放大电路对信号波形的保持能力，噪声系数描述了放大电路引入的额外噪声。
h类功放原理
h类功放原理（原创实用版）目录1.H 类功放的定义与特点2.H 类功放的工作原理3.H 类功放的主要应用领域4.H 类功放的优势与不足正文H 类功放，全称为 H 型线性功放，是一种高效率、宽频带的线性放大器。
它的出现，弥补了传统线性功放在效率和频带宽度上的不足，为现代通信、广播和音响设备等领域提供了强大的驱动能力。
下面，我们将详细介绍 H 类功放的原理、应用领域、优势与不足。
一、H 类功放的定义与特点H 类功放是一种采用互补对称电路结构的线性放大器，它的主要特点是在放大器输入端采用差分对结构，输出端采用共射对结构。
这种结构使得 H 类功放在放大信号的同时，能够有效地抑制非线性失真，从而保证输出信号的质量。
二、H 类功放的工作原理H 类功放的工作原理主要基于互补对称电路。
在输入端，差分对结构将输入信号的正负半周期进行放大，并产生一个互补信号。
这个互补信号与输入信号的正负半周期相位相反，并在输出端与共射对结构产生的信号叠加，从而实现信号的放大。
由于 H 类功放采用了互补对称电路结构，因此具有很好的线性特性。
在正常工作状态下，即使输入信号的幅度发生变化，输出信号的波形失真也很小。
这使得 H 类功放在通信、广播和音响设备等领域具有广泛的应用前景。
三、H 类功放的主要应用领域H 类功放的高效率和宽频带特性使其在通信、广播和音响设备等领域具有广泛的应用。
例如，在无线通信系统中，H 类功放可以作为发射机的驱动器，为天线提供足够的驱动功率。
在音响设备中，H 类功放可以作为功率放大器，为扬声器提供高质量的音频信号。
此外，H 类功放还广泛应用于广播电视、卫星通信和雷达系统等领域。
四、H 类功放的优势与不足H 类功放的主要优势在于其高效率和宽频带特性。
与传统线性功放相比，H 类功放在相同输出功率下，具有更高的效率和更宽的频带。
这使得H 类功放在实际应用中具有更好的性能表现。
然而，H 类功放也存在一些不足。
首先，由于采用了互补对称电路结构，H 类功放的电路设计相对复杂，制作难度较高。
新微波 微波线性功率放大器
2.5 级联线性功放的IM3计算
功率放大器一般由多级放大器组成，在设计时需
计算级联后的IM3。常用下面的准确性很高的经验 公式进行计算。
设功放由两级组成，令第一级的IM3为IM3D，第二
级的IM3为IM3F，则级联后的IM3可表示为： IM3=IM3F + 20log[1+10(IM3D-IM3F/20)]
多级放大器以次类推。
根据该公式绘制的IM3恶化曲线如下图所示：
级联线性功放的IM3
IM3 恶化 (dB)
10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
0 3
6
9 12 15 18 21 24 27 30
IM3F-IM3D (dB)
3、预失真线性化技术介绍
常用的线性化技术有前馈（Feed foreword）、负反
பைடு நூலகம்
实测的放大器失真曲线
理想线性功放的曲线
理想放大器的AM/AM和AM/PM曲线
2.2 双音IMD
在放大器输入端加入两个CW信号，在放大器
双音IMD概念： 输出端测量出的3阶、5阶等交调分量的信号功率 与信号自身输出功率的比值。通常用dBc表示，它 表征了通信系统中相邻信道的串扰情况。
由非线性效应产生的三阶和五阶交调分量
常用的线性化技术：前馈（Feed
foreword)、负反馈 （Negative feed back)和预失真（Predistortion)。 前馈技术能消除二阶和三阶非线性，稳定性好，目前 发展最快。
2、基本指标
2.1 AM/AM AM/PM 失真
高功率放大器（HPA）的线性特征可用AM/AM和
功率放大器总是应用在大信号状态，或者说总是
功放基础知识点总结
功放基础知识点总结功放，全称为功率放大器，是一种用于放大音频信号的设备，它能够将低功率的音频信号转换为高功率的信号。
功放广泛应用于音响系统、汽车音响、舞台表演等领域，是音频系统中不可或缺的重要组成部分。
本文将从功放的工作原理、类型、参数、应用和选购等方面进行基础知识点总结。
一、功放工作原理功放的工作原理基于放大器的基本原理，即利用晶体管、真空管等器件对输入的音频信号进行放大，输出高功率的音频信号。
在功放中，输入的音频信号经过前置放大电路进行放大，然后通过功率放大电路放大至所需的功率级别，最终驱动喇叭发出声音。
功放的工作原理可以简单分为以下几个步骤：1. 输入信号放大：音频信号经过前置放大电路进行放大，以增强其电压和电流的幅度，提高输入信号的能量。
2. 功率放大：放大后的信号经过功率放大电路进行再次放大，以产生更大的电流和功率，以驱动喇叭发出高音质的声音。
3. 输出端匹配：为了提高功放的效率，通常会在输出端匹配输出负载，以确保功放能够有效地向负载传输功率。
二、功放类型根据功放的工作原理和电子器件的不同，功放可以分为多种类型，常见的功放类型包括晶体管功放、真空管功放以及集成功放等。
1. 晶体管功放：晶体管功放是目前应用最为广泛的功放类型，晶体管功放具有体积小、效率高、寿命长、成本低等优点，适合于大多数音响系统和消费电子产品。
晶体管功放通常分为静态功放和A类、B类、AB类、D类功放等多种工作方式。
2. 真空管功放：真空管功放是一种传统的功放类型，它利用真空管作为放大器件，具有音色柔和、音质温暖、高端等特点，适合于发烧友级别的音响系统。
真空管功放通常需要较高的电压和功率驱动，成本较高，体积较大，使用寿命较短。
3. 集成功放：集成功放是一种将功放电路集成在一块芯片上的功放类型，具有体积小、集成度高、功率密度大等特点，适合于便携式音响、汽车音响、耳机放大器等应用。
三、功放参数功放的性能表现需要通过一些参数来进行描述，常见的功放参数包括功率、频率响应、失真度、信噪比、阻尼系数、输入阻抗和输出阻抗等。
ab类d类功放
ab类d类功放AB类功放和D类功放是两种常见的音频功放类型，它们在音频放大领域有着广泛的应用。
本文将从工作原理、特点和应用场景等方面介绍AB类功放和D类功放。
一、AB类功放AB类功放是一种传统的线性功放类型，具有较高的音频放大质量和较低的失真。
它的工作原理是将输入信号分为正负半周，分别经过NPN和PNP管进行放大，然后通过输出级将其合并为完整的音频信号输出。
AB类功放的特点主要有以下几点：1.高音质：AB类功放由于采用线性放大方式，所以输出的音频信号质量较高，音频失真较低，能够还原原始音频信号的细节。
2.较大的功率输出：AB类功放的输出功率较大，适用于大型音响系统或需要较高声压级的场合。
3.效率相对较低：AB类功放的效率一般在50%左右，即一部分功率会被转化为热量散失掉，因此功放器体积较大并且加热较为明显。
4.过载保护：AB类功放通常内置过载保护电路，当输入信号过大时能够自动降低功率避免过载。
AB类功放在音响、放映设备等领域都有广泛应用。
因其音质好、功率大，可满足大型音响系统的需求，常见的应用场景包括影院、演唱会以及户外大型活动等需要高音质和大功率输出的场合。
二、D类功放D类功放是一种采用数字调制技术的功放类型，被称为“数字功放”。
它的工作原理是将输入的音频信号经过数字调制和PWM调制处理后直接驱动输出级，输出为脉冲宽度变化的高频信号。
D类功放的特点主要有以下几点：1.高效率：D类功放的效率极高，达到90%以上，只有很少的功率被转化为热量，因此体积小、散热简单。
2.小体积：D类功放由于效率高，需要的散热系统较小，可以实现小型化设计。
3.低成本：D类功放的线路较为简单，制造成本相对较低。
4.较低的音频失真：D类功放采用数字调制技术，能够更准确地还原音频信号，音频失真较低。
D类功放在便携式音箱、汽车音响以及家庭音响等领域得到广泛应用。
由于其高效率、小体积和低成本等优势，逐渐取代了AB类功放成为主流。
功率放大器线性化技术（可编辑）
第3章功率放大器线性化技术第2章已经探讨了功率放大器的基本知识和指标，并对此类放大器的非线性特性进行了较为详细的分析。
由于功率放大器线性指标对GSM-R 直放站的性能影响较大，在研制GSM-R 直放站功率放大器电路前，对各种功率放大器线性化技术进行分析和仿真是必要的。
本章分析了现存的主要几种功放线性化技术原理，并着重对正交平衡放大器技术及模拟预失真技术进行了方案设计和仿真。
仿真结果表明正交平衡式功率放大器相较于单管功率放大器以及基于单管功率放大器具有同等复杂度的线性化功率放大电路具有更加好的三阶互调抑制。
而模拟预失真技术则可以进一步提高功率放大器的线性性能。
3.1 经典功率放大器线性化技术作为移动通信发射机的关键部件，射频放大器直接影响着发射机性能的优劣。
不同于理想线性放大器，由于需要工作在大信号状态，功率放大器特别是非A 类功率放大器都不满足线性叠加定理。
功率放大器的输出信号是输入信号的非线性变换结果，该信号在带内会产生波形失真（一般用EVM 指标衡量），在频带外会产生多余的频率分量（如谐波分量、三阶互调分量）。
这些影响随着输出信号功率的增加而增加。
正如第2章第2节所述，功率放大器非线性特性对单载波信号的影响主要表现为AM-PM 调制，对多载波信号或其他宽带信号的影响则表现为三阶互调和频谱扩展问题。
另外，功率放大器的非线性形式及参数还具有记忆效应，对温度湿度历史输入信号等因素敏感，随着这些因素而变。
需要说明的是，功率放大器的非线性参量随着功率放大器元器件的差异而具有很不相同的情况，这导致功率放大器始终不能有一个大统一的线性化方法，很多古老的折中方法依然具有重要的指导价值。
3.1.1功率回退法功率放大器的非线性随着输出功率的增加而变坏，将功率放大器的输入信号功率降低可以有效的降低功放电路的非线性。
以等幅双音信号输入为例，根据第2章中关于输出信号幂级数分析式（2.11）的分析，一个典型功率放大器输出基频分量功率曲线和输出三阶互调分量功率曲线如图3-1所示，也即：,13()2()23.75()in in dB IMD dBc P P dBc ⎡⎤≈--⎣⎦ (3.1)图3-1 三阶互调截断点当in P 超过,1in dB P 之后，in P 继续增加，输出功率虽然略有增加，但是三阶互调却急剧恶化，in P 每增加1dB ，IMD3就恶化2dB 。
线性放大器
功率回退法简单且易实现，不需要增加任何附加设备，是改善放大器线性度行之有效的方法，缺点是效率大 为降低。另外，当功率回退到一定程度，当三阶交调制达到-50dBc以下时，继续回退将不再改善放大器的线性度。 因此，在线性度要求很高的场合，完全靠功率回退是不够的。
预失真
预失真就是在功率放大器前增加一个非线性电路用以补偿功率放大器的非线性失真。
定义
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 定义
输出信号幅度与输入信号度成正比的放大器。将输入信号放大到需要功率电平的线性放大器称为线性功率放 大器，要求它的非线性失真最小，其互调要在-30dB以上。
性能指标
性能指标
1．放大倍数：5～750倍连续可调。 2．放大倍数的长期稳定性：≤0.1%。 3．放大倍数的温度稳定性：≤0.02%/℃。 4．积分非线性：≤0.2%。 5．折合到输入端的噪声：≤10μV。 6．过载：过载200倍，在2.5倍非过载脉冲宽度处恢复至基线的 2%。 7．输入极性：正或负。输出极性：正输出阻抗50Ω。 8．成形时间常数：0，0.5，1，2，3，4，5，6μS。 9．仪器在相对湿度为90%（30℃）条件下能正常工作。 10．运输试验：在加速度为（1～1.2）x 9.8m/s2频率为20～40 Hz的条件下，进行运输模拟试验8小时后 应能正常工作。
实际上这个问题的最根本解释要去看看低频和高频电子线路的书了。三基管的放大曲线只有在工作点较低的 一段才是线性放大的，当工作点抬高以后，就进入了非线性放大区间。通常的甲类和乙类功率放大器是工作在线 形区间的，但是起效率很低，通常只有30%~40%，大部分能量都耗在了极电极的内阻上，流通角大；而丙类放大 器工作在非线性区间，效率很高，可以达到70%~80%，但是输出的放大信号的波形会产生失真，从而产生谐波分 量，因此，丙类放大器必须接在LC振荡回路中，因为LC振荡回路可以起到一定的滤波作用，filter一些谐波分量， 保留基波分量。
无线电通信中的功放线性化技术研究
无线电通信中的功放线性化技术研究无线电通信技术在不断发展，功率放大器（Power Amplifier, PA）作为其中重要的组成部分，也在不断优化。
传统的PA在功率输出时往往会出现非线性失真，严重影响了通信系统的信号质量和通信距离。
因此，PA的线性化技术研究一直是学术界和工业界的热点之一。
一、线性功放原理线性功放，顾名思义，是指输出信号与输入信号之间存在线性关系的功放器。
在此基础上，线性化技术的发展就是要尽可能抑制功放器的非线性因素，让输出信号和输入信号之间的关系更加线性。
二、非线性失真非线性失真是指输出信号与输入信号之间不存在线性关系，常见的有交叉调制、截止失真、振荡失真等。
非线性失真的存在，使得输出信号存在基波失真和谐波等失真，严重影响系统的性能。
因此，当前无线电通信技术中也一直深入研究非线性失真的来源和抑制方法。
三、线性化技术1.前向路径预测技术前向路径预测技术实现的基本思想是，通过控制信号在功放前预测一个延迟的信号，然后将其与零延迟信号合并，从而消除非线性失真。
FRFT、迭代比例系数修正等技术也常使用前向路径预测技术。
2.反馈线性化技术反馈线性化技术是另外一种重要的线性化技术，通常包括两个基本过程：非线性功放的前向增益放大和反馈型线性功放的后向缩小信号。
其中，前向缩小信号可以通过耦合器和方向耦合器等实现，后向缩小信号则常使用负反馈、正反馈和瞬态反馈等实现。
反馈线性化技术可以有效的降低非线性失真。
3.预加重线性化技术预加重线性化技术是一种基于预加重的线性化技术，主要针对电力放大器来设计。
通过对输入信号进行变换，使用学习算法和自适应方法，预测非线性失真的发生，从而实现线性化。
四、线性化技术的应用目前，线性化技术在通信系统、雷达信号处理、卫星电视等众多领域中得到了广泛应用。
随着无线电通信技术的不断创新和进步，创新型的线性化技术将会有更广泛的应用前景。
总之，功放器作为通信系统中非常重要的组成部分，其线性化技术的发展对于通信系统的性能和信号质量起到了至关重要的作用。
功率放大器线性指标分析
功放放大器线性相关知识概述信号在通过射频通道（这里所谓的射频通道是指射频收发信机通道，不包括空间段衰落信道）时会有一定程度的失真，失真可以分为线性失真和非线性失真。
产生线性失真的主要有一些滤波器等无源器件，产生非线性失真的主要有一些放大器、混频器等有源器件。
另外射频通道还会有一些加性噪声和乘性噪声的引入。
1.功率放大器作为基站、直放站中的主要核心模块，对整个系统的通信质量起着至关重要的作用，而功放的线性指标，则是功放设计的基础和核心。
下面先介绍一下一些与线性相关的基本知识。
（1）信号的峰值功率、平均功率和峰均比PAR很多信号从时域观测并不是恒定包络，而是如下面图形所示。
峰值功率即是指以某种概率出现的肩峰的瞬态功率。
通常概率取为0.01%。
峰值功率即是指以某种概率出现的肩峰的瞬态功率。
通常概率取为0.01%。
平均功率是系统输出的实际功率。
在某个概率下峰值功率跟平均功率的比就称为在某个概率下的峰均比，如PAR=9.1@0.1%,各种概率下的峰均比就形成了CCDF曲线（互补累积分布函数）。
在概率为0.01%处的PAR，一般称为CREST因子。
功率放大器在设计的过程中，其线性指标和峰均比关系很大，（2）线性失真线性失真又可以分成线性幅度失真和线性相位失真，从频域可以很方便表示这些失真，如下图：（3）非线性失真非线性失真与线性失真相似，可以分成非线性幅度失真和非线性相位失真，图形表示如下：（4）非线性幅度失真非线性幅度失真常用1dB压缩点、三阶交调、三阶截止点等指标衡量，下面分别讨论这三个指标。
例如一个射频放大器，当输入信号较小时，其输出与输入可以保证线关系，输入电平增加1dB，输出相应增加1dB，增益保持不变，随着输入信号电平的增加，输入电平增加1dB，输出将增加不到1dB，增益开始压缩，增益压缩1dB时的输入信号电平称为输入1dB压缩点，这时输出信号电平称为输出1dB压缩点。
如下图：（3）三阶交调三阶交调（双音三阶交调）是用来衡量非线性的一个重要指标，在这里仍以放大器为例来说明三阶交调指标。
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目录1、术语、定义和缩略语2、为什么宽带信号要采用线性功放技术（NCDMA、WCDMA)3、功放线性功化技术分类（前馈和预失真）4、预失真技术原理简介5、前馈技术原理6、800MHz 30W线性功放实现原理和调试方法7、工艺结构及信号流向图8、附录一、术语、定义和缩略语1、前馈技术：利用主环路和误差环路来改善功率放大器的非线性失真，即将主环路提取的交调失真信号，在误差环中反相并放大后和主功率放大器输出的信号进行交调失真抵消，从而改善功率放大器非线性失真的一种技术2、主环：将功率放大器输出的信号(含交调失真信号)与输入的信号（不含交调失真信号）在载频抵消电路中进行载频抵消，其输出只含交调失真信号的一种闭环电路3、误差环：将功率放大器输出的信号（含交调失真信号）与只含交调失真的信号在交调抵消电路中进行交调失真抵消，其输出只含较小失真信号的一种闭环电路。
4、载频抵消：依靠一个定向耦合电路，将耦合通路上的载频信号（含交调失真信号）与通道上同载频信号在定向耦合电路上进行模拟抵消载频信号的过程5、交调抵消：依靠一个定向耦合电路，将主环输出的交调失真信号放大后耦合在主功率输出的通道上，在定向耦合电路上模拟抵消交调失真信号的过程6、预失真技术：是依靠在功率放大器的输入通道中插入预失真部件，造成输入信号的预先岐变失真，由于预失真部件的失真特性与功率放大器的非线性失真特性正好相反，从而消除功率放大器输出信号中的非线性失真产物，实现功率放大器线性化改善目标的信号处理方案。
预失真技术根据预失真器件的实现方法可以分为模拟预失真和数字预失真。
利用模拟器件的非线性行为直接实现功率放大器输入信号预失真的方法称为模拟预失真，通过数字算法对基带信号进行处理实现预失真的方法称为数字预失真。
C D M A码分多址（C o d e D i v i s i o n M u l i t i p l e A c c e s s）L M D S本地点对多点分布系统（L o c a l M u l i t i p o i n t D i s t r i b u t i o n S y s t e m）W L A N无线局域网（W i r e l e s s L o c a l A r e a N e t w o r k）A C P R邻信道泄漏功率抑制比（A d j a c e n t C h a n n e l L e a k a g e P o w e r R a t i o）D S P数字信号处理器（D a t a S i g n a l P r o c e s s o r）F PG A现场可编程门阵列（F i e l d P r o g r a m G a t e A r r a y）L P A线性功率放大器（L i n e r P o w e r A m p l i f i e r）V S W R电压驻波比（V o l t a g e S t a n d i n g W a v e R a t i o）R F射频（R a d i o F r e q u e n c y）I F中频（I n t e r m e d i a t e F r e q u e n c y）二、为什么宽带信号要采用线性功放技术（NCDMA、WCDMA）(1)、PA产生的非线性失真（频谱再生效应）成线性关系，即功率增益Gp基本保持不变。
Pin继续增加， Pout出现滞胀，Gp开始减小，Pout达到最大后开始下降，Gp进一步减小。
通常把增益Gp从Gpmax下降1dB的D点称为1dB增益压缩点，此点是线性和非线性的分界点。
Pin超过Pin（1dB）后，放大器很快进入饱和工作区，即非线性区。
Pin（1dB）越大，放大器线性度越高。
(1)、P A产生的非线性失真（频谱再生效应）放大器在非线性区域时，输出P o u t中包含新的频率分量。
如果为单频f1信号，输出P o u t中包含f1以及它的的高次谐波频率成分；如果为两个频率f1及f2的组合信号，输出中将包含m f1±n f2的频率成分信号，其中m，n分别为0，1，2…，考虑到放大器负载的频率是有限的，输出的频率成分中一般包含f1，f2和它们的组合分量2f1-f2、2f2-f1、3f1-2f2、3f2-2f1….,图2中给出了输入信号和输出信号的频谱，由于放大器输出产生新的分量而导致的输出信号失真，称为放大器的非线性失真。
(2)传统功率放大器线性化方法及它的局限性1、负反馈：应用于低频率较窄的频段。
2、补偿技术（back-off）：即降低输入功率Pin，使放大器的工作点远离饱和区，用降低输出功率的方法减小非线性失真。
这种方法简单也可以保证线性。
但是由于放大器的工作电流不变，使得效率降低，晶体管本身也“大材小用”，没有发挥它的能力。
当需要大的输出功率时，就需要输出功率更大的放大管，这对器件提出了更高的要求。
这些局限性限制了补偿技术的广泛应用。
既要保证高功率，又要高线性，高效率，显然在保证有良好的晶体管和选择合理的工作状态外，还要采用合理的线性化措施。
（3）宽带信号要采用线性化技术的原因在NCDMA或WCDMA 中，即使是单载波，也需要使用高线度指标的RF功率放大器；这是因为。
CDMA技术是随机包络的宽带通道，如果采用一般的高功放（通常工作于AB类）进行信号放大，将由于交调失真的影响产生频谱再生效应，对相邻的信道产生严重的干扰，为此3GPP规定了频谱辐射屏蔽（Spectrum emission mask）的要求，而通常所说的高功放是难以达到这个要求的，虽然采用A类功放可能会达到这个要求，但是它的效率太低，也难以把信号放大到几十瓦的量级，为此，在高功放的基础上必须对其进行线性化的处理。
把运用了线性化技术的功放称为线性功放，它可以较好的解决信号的频谱再生问题。
三、功放线性功化技术分类1、前馈技术利用主环路和误差环路来改善功率放大器的非线性失真，即将主环路提取的交调失真信号，在误差环中反相并放大后和主功率放大器输出的信号进行交调失真抵消，从而改善功率放大器非线性失真的一种技术2、预失真技术：是依靠在功率放大器的输入通道中插入预失真部件，造成输入信号的预先岐变失真，由于预失真部件的失真特性与功率放大器的非线性失真特性正好相反，从而消除功率放大器输出信号中的非线性失真产物，实现功率放大器线性化改善目标的信号处理方案。
四、预失真技术原理简介1、模拟预失真（RF和IF预失真）（一）如图3所示：a是预失真线性器的输入输出曲线示意图；b是微波晶体管放大器的输入输出曲线示意图。
可以看出经过预失真器件的输出信号再经过放大器进行放大，从而补偿了放大器的非线性特征，使放大器的非线性提高（如c）。
1、模拟预失真（RF和IF预失真）（二）图4是一种预失真线性器的结构，信号经3dB电桥后相位相差90°，一路经具有可调移相器和衰减器的“线性支路”，另外一路经过由两个反相并联二极管组成的“非线性支路”，然后经3dB电桥耦合器加和输出。
经过“线性支路”的信号随输入信号的增加而增加，经过“非线性支路”的信号，随输入信号的增加不呈现线性变化，根据微波二极管非线性特性，输入信号小时，二极管衰减大，输入信号大时，二极管衰减小。
这样具有90°相差的两路信号再输出3dB 耦合器合成时，能获得图3c的曲线特征。
2、数字预失真（基带预失真－线性功放未来发展的方向）（一）图5 数字预失真原理框图2、数字预失真（基带预失真－线性功放未来发展的方向）（一）数字预失真是一种放大器线性化方法，能显著提高多载波放大器的效率。
其原理是：非线性失真功能内置于数字、数码基带信号处理域中，其与放大器展示的失真功能数量相当（“相等”），但功能却相反。
将这两个非线性失真功能相结合，便能够实现高度线性、无失真的系统。
这样就可以在功率放大器（PA）内使用简单的AB类平台，从而可以消除制造前馈放大器（feed forward amplifier）的负担和复杂性。
此外，由于放大器不再需要误差放大器失真矫正电路，因此可以显著提高系统效率。
数字预失真系统的基本运行原理上图5所示。
目标是数字化生成非线性，以获得放大器所展示的优异特征。
如果对基带非线性进行了正确建构，那么对连续流经基带非线性层叠（cascade）及放大器的信号的总体系统响应则为线性增益响应。
这就意味着不会再发生失真和光谱再增长现象，因此可以极大地满足当前需求。
五、前馈技术原理前馈技术为目前功率放大器的主流技术，对其原理简单介绍如下：前馈型线性功率放大器的原理框图如图1所示，该放大器从其输出中只提取了互调失真信号并将其与反相的输出信号混合，因而改进了C/I（载频－互调）比。
以输入双音（TONE）信号为例，图7给出了前馈功放中各点的频谱示意。
参考图6，说明前馈功率放大器的工作原理：射频RF信号经过工分器1加到主路径的节点NA和子路径的节点NA’.在这里所分配的信号具有相同的大小和相位，如图2（a）所示。
在主路径的上的信号经电调衰减器5、电调移相器6进行信号幅度和相位的调整（控制）后，由主功率放大器2放大。
主功率放大器2输出的信号中包含所放大RF信号之外的互调失真信号，如图2（b）（图中只给出了三阶和五阶互调，实际上还存在其他形式的交调分量，互调分量的相对幅度取决于放大器的饱和状态，在中等饱和状态，通常起支配作用的是最接近基音频率的三阶互调分量IM3）。
同时信号经过延时线4在合路器7上与主径路放大的信号经定向耦合器3耦合所得的信号进行合路（对消。
抵消），在NC得到图2（c）的频谱信号（互调信号、失真信号）。
电调衰减器8、电调移相器9调整（控制）来自信号合路器7的互调失真信号，使经过功率放大器10放大输出的信号与主功率放大器2放大的互调失真信号幅度相等，相位相差Nφ（N为奇数），如图2（d）所示。
并且延时线11延迟分路径上误差放大器10放大的信号，以便该延迟信号和主功放2输出的信号同时到达功率组合器12。
功率组的反相的互调失真信号进行互调对消。
由此产生图2（e ）中的最终输出信号通常，把由工分器1、功率放大器2、定向耦合器3、延时线4、电调衰减器5、电调移相器6、合路器7构成的环路称为主环。
功率放大器2为主功率放大器，主环的主要作用由以下两个方面：1）信号放大2）提取功放2产生的交调失真信号。
把由电调衰减器8、电调移相器9、功率放大器10、延时线11、定向耦合器12构成的环路称为误差环：功率放大器10称为误差放大器。
误差环的主要作用为：1）放大交调（失真）信号2）对消交调（失真）信号前馈技术能够改善功率放大器线性指标的关键在于IM3信号的剥离与对消。
图7 前馈功率放大器各频点谱示意六、800MHz 30W线性功放实现原理和调试方法1、性能和技术指标（一）1）频率范围869MHz～894MHz2）输出功率30W（44.8dBm）3）增益53dB±0.5dB @869MHz～894MHz4）增益平坦度±0.5 dB @869MHz～894MHz5）增益波动2dB @ -25℃～＋75℃增益波动3.5dB @ -40℃～＋75℃6）邻信道泄漏功率抑制比ACPR（输入为连续的单载频N- CDMA信号，测试模式1、32个DPCH.PAR=10dB@0.01%时）优于:-45dBc at ±750KHz offect @30KHz RBW(42dBm输出)-65dBc at ±1.98MHz offect @30KHz RBW(42dBm输出)1、性能和技术指标（二）7）谐波：2阶≤－45dBc，3阶≤－60dBc8）交调杂散：30W输出时：≤－17dBm9）电源：DC +26V～+27V≤4A @NO Signal;(冷机)≤10A @27VDC,+44.8dBm Output;10）输入/输出驻波比（VSWR）:≤1.5:1;11）平均故障间隔时间（MTBF）≥100000H2、功能指标1）过温度告警和保护（OTALARM）：当主功放散热槽温度≥95℃±3℃时告警并保护功放。