高頻放大器是測量儀器、探測設備的一個重要組成部分。
基本介紹
定義,工作原理,性能分析,電路組成,功率合成,放大器組態,
定義
高頻放大器是測量儀器、探測設備的一個重要組成部分。該電路一般為設備的輸入級，被檢測的微弱信號首先要通過該電路放大，然後進行後續處理。所以，高頻放大器的性能指標對整個儀器性能起著決定性的作用。
工作原理
使用高頻功率放大器的目的
放大高頻大信號使發射機末級獲得足夠大的發射功率。
高頻功率信號放大器使用中需要解決的問題
①高效率輸出。 ②高功率輸出。
諧振功率放大器與小信號諧振放大器
相同之處：它們放大的信號均為高頻信號，而且放大器的負載均為諧振迴路。
不同之處：為激勵信號幅度大小不同；放大器工作點不同；電晶體動態範圍不同。
性能分析
諧振功率放大器的動態特性
高頻放大器的工作狀態是由負載阻抗Rp、激勵電壓vb、供電電壓VCC、VBB等4個參量決定的。如果VCC、VBB、vb 3個參變數不變，則放大器的工作狀態就由負載電阻Rp決定。此時，放大器的電流、輸出電壓、功率、效率等隨Rp而變化的特性，就叫做放大器的負載特性。
各級電壓對工作狀態的影響
欠壓狀態的功率和效率都比較低，集電極耗散功率也較大，輸出電壓隨負載阻抗變化而變化，因此較少採用。但電晶體基極調幅，需採用這種工作狀態。
過壓狀態的優點是，當負載阻抗變化時，輸出電壓比較平穩且幅值較大，在弱過壓時，效率可達最高，但輸出功率有所下降，發射機的中間級、集電極調幅級常採用這種狀態。
臨界狀態的特點是輸出功率最大，效率也較高，比最大效率差不了許多，可以說是最佳工作狀態，發射機的末級常設計成這種狀態，在計算諧振功率放大器時，也常以此狀態為例。
電路組成
高頻功放和其它放大器一樣，其輸入和輸出端的管外電路均由直流饋線電路和匹配網路兩部分組成。諧振功放的實際電路包括有饋電電路、輸入輸出端的匹配電路。無是直流電路還是高頻電路，都應符論合下述三條原則：
（2）負載電壓基波不能被短路，且電流也必須有通路，以保證迴路輸出有高頻功率；
（3）高頻電流不能通過直流電源（但直流可通過線圈迴路），以免產生寄生偶合與高頻損耗。
要滿足上述原則，可在電路中接入一些輔助元件，以構成諧振功率放大器的實際電路。
功率合成
寬頻高頻功率放大電路採用非調諧寬頻網路作為匹配網路，能在很寬的頻帶範圍內獲得線性放大。常用的寬頻匹配網路是傳輸線變壓器，它可使功放的最高頻率擴展到幾百兆赫甚至上千兆赫，並能同時覆蓋幾個倍頻程的頻頻寬度。由於無選頻濾波性能，故寬頻高頻功放只能工作在非線性失真較小的甲類或乙類狀態，效率較低。所以，寬頻高頻功放是以犧牲效率來換取工作頻帶的加寬。
放大器組態
1.共發射極組態（Common Emitter-CE）
共發射極放大電路的直流和交流通路分別如圖 (a)、(b)所示。其中表征HBT包括本徵HBT及其各極串聯電阻。
共發射極組態具有中等交流輸入阻抗（1-5kΩ）和中等的交流輸出阻抗，交流電壓增益隨負載阻抗變化明顯，帶載能力一般。負載阻抗較大時，具有較高的交流電壓增益，但增益頻寬積較低。
2.共基極組態（Common Base-CB）
共基極組態放大電路的直流和交流通路分別如圖(a)、(b)所示。
共基極組態具有低的交流輸入阻抗（20-100Ω），高輸出阻抗，交流電壓增益隨負載阻抗變化非常明顯，帶載能力弱。負載阻抗較大時，同時具有高的增益和良好的頻率回響，增益頻寬積高。
3.共集電極組態（Common Collector-CC）
共集電極組態放大電路的直流和交流通路分別如圖 (a)、(b)所示。
共集電極組態具有高交流輸入阻抗（10-100kΩ），低輸出阻抗，負載阻抗不太低（>20）時具有恆定的電壓增益（≈1），帶載能力強。電路增益頻寬積一般，但由於電壓增益一般為1，因而具有良好的頻率回響。
