用于電力載波輸出的功率放大器設計

　　3 負反饋電路的改進(jìn)

　　將基本電路中的R8使用如圖5所示的LC諧振電路代替，可以將132 kHz頻率的信號正確反饋，而其他頻率信號則被衰減至很小，從而改善輸出波形。

　　電容和電感的取值由公式

　　從表1可以看出，使用LC諧振作為負反饋可以在一定程度上抑制諧波失真。

　　選頻負反饋的使用使得電路只使用于特定頻率的功率放大，若需要較大范圍的頻率響應，則不適合采用選頻電路。

　　4 偏置電路的改進(jìn)

　　使用圖6所示的恒流源代替基本電路中的電阻R1，使得偏置電路中的電流不會(huì )受到輸入端的影響，從而使輸出端更加穩定，降低失真。

　　由表2兩者的對比可以看出，使用恒流源代替電阻可以使諧波失真大大降低，但是溫度特性會(huì )變差，使用中需要注意溫度補償。

　　溫度特性變差，但相對其對諧波失真的改進(jìn)來(lái)看，此影響很小，所以在電路中恒流源的引入是非常有意義的。

　　5 提高輸入電阻

　　加入前面所述的選頻負反饋電路之后，輸入電阻變得很小，大概只有200～300 Ω，當信號源內阻變化時(shí)，會(huì )導致輸出端波形變化很大，并可能出現嚴重失真。所以需要采取措施提高輸入電阻，以降低信號源變化所帶來(lái)的影響。

　　方法1 通?？梢圆捎蒙浼壐S電路作為前級輸入端的方法來(lái)提高輸入電阻，此方法效果好，成本高。

　　方法2 當對輸入電阻阻值要求不是太大時(shí)，可以簡(jiǎn)單的在輸入端串聯(lián)一定數值的電阻，來(lái)達到提高輸入電阻的目的，此方法實(shí)現簡(jiǎn)單，成本低。

　　在本應用中，信號由特定DA芯片提供，信號源內阻變化不大，適合采用第2種方法。

　　6 晶體管的選擇

　　最大管壓降：電源采用了12 V供電，所以晶體管最大管壓降應大于12 V;最大電流：經(jīng)PSpice仿真，測得輸出級的2個(gè)三極管最大電流為150 mA，電流源和前級放大晶體管小于10 mA;最大功耗：經(jīng)PSpice仿真，測得輸出級的2個(gè)三極管最大瞬時(shí)功耗550 mW，前級放大晶體管最大瞬時(shí)功耗小于60 mW;工作溫度：產(chǎn)品需要能在室外環(huán)境中正常工作;頻率特性：截止頻率大于300 kHz;綜合考慮，選擇2N3904和N3906晶體管。

　　7 改進(jìn)后的電路圖及性能

　　根據前面所述的方法對開(kāi)始的基本電路進(jìn)行改進(jìn)，得到最后的實(shí)用電路，如圖7所示。電源：+12 V，內阻10 Ω;輸出信號總諧波失真率約O.05%;輸入阻抗：1.2 kΩ。輸出阻抗：6 Ω;輸出電壓：8.3 V;最低工作溫度：-30℃。

　　8 結語(yǔ)

　　本文從最基本功率放大電路著(zhù)手，從多個(gè)方面對其進(jìn)行改進(jìn)，獲得了較高的諧波失真性能和較高的輸出功率，最終電路能夠滿(mǎn)足國家電網(wǎng)標準的要求和實(shí)際應用的需求。