本帖最后由 hahajing27 于 2016-10-8 22:00 编辑
射频功放用的很广，比如手机，对讲机，基站，雷达都用的到，既然是功放当然只有功率达到W级别的才叫真正意义的功放，从1W到兆W。设计一般射频功放本身不是什么难事，关键是要处理它和系统其他电路的关系。当功率到一定程度后会带来一系列的问题，简单的比如严重的发热，影响系统寿命和使用感觉，要么就是一功率源，比如产生电流冲击，对其他器件产生影响，复杂的比如辐射，影响系统其他射频敏感器件，有些过证项目对规定项目有硬性规定，如何根据参考的射频功放电路和性能指标制定具体合适的系统方案就是一要考虑的问题，会影响整个设计方案的构成。在网站上有很多相应的介绍，所用技术是大家都遇到过和解决了的。我以5W 400兆数字对讲作范本介绍相应问题，我现在做的只是通用数字RF系统。
我用的功放芯片是GaAs工艺，电压比较低，7伏左右。当射频功率大了后，对系统选频网络和匹配网络中的电感电容有比较高的要求，毕竟要承受比较高的电流，我没有按原来的芯片参考来设计，原资料也没给相应的S参数，参考原设计逆向设计，用微带线加两个电容代替，只有少许的滤波功能，主要的滤波功能靠双工器来完成，这样一来射频功放系统简化了很多，如果有EMC要求的情况下还要加一级滤波器。把原先的设计省掉了一个输入端0欧电阻，后来发现不能省，因为射频放大系统偶然会进入自激振荡状态，消耗电流很大，但就是没输出，估计这个0欧是用来改善匹配圆的,还是要加回去。
因为射频功放电流消耗大，发热严重，比如手机射频功放发热严重影响使用感觉，劣化锂电池的使用环境。我用的系统没那么高的温度指标,但一低发热射频功放系统对系统还是有好处的,5W的射频功率器件如果散热不好,工作时芯片PAD一样可以上100摄氏度,背后加几个大MOS管的铜片还是烫的厉害，解决发热就是一必须要解决的问题。功放PAD焊在PCB地平面上，用射频功放下的PCB双面地平面打海量过孔作散热通道,再加一合适形状散热器扣在地平面，地平面要做焊盘化处理好优化热传导效率，在自然散热下能达到60度的温度。在有些有电池的应急设备而言，待机时间是很重要的指标，降低工作电流不仅能有效降低温度，提高待机时间。我用了脉冲供电方式，功放工作时供给电流，不工作时关断电源，改下来工作时散热片温度只有微热。
上面虽然解决了散热，但会产生很大的脉冲电流，0到7伏1安的脉冲电流，射频功放本身有脉冲电流倒没什么，关键是它对系统电源产生很大的冲击，要知道我系统另外还有LNA,MIC，还有音频功放，如果不怎么处理的话，其他电源就会带入有0.1V的脉冲，而且音频输入端也会夹带着0.1V的脉冲，简单说就是你音频功放有会有一规则背景声音，这肯定不容许的，如果你换了差分音频功放，音频扬声器是没这个背景噪声，但MIC输出不是差分的，它还是会被电源影响，而且它输出的电压信号是mv级的，0.1伏的电源波动带来的影响很大的。所以处理射频功放的电源很重要，处理不好会对其他电路产生很大影响。我最后改进了一下整个电源系统，能达到输出1安的脉冲电流，而其他电源只有1mv左右的电源波动，用普通泰克示波器只能看到它自己的背景噪声下有一很小的周期脉冲，电流噪声比较好的解决，麦克风，音频功放也没有背景噪声，即使不用差分功放，普通功放也能到达很好的语音效果。
大多数射频系统里有发射和接收是一体的,发射是37dbm,也就是5W,接收信号要小很多,如果不用LNA,系统能做到-100dbm左右的灵敏度，加一LNA能大幅加大灵敏度，但射频功放比射频接收端大很多倍，处理不好，射频功放会直接烧掉LNA,射频功放有时会烧掉自己，有一次我忘记加天线，输入信号又没作衰减，射频功放芯片很快冒烟，芯片烧穿了一个洞。功率大了后，射频输入端如果处理不好的话，输入端的LNA还没接收外来的信号会自己的板上射频功放被烧掉，尽管两者是工作在不同的工作频率下，选合适的LNA和采取简单有效的保护以及屏蔽对系统是很重要的。
总的说来，射频功放的匹配和滤波，射频功放的发热，射频功放的电源系统，射频功放对板上其他RF敏感器件的影响都是要考虑的事。
最后一点，没有射频仪器调系统很辛苦，盲调时也不知道频率对不对，有没有发生不需要的谐振和倍频。幸好我做的都是数字射频系统，自身带了很多功能，比如场强测量，数字滤波器。我只是在适当的时间用下射频仪器，通常一部频谱还是需要的，如果想更深入调一些参数，矢网还是有最好。如果要过证还要用频谱仪对规定项进行细调。
附PCB图，图中8脚芯片是射频功放，两条进出的长PCB是微带线，上面N多的电容是射频功放电源滤波电容，8脚芯片旁的两个大圆焊盘是散热器固定孔，海量过孔是散热盘，这不是最终版，拿来展示下。 |
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