【導(dǎo)讀】最近我自己在做一款射頻功放。做出來(lái)也就是一款產(chǎn)品了。談到功放，大家都不陌生，就是把信號(hào)放大最后經(jīng)過(guò)天線發(fā)射出去，但是目前射頻這一塊，把功放單獨(dú)拿出來(lái)算是一個(gè)類(lèi)目，功放說(shuō)起來(lái)很簡(jiǎn)單，但是做起來(lái)要考慮的事情太多了，我以前也做過(guò)不少的功放，但是都是小功率的，窄帶；不超過(guò)10W的功率，相對(duì)來(lái)說(shuō)還好做一點(diǎn)。
我自己把功放分下類(lèi)不是按照什么工作點(diǎn)來(lái)分類(lèi)的，是按照難易程度分類(lèi)，目前功放可以分為寬帶功放，和窄帶功放如下圖所示：
其實(shí)在這里面還能分類(lèi)，分為線性功放和非線性功放，隨著現(xiàn)在的數(shù)字調(diào)制技術(shù)的發(fā)展，對(duì)功放的要求也是很苛刻的。有些是是多載波信號(hào)（OFDM），這個(gè)就對(duì)功放的要求比較嚴(yán)格，必須要使用線性功放。目前國(guó)內(nèi)做的線性功放多數(shù)都是功率回退。直接導(dǎo)致功放的效率很低，只有10%左右，這個(gè)我目前也做研制。非線性的還好做一點(diǎn)。
功放這東西很多人都不愿意去做，輻射太大，尤其是沒(méi)有結(jié)婚的，女的就不用說(shuō)了，更少了，但是不包括沒(méi)有女人做功放，長(zhǎng)期在大功率輻射下對(duì)生育很大影響。哈哈。。。大家都懂。。。
話又說(shuō)回來(lái)，大功率的功放利潤(rùn)也是可嘉的。如果想拿命換錢(qián)的童鞋，趕快去研制大功率功放，一定能賺到錢(qián)。。。。
言歸正傳，我目前做了一款700MHz左右的50W功放，功率也不算大。這個(gè)也是我第一次開(kāi)始摸索大功率的東西，以前都是在10W一下。我有個(gè)習(xí)慣也是壞毛病吧，我特別不喜歡與人交流，總是喜歡自己一個(gè)人摸索，我感覺(jué)在如今的社會(huì)里，還是自己摸索吧，你要去請(qǐng)教人，最后還牽扯到一些利益問(wèn)題。除非是很不錯(cuò)的朋友。但是我也不喜歡去問(wèn)。還不如自己去摸索，自己摸索出來(lái)的永遠(yuǎn)是自己的，一輩子也不會(huì)忘記的。
我的功放技術(shù)參數(shù)（目前做的版本）
- 頻率 750MHz---760MHz
- 調(diào)制方式 FM （CW波）
- 輸入功率 0dbm
- 增益 47db
- 輸出功率 47dbm（50W）
- 帶內(nèi)平坦度 ±0.5db
- 雜散 -60dbc
- P1dB ＞47dbm
- 諧波抑制 不加濾波器，奇次諧波＞15dbc，偶次諧波＞30dbc
- IMD3 ＞-30dbc
- 工作電壓 28V （單電源)
- 電流 ＜4A（實(shí)際調(diào)試3.5A左右）
- 功放保護(hù)要求
- 具有增益調(diào)節(jié)功能
- PTT功能
- 駐波保護(hù)功能
- 溫度檢測(cè)及保護(hù)功能
- 正向功率檢測(cè)功能
以上是具體的技術(shù)指標(biāo)及要求。
下面是我采用的方案，以下有些涉及到商業(yè)問(wèn)題，我就略過(guò)。請(qǐng)大家理解，主要是提供方案給大家，具體的排版和仿真我就略過(guò)了，這也是給大家自己發(fā)揮的機(jī)會(huì)，如果直接拿去，就失去意義了，我的目的是大家一起動(dòng)腦一起動(dòng)手這才是真正的目的。比如指標(biāo)就這么提出來(lái)了，你想想怎么做呢！
方案：
這個(gè)就是整個(gè)功放系統(tǒng)的框圖，其實(shí)有了這個(gè)圖，所有的功放幾乎都是差不多了，只是功放部分不一樣。剩下都一樣。
我采用的是飛思卡爾的管子，也有很多，例如infineon公司的，NXP的，ST公司的，富士通公司的，很多很多。我比較喜歡用飛思卡爾的功放管。這個(gè)管子還提供ADS模型，用起來(lái)比較方便。
接下來(lái)是我DIY開(kāi)始
這個(gè)功放我一共分為三個(gè)階段，為調(diào)試版，升級(jí)版，最終版。先從我的調(diào)試版說(shuō)起，
調(diào)試版比較簡(jiǎn)單，而且都是分立的模塊，主要就是驗(yàn)證能不能實(shí)現(xiàn)。可以實(shí)現(xiàn)直接去pcb。結(jié)果我的調(diào)試版很順利的就是通過(guò)了調(diào)試，測(cè)試結(jié)果如下
我的工作臺(tái)，三個(gè)字，臟、亂、差。
輸入5dbm，前面有增益可調(diào)節(jié)的，根據(jù)電壓不同增益不同，現(xiàn)在是5V控制電壓。
輸出為22.46dbm 因?yàn)轭l譜儀前端有25db的衰減器。計(jì)算25+22.46=47.46dbm經(jīng)過(guò)計(jì)算輸出為55.7W，所以調(diào)試版基本ok！坐等升級(jí)版。
中間還有個(gè)插曲，我做了個(gè)長(zhǎng)時(shí)間通電，剛剛通電30分鐘。我直接用大拇指去按散熱塊了，直接一層皮燙白了。。。
看來(lái)不用風(fēng)扇吹是不行滴。。。。下面升級(jí)版一定要用風(fēng)扇吹。。。
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升級(jí)版
首先打樣回來(lái)
辛苦了整整一個(gè)晚上，把pcb畫(huà)出來(lái)了，雖然難看，先將就看看調(diào)試結(jié)果再說(shuō)。
接下來(lái)考慮安裝問(wèn)題。還是在調(diào)試版的基礎(chǔ)上重新打孔攻絲。說(shuō)干就干。。。
打孔，攻絲，看我我以后也可以從事急哦鉗工的工作了，哈哈哈。。。。
剛剛好，完全合適。孔位一點(diǎn)也不差，接下來(lái)就是把上面的器件補(bǔ)齊。
升級(jí)版，補(bǔ)齊器件后，完整的功能。
開(kāi)始測(cè)試
我也搞不懂，我的工作臺(tái)總是那三個(gè)字，，，，，，，呵呵呵。。。。。。。
測(cè)試結(jié)果
- 測(cè)試結(jié)果22.45dbm
- 同樣頻譜儀輸入加了25db的衰減器，
- 25+22.45=47.45dbm（55W）
看來(lái)升級(jí)版也順利通過(guò)了，明天帶到公司，用公司的儀器測(cè)試下啊。（偷偷地，大家懂得）。
在公司測(cè)試
最終測(cè)試結(jié)果顯示46.9dbm（50W）。這個(gè)與前面用頻譜儀測(cè)試的結(jié)果有區(qū)別，可能是兩種儀器的檢波方式不一樣。所以測(cè)試的結(jié)果有所不同（我猜測(cè)）。要么就是儀器不同，稍稍有所差異有0.4db的差異。也有可能是這個(gè)儀器比較老了。存在誤差，這個(gè)就不糾結(jié)了，完全滿(mǎn)足的。
至于后面的其他指標(biāo)我會(huì)慢慢來(lái)測(cè)試的，IMD3，還有諧波之類(lèi)的，我會(huì)后面測(cè)試的。還有我前面的所說(shuō)的功能，我全部測(cè)試了，都能實(shí)現(xiàn)，大功率的功放主要就是駐保護(hù)功能，我測(cè)試，把功放的輸出端開(kāi)路，控制部分馬上就把電源斷開(kāi)，駐波保護(hù)端輸出高電平，驅(qū)動(dòng)LED之類(lèi)的器件。
溫度保護(hù)功能，也實(shí)現(xiàn)了，到達(dá)70多度的時(shí)候功放也是自動(dòng)就不工作了，防止溫度過(guò)高損壞功放管。
這次我用了個(gè)大的風(fēng)扇一直吹，效果很好，我摸了摸散熱塊，也就是40度左右（長(zhǎng)時(shí)間工作）。
到此為止這個(gè)功放幾乎就都實(shí)現(xiàn)了，坐等最終版！！！機(jī)加工CNC做個(gè)精致的外殼，人靠衣服馬靠鞍，同樣的道理，有了外殼遮擋下，會(huì)漂亮點(diǎn)哈哈哈。。。
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最終版
穿上衣服了。。。。。
我自己感覺(jué)都漂亮了。。。。
心得體會(huì)這個(gè)也是我第一次，做大功率的功放，從中收獲了很多，從功放的選型，到排版布局，仿真等，都有所提高。只要用心去鉆研肯定會(huì)有所收獲的，我相信還是肯付出，會(huì)有回報(bào)，不付出一定沒(méi)有回報(bào)，我在這個(gè)產(chǎn)品中，也發(fā)過(guò)火，甚至都哭了，想放棄了，在調(diào)節(jié)第二級(jí)推動(dòng)的時(shí)候，總是燒管子，我選得是TriQuint公司的管子，這個(gè)公司的管子都比較貴，所以燒的不是芯片，是錢(qián)啊！！！。。。。。這都是我辛苦的工資。一連燒了4片。600塊就沒(méi)了，我真的想放棄了。第二天想想既然做到這了，一定要堅(jiān)持下去，之后靜下心來(lái)慢慢的調(diào)，最后穩(wěn)定了，不管什么產(chǎn)品什么項(xiàng)目，背后都有不為人知的心酸。看著很簡(jiǎn)單的東西，也要去動(dòng)手做，才知道簡(jiǎn)單、容易。
總結(jié)下，要搞大功率的器件，真的太燒錢(qián)了，我朋友說(shuō)他也在搞功放，一個(gè)管子2000多。一晚上燒了5個(gè)。都是匹配不好，長(zhǎng)時(shí)間工作，導(dǎo)致的。大功率的衰減器，大的嚇人，大功率功放對(duì)身體百害無(wú)一利。最主要是利潤(rùn)！！！
接下里我去挑戰(zhàn)下短波寬帶功放，例如2---100MHz。50W的功率。
功放的難點(diǎn)就是增益高，會(huì)自激，所以放大器級(jí)間匹配一定要做好，尤其是末端，一定要做好匹配，否則就會(huì)燒管子（錢(qián)），現(xiàn)在的功放都是28V或者50V供電，所以電源一定要設(shè)置好，免得上電，就把功放管擊穿，這個(gè)我也遇到過(guò)的。
解決上述的問(wèn)題就是:耐心+時(shí)間+經(jīng)驗(yàn)=成功
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