用于电力载波输出的功率放大器设计

电容和电感的取值由公式来获得。谐振频率相同时，电容容量越小，电感数值越大，品质因数越大，选频特性越好，为了得到合适的负反馈，加入了电阻来调整品质因数。

从表1可以看出，使用LC谐振作为负反馈可以在一定程度上抑制谐波失真。

选频负反馈的使用使得电路只使用于特定频率的功率放大，若需要较大范围的频率响应，则不适合采用选频电路。

4 偏置电路的改进

使用图6所示的恒流源代替基本电路中的电阻R1，使得偏置电路中的电流不会受到输入端的影响，从而使输出端更加稳定，降低失真。

由表2两者的对比可以看出，使用恒流源代替电阻可以使谐波失真大大降低，但是温度特性会变差，使用中需要注意温度补偿。

温度特性变差，但相对其对谐波失真的改进来看，此影响很小，所以在电路中恒流源的引入是非常有意义的。

5 提高输入电阻

加入前面所述的选频负反馈电路之后，输入电阻变得很小，大概只有200～300 Ω，当信号源内阻变化时，会导致输出端波形变化很大，并可能出现严重失真。所以需要采取措施提高输入电阻，以降低信号源变化所带来的影响。

方法1  通常可以采用射级跟随电路作为前级输入端的方法来提高输入电阻，此方法效果好，成本高。

方法2  当对输入电阻阻值要求不是太大时，可以简单的在输入端串联一定数值的电阻，来达到提高输入电阻的目的，此方法实现简单，成本低。

在本应用中，信号由特定DA芯片提供，信号源内阻变化不大，适合采用第2种方法。

6 晶体管的选择

最大管压降：电源采用了12 V供电，所以晶体管最大管压降应大于12 V；最大电流：经PSpice仿真，测得输出级的2个三极管最大电流为150 mA，电流源和前级放大晶体管小于10 mA；最大功耗：经PSpice仿真，测得输出级的2个三极管最大瞬时功耗550 mW，前级放大晶体管最大瞬时功耗小于60 mW；工作温度：产品需要能在室外环境中正常工作；频率特性：截止频率大于300 kHz；综合考虑，选择2N3904和N3906晶体管。

7 改进后的电路图及性能

根据前面所述的方法对开始的基本电路进行改进，得到最后的实用电路，如图7所示。电源：+12 V，内阻10 Ω；输出信号总谐波失真率约O．05％；输入阻抗：1．2 kΩ。输出阻抗：6 Ω；输出电压：8．3 V；最低工作温度：-30℃。

8 结语

本文从最基本功率放大电路着手，从多个方面对其进行改进，获得了较高的谐波失真性能和较高的输出功率，最终电路能够满足国家电网标准的要求和实际应用的需求。