L'amplificateur de signaux radiofréquences (RF PA) est un élément essentiel du système de transmission, et son importance est évidente. Qu'est-ce qu'un amplificateur de signaux radiofréquences ? Ce qui suit nous propose une brève présentation du concept des amplificateurs de signaux RF et de leur classification.
1. Qu'est-ce qu'un amplificateur de signal RF ?
Dans le circuit d'entrée de l'émetteur, la puissance du signal radiofréquence générée par le circuit oscillateur de modulation est très faible ; elle doit donc être amplifiée par une série d'amplificateurs (étage tampon, étage amplificateur central et étage amplificateur de puissance final) avant de pouvoir être rayonnée par l'antenne. Afin d'obtenir une puissance de sortie RF suffisamment élevée, il est nécessaire d'utiliser un amplificateur de puissance RF. Une fois que le modulateur a généré un signal radiofréquence, ce signal modulé est amplifié par l'amplificateur de puissance RF pour répondre aux exigences de puissance, passe par le réseau d'adaptation, puis est émis par l'antenne.
2. Structure d'un amplificateur de signaux RF
L'ensemble du circuit de l'amplificateur de signal RF se compose de trois parties : le circuit d'adaptation d'entrée, le circuit d'adaptation de sortie et le circuit de polarisation.
En ce qui concerne le circuit d'adaptation d'entrée, nous pouvons utiliser des outils auxiliaires, tels qu'ADS, pour l'adapter grossièrement à une certaine bande de fréquences. Cette bande de fréquences est généralement étroite ; il convient ensuite de procéder à un réglage fin approprié pour obtenir un résultat relativement satisfaisant.
Les condensateurs de blocage du courant continu sont généralement nécessaires dans les amplificateurs, et leur valeur influe sur la fréquence de coupure de la bande de fréquences de fonctionnement. En termes simples, en raison de l’effet de peau, les condensateurs présentent certains comportements à haute fréquence dans des conditions de haute fréquence. Le condensateur en question n’est pas un simple condensateur, il équivaut à un filtre passe-haut. La capacité d’un condensateur de blocage CC est généralement de 100 pF, 1 000 pF ou 0,01 µF. Plus la capacité est faible, plus la fréquence de coupure est élevée et plus les pertes à haute fréquence sont importantes. À l’inverse, plus la capacité du condensateur est élevée, plus la fréquence de coupure est basse et plus les pertes à haute fréquence sont faibles.
Si l'on revient sur la partie relative à la polarisation, plus l'inductance L est grande, plus la fréquence de coupure est basse, mais les caractéristiques en haute fréquence sont médiocres et des harmoniques peuvent apparaître. Plus l'inductance est faible, plus la fréquence de coupure est élevée, et meilleures sont les caractéristiques en haute fréquence. En règle générale, si l’inductance n’est pas utilisée ici à des fins d’adaptation, sa valeur est généralement supérieure à 100 nH. La capacité de l’inductance doit être supérieure au courant d’alimentation dans ce cas. Si le courant d’alimentation est important, il est nécessaire de choisir une inductance dotée d’un boîtier plus grand.
Si les exigences en matière de linéarité du gain sont élevées, vous pouvez privilégier la méthode consistant à ajouter une inductance conique et à utiliser des condensateurs haute fréquence. Les BIAS-TEE fabriqués de cette manière permettent généralement de répondre à ces exigences.
3. Types d'amplificateurs de signaux RF
Les amplificateurs RF peuvent être classés en amplificateurs à fort gain, amplificateurs à faible bruit et amplificateurs de puissance moyenne à élevée. Le transistor hyperfréquence est au cœur du circuit amplificateur.
La fréquence de fonctionnement des amplificateurs de puissance RF est très élevée, mais la bande de fréquences est relativement étroite. Les amplificateurs de puissance RF utilisent généralement des réseaux sélectifs en fréquence comme boucle de charge. Les amplificateurs de puissance RF peuvent être classés en trois modes de fonctionnement : A (A), B (B) et C (C), en fonction des différents angles de conduction du courant.
1. L'angle de conduction d'un amplificateur de classe A est de 360°, ce qui convient à l'amplification de petits signaux et de faible puissance ;
2. L'angle de conduction du courant de l'amplificateur de classe B est égal à 180° ;
3. L'angle de conduction du courant de l'amplificateur de classe C est inférieur à 180° ;
Les modes de fonctionnement de classe B et de classe C conviennent tous deux aux conditions de fonctionnement à haute puissance, et la puissance de sortie ainsi que la puissance des conditions de fonctionnement de classe C sont les plus élevées parmi les trois modes de fonctionnement.
La plupart des amplificateurs de puissance RF fonctionnent en classe C, mais la distorsion de la forme d'onde du courant des amplificateurs de classe C est trop importante ; ils ne peuvent donc être utilisés que pour une amplification de puissance à résonance de charge avec une boucle accordée. La boucle accordée possédant une capacité de filtrage, le courant et la tension de la boucle restent proches de formes d'onde sinusoïdales, et la distorsion est très faible.
Ce qui précède présente le principe, la structure et la classification des amplificateurs de signaux radiofréquences. Les amplificateurs radiofréquences jouent un rôle essentiel dans les systèmes de transmission de signaux sans fil. Ce n'est qu'en comprenant leurs principes de fonctionnement qu'il est possible de mieux les utiliser. Mots-clés : télécommande, RTU
