第三章高頻諧振放大器課件

1、2022-4-241第三章第三章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器第一節(jié)第一節(jié) 高頻小信號(hào)放大器高頻小信號(hào)放大器第二節(jié)第二節(jié) 高頻功率放大器的原理與特性高頻功率放大器的原理與特性第三節(jié)第三節(jié) 高頻功放的高頻特性高頻功放的高頻特性第四節(jié)第四節(jié) 高頻功率放大器的實(shí)際線路高頻功率放大器的實(shí)際線路第五節(jié)第五節(jié) 高頻功放、功率合成與射頻模塊放大器高頻功放、功率合成與射頻模塊放大器2022-4-242本節(jié)重點(diǎn)：本節(jié)重點(diǎn)：高頻小信號(hào)諧振放大器的高頻小信號(hào)諧振放大器的 工作原理及性能指標(biāo)計(jì)算。工作原理及性能指標(biāo)計(jì)算。難難 點(diǎn)：點(diǎn)：諧振放大器的性能分析。諧振放大器的性能分析。第三章第三章 高頻諧振放大器高頻諧振放大

2、器第一節(jié)第一節(jié) 高頻小信號(hào)放大器高頻小信號(hào)放大器2022-4-243第一節(jié)第一節(jié) 高頻小信號(hào)放大器高頻小信號(hào)放大器 高頻小信號(hào)諧振放大器的功用就是放大各種無(wú)線高頻小信號(hào)諧振放大器的功用就是放大各種無(wú)線電設(shè)備中的高頻小信號(hào)，以便作進(jìn)一步的變換和電設(shè)備中的高頻小信號(hào)，以便作進(jìn)一步的變換和處理。處理。 高頻小信號(hào)放大器按頻帶寬度可以分為窄帶放大高頻小信號(hào)放大器按頻帶寬度可以分為窄帶放大器和寬帶放大器。器和寬帶放大器。 按有源器件可以分為以分立元件為主的高頻放大按有源器件可以分為以分立元件為主的高頻放大器和以集成電路為主的集中選頻放大器。器和以集成電路為主的集中選頻放大器。2022-4-244對(duì)高頻小

3、信號(hào)放大器的主要要求是： 增益要高。 頻率選擇性要好。 噪聲系數(shù)NF要小。 工作穩(wěn)定可靠。 第一節(jié)第一節(jié) 高頻小信號(hào)放大器高頻小信號(hào)放大器2022-4-245一、一、高頻小信號(hào)放大器的工作原理高頻小信號(hào)放大器的工作原理高頻小信號(hào)諧振放大器實(shí)際線路 234511bR2bRbCeReCVCLLRUCC第一節(jié)第一節(jié) 高頻小信號(hào)放大器高頻小信號(hào)放大器高頻小信號(hào)諧振放大器交流等效電路 123452022-4-246NoImageNoImageNoImage物理模型等效電路：混合物理模型等效電路：混合p參數(shù)等效電路。參數(shù)等效電路。網(wǎng)絡(luò)參數(shù)等效電路：網(wǎng)絡(luò)參數(shù)等效電路：Y Y 參數(shù)等效電路。參數(shù)等效電路。晶體

4、管的高頻小信號(hào)等效電路主要有兩種表示方法：晶體管的高頻小信號(hào)等效電路主要有兩種表示方法：混合混合型等效電路是從模擬晶體管的物理結(jié)構(gòu)出發(fā)，用型等效電路是從模擬晶體管的物理結(jié)構(gòu)出發(fā)，用集中參數(shù)元件集中參數(shù)元件r，C和受控源表示晶體管內(nèi)的復(fù)雜關(guān)系。和受控源表示晶體管內(nèi)的復(fù)雜關(guān)系。Y參數(shù)等效電路是從測(cè)量和使用的角度出發(fā)，把晶體管參數(shù)等效電路是從測(cè)量和使用的角度出發(fā)，把晶體管看作一個(gè)有源線性四端網(wǎng)絡(luò)，用一組網(wǎng)絡(luò)參數(shù)來(lái)構(gòu)成看作一個(gè)有源線性四端網(wǎng)絡(luò)，用一組網(wǎng)絡(luò)參數(shù)來(lái)構(gòu)成其等效電路其等效電路1 1晶體管的高頻等效電路晶體管的高頻等效電路二、放大器性能分析二、放大器性能分析2022-4-247CberbbCbc

5、rbcrbeubercegm ubeeb rcerbcreeCbeCbcrbbrbecrccbgm ube1 1晶體管的高頻等效電路晶體管的高頻等效電路二、放大器性能分析二、放大器性能分析* 混合混合 等效電路等效電路注意：注意：C bc和和rbb的存在對(duì)晶體管的高頻運(yùn)用是十分不利的。的存在對(duì)晶體管的高頻運(yùn)用是十分不利的。 Cbc將輸出交流電流反饋到輸入端，可能會(huì)引起放大器自激。將輸出交流電流反饋到輸入端，可能會(huì)引起放大器自激。 rbb在共基電路中會(huì)引起高頻負(fù)載反饋，降低晶體管的在共基電路中會(huì)引起高頻負(fù)載反饋，降低晶體管的 。2022-4-248圖3-2 (a)晶體三極管混 等效電路 NoIm

6、ageCberbbCbcrbcrbeubercegm ubeNoImageNoImage頻率較高時(shí)，頻率較高時(shí)，Cb c的容抗較小，可它并聯(lián)的電阻的容抗較小，可它并聯(lián)的電阻rb c較大，較大，相比之下相比之下rb c可以忽略。簡(jiǎn)化后的等效電路為：可以忽略。簡(jiǎn)化后的等效電路為：2022-4-249* Y參數(shù)參數(shù) 等效電路等效電路混合混合型等效電路型等效電路的優(yōu)點(diǎn)是：各元件參數(shù)物理意義明的優(yōu)點(diǎn)是：各元件參數(shù)物理意義明確，在較寬的頻帶內(nèi)這些元件值基本上確，在較寬的頻帶內(nèi)這些元件值基本上與頻率無(wú)關(guān)與頻率無(wú)關(guān)。缺點(diǎn)是，隨著器件不同有不少的差別，分析和測(cè)量不缺點(diǎn)是，隨著器件不同有不少的差別，分析和測(cè)量不便

7、。因此，便。因此，混合混合型等效電路比較適合寬頻帶放大器。型等效電路比較適合寬頻帶放大器。它的優(yōu)點(diǎn)導(dǎo)出的表達(dá)式具有普遍意義，分析和它的優(yōu)點(diǎn)導(dǎo)出的表達(dá)式具有普遍意義，分析和測(cè)量方便；缺點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)參數(shù)與頻率有關(guān)。但由于高測(cè)量方便；缺點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)參數(shù)與頻率有關(guān)。但由于高頻小信號(hào)諧振放大器的頻帶較窄，一般只需在工作頻小信號(hào)諧振放大器的頻帶較窄，一般只需在工作頻率頻率f0 0上進(jìn)行參數(shù)計(jì)算。故上進(jìn)行參數(shù)計(jì)算。故分析高頻小信號(hào)諧振放大分析高頻小信號(hào)諧振放大器時(shí)采用器時(shí)采用Y Y參數(shù)等效電路是合適的參數(shù)等效電路是合適的。2022-4-2410 圖圖 (a)將共發(fā)接法的晶體管等效為有源線性四端網(wǎng)絡(luò)。圖將共發(fā)接法的晶

8、體管等效為有源線性四端網(wǎng)絡(luò)。圖中中 表示晶體管輸入和輸出電壓，表示晶體管輸入和輸出電壓， 為其對(duì)應(yīng)電流。以為其對(duì)應(yīng)電流。以 為自變量，為自變量， 為因變量，則描述它們之間的關(guān)系的線為因變量，則描述它們之間的關(guān)系的線性方程為：性方程為：be+-ce+-bUcU+-bUcU+-ieYcreUYbfeUYoeYbIcIbIcI圖（圖（a）圖（圖（b）coebfeccrebiebUYUYIUYUYI=cbII和cbUU，cbUU，cbII和2022-4-2411導(dǎo)納導(dǎo)納輸入交流短路時(shí)的輸出輸入交流短路時(shí)的輸出 |0=bUccoeUIY傳輸導(dǎo)納傳輸導(dǎo)納輸入交流短路時(shí)的反向輸入交流短路時(shí)的反向 |0=bU

9、cbreUIY傳輸導(dǎo)納傳輸導(dǎo)納輸出交流短路時(shí)的正向輸出交流短路時(shí)的正向 |0=cUbcfeUIY導(dǎo)納導(dǎo)納輸出交流短路時(shí)的輸入輸出交流短路時(shí)的輸入 |0=cUbbieUIY+-bUcU+-ieYcreUYbfeUYoeYcIbIcoebfeccrebiebUYUYIUYUYI=2022-4-2412圖中信號(hào)源用電流源圖中信號(hào)源用電流源Is表示，表示，Ys是電流源的內(nèi)導(dǎo)是電流源的內(nèi)導(dǎo)納，負(fù)載導(dǎo)納為納，負(fù)載導(dǎo)納為YL，它包括諧振回路的導(dǎo)納和負(fù)，它包括諧振回路的導(dǎo)納和負(fù)載電阻載電阻RL的等效導(dǎo)納。忽略管子內(nèi)部的反饋，即的等效導(dǎo)納。忽略管子內(nèi)部的反饋，即令令Yre=0，由圖可得：，由圖可得：2 2、放大

10、器的性能參數(shù)、放大器的性能參數(shù)2022-4-2413主要性能指標(biāo)主要性能指標(biāo)K0.1=9.952022-4-2414K0.1=9.95 上式說(shuō)明上式說(shuō)明,諧振時(shí)諧振時(shí)K 與回與回路總電導(dǎo)路總電導(dǎo)g成反比，與晶體管成反比，與晶體管正向傳輸導(dǎo)納正向傳輸導(dǎo)納Yfe成正比。成正比。|Yfe|越大，越大，| K|越大。負(fù)號(hào)表示輸越大。負(fù)號(hào)表示輸出電壓與輸入電壓有出電壓與輸入電壓有180的的相位差。因?yàn)?，相位差。因?yàn)?，Yfe本身是一本身是一個(gè)復(fù)數(shù)個(gè)復(fù)數(shù),也有一個(gè)相角也有一個(gè)相角fe 因此因此 與與 的相位差應(yīng)為的相位差應(yīng)為fe-180。只有頻率較低時(shí)只有頻率較低時(shí)fe=0, 與與 相位差為相位差為-180

11、。oUIUoUIU單調(diào)諧放大器的矩形系數(shù)單調(diào)諧放大器的矩形系數(shù)遠(yuǎn)大于遠(yuǎn)大于1，也就是說(shuō)，它的諧，也就是說(shuō)，它的諧振曲線和矩形相差甚遠(yuǎn)，選擇振曲線和矩形相差甚遠(yuǎn)，選擇性差，這是單調(diào)諧放大器的一性差，這是單調(diào)諧放大器的一大缺點(diǎn)。大缺點(diǎn)。2022-4-2415三、高頻帶諧振放大器的穩(wěn)定性三、高頻帶諧振放大器的穩(wěn)定性1、放大器的穩(wěn)定性、放大器的穩(wěn)定性 以上我們?cè)谟懻撝C振放大器時(shí)以上我們?cè)谟懻撝C振放大器時(shí), , 都假定了反向都假定了反向傳輸導(dǎo)納傳輸導(dǎo)納rere, , 即晶體管單向工作即晶體管單向工作, , 輸入電壓輸入電壓可以控制輸出電流可以控制輸出電流, , 而輸出電壓不影響輸入。實(shí)際而輸出電壓不影響

12、輸入。實(shí)際上上rere0, 0, 即輸出電壓可以反饋到輸入端即輸出電壓可以反饋到輸入端, , 引起輸引起輸入電流的變化入電流的變化, , 從而可能引起放大器工作不穩(wěn)定。從而可能引起放大器工作不穩(wěn)定。如果這個(gè)反饋?zhàn)銐虼笕绻@個(gè)反饋?zhàn)銐虼? , 且在相位上滿足正反饋條件且在相位上滿足正反饋條件, , 則會(huì)出現(xiàn)自激振蕩。則會(huì)出現(xiàn)自激振蕩。 2022-4-2416 為了提高放大器的穩(wěn)定性為了提高放大器的穩(wěn)定性, , 通常從兩個(gè)方面著通常從兩個(gè)方面著手。手。一一是從晶體管本身想辦法是從晶體管本身想辦法, , 減小其反向傳輸導(dǎo)減小其反向傳輸導(dǎo)納納rere值。值。rere的大小主要取決于集電極與基極間的的大

13、小主要取決于集電極與基極間的結(jié)電容結(jié)電容bcbc（由混合（由混合型等效電路圖可知型等效電路圖可知, , bcbc跨接在輸入、跨接在輸入、 輸出端之間）輸出端之間）, , 所以制作晶體管所以制作晶體管時(shí)應(yīng)盡量使其時(shí)應(yīng)盡量使其bc減小減小, , 使反饋容抗增大使反饋容抗增大, , 反饋?zhàn)鞣答佔(zhàn)饔脺p弱。用減弱。2、提高放大器穩(wěn)定性的方法、提高放大器穩(wěn)定性的方法二二是從電路上設(shè)法消除晶體管的反向作用是從電路上設(shè)法消除晶體管的反向作用, 使它單向使它單向化?；?。 具體方法有具體方法有中和法中和法與與失配法失配法。2022-4-2417中和法通過(guò)在晶體管的輸出端與輸入端之間引入一個(gè)中和法通過(guò)在晶體管的輸出

14、端與輸入端之間引入一個(gè)附加的外部反饋電路附加的外部反饋電路( (中和電路中和電路) )來(lái)抵消晶體管內(nèi)部參來(lái)抵消晶體管內(nèi)部參數(shù)數(shù)Y Yrere的反饋?zhàn)饔?。的反饋?zhàn)饔?。圖3-5 (a) 中和電路原理電路 UCC中和條件為：中和條件為：n中和法中和法2022-4-2418失配法失配法失配法通過(guò)增大負(fù)載導(dǎo)納，進(jìn)而增大總回路導(dǎo)納，使失配法通過(guò)增大負(fù)載導(dǎo)納，進(jìn)而增大總回路導(dǎo)納，使輸出電路失配，輸出電壓相應(yīng)減小，對(duì)輸入端的影響輸出電路失配，輸出電壓相應(yīng)減小，對(duì)輸入端的影響也就減小。也就減小。 失配法是用失配法是用犧牲增益來(lái)?yè)Q取電路的穩(wěn)定犧牲增益來(lái)?yè)Q取電路的穩(wěn)定。 2022-4-2419雙柵場(chǎng)效應(yīng)管也稱雙柵場(chǎng)

15、效應(yīng)管也稱為雙柵為雙柵 MOS MOS 管。管。它是一個(gè)管子中有它是一個(gè)管子中有兩個(gè)控制柵極。從兩個(gè)控制柵極。從結(jié)構(gòu)上來(lái)看可以認(rèn)結(jié)構(gòu)上來(lái)看可以認(rèn)為是兩個(gè)單柵場(chǎng)效為是兩個(gè)單柵場(chǎng)效應(yīng)管的應(yīng)管的共源共源- -共柵共柵級(jí)聯(lián)級(jí)聯(lián)，與，與共發(fā)共基共發(fā)共基放大器放大器類似如右圖類似如右圖所示。所示。2022-4-2420在實(shí)際電路中，放大器外部的寄生反饋，均以電在實(shí)際電路中，放大器外部的寄生反饋，均以電磁耦合的方式出現(xiàn)。電磁耦合的途徑主要有：磁耦合的方式出現(xiàn)。電磁耦合的途徑主要有：在電子設(shè)備中，接地是控制干擾的重要方法。如能在電子設(shè)備中，接地是控制干擾的重要方法。如能將接地和屏蔽正確結(jié)合起來(lái)使用可解決大部分

16、干擾將接地和屏蔽正確結(jié)合起來(lái)使用可解決大部分干擾問(wèn)題。問(wèn)題。電容性耦合電容性耦合電感性耦合電感性耦合公共電阻耦合公共電阻耦合輻射耦合輻射耦合2022-4-2421四、多級(jí)諧振放大器四、多級(jí)諧振放大器1、多級(jí)單調(diào)諧放大器、多級(jí)單調(diào)諧放大器當(dāng)單級(jí)放大器的增益不能滿足要求時(shí)當(dāng)單級(jí)放大器的增益不能滿足要求時(shí), ,即可采取多級(jí)放即可采取多級(jí)放大器。其中大器。其中每一級(jí)都調(diào)諧在同一個(gè)頻率上每一級(jí)都調(diào)諧在同一個(gè)頻率上，故多級(jí)級(jí)聯(lián)單，故多級(jí)級(jí)聯(lián)單調(diào)諧放大器也稱為同步諧振放大器。調(diào)諧放大器也稱為同步諧振放大器?？傇鲆婵傇鲆?K0=K01K02K03K0n 通頻帶越寬，每級(jí)的增益就越小，對(duì)于單級(jí)諧振放大器來(lái)通頻帶

17、越寬，每級(jí)的增益就越小，對(duì)于單級(jí)諧振放大器來(lái)說(shuō)，增益和通頻帶的矛盾是一個(gè)嚴(yán)重問(wèn)題，特別是對(duì)高增益寬說(shuō)，增益和通頻帶的矛盾是一個(gè)嚴(yán)重問(wèn)題，特別是對(duì)高增益寬頻帶的放大器來(lái)說(shuō)，這個(gè)問(wèn)題更為突出。后面將討論的參差調(diào)頻帶的放大器來(lái)說(shuō)，這個(gè)問(wèn)題更為突出。后面將討論的參差調(diào)諧放大器就是為了解決這個(gè)矛盾而提出的。諧放大器就是為了解決這個(gè)矛盾而提出的。2022-4-2422n n級(jí)相同的放大器級(jí)聯(lián)時(shí)，它的諧振曲線等于各單級(jí)相同的放大器級(jí)聯(lián)時(shí)，它的諧振曲線等于各單級(jí)諧振曲線的乘積。級(jí)諧振曲線的乘積。2200)2(1 1mLnnffQAAD=多級(jí)單調(diào)諧回路的諧振曲線多級(jí)單調(diào)諧回路的諧振曲線四、多級(jí)諧振放大器四、多級(jí)

18、諧振放大器1、多級(jí)單調(diào)諧放大器、多級(jí)單調(diào)諧放大器2022-4-2423可推得可推得令令則得則得可知，級(jí)數(shù)越多，矩形系數(shù)越小。可知，級(jí)數(shù)越多，矩形系數(shù)越小。LnnQff017 . 012)2(-=D21)2(1 12200=D=nLnnffQAAnnnrffK)2()2()(7 . 01 . 01 . 0DD=1 . 00=nnAA121100)(111.0-=nnnrK2022-4-2424表表3-13-1多級(jí)單調(diào)諧放大器的帶寬多級(jí)單調(diào)諧放大器的帶寬 和矩形系數(shù)和矩形系數(shù) 從表上可以看出，當(dāng)級(jí)數(shù)從表上可以看出，當(dāng)級(jí)數(shù)n n增加時(shí)，增加時(shí)，總帶寬將減總帶寬將減小；矩形系數(shù)有所改善?。痪匦蜗禂?shù)有所

19、改善。但這種改善是有限度的，。但這種改善是有限度的，級(jí)數(shù)越多，級(jí)數(shù)越多，K K0.10.1變化越緩慢。即當(dāng)變化越緩慢。即當(dāng)n n趨于無(wú)窮時(shí)趨于無(wú)窮時(shí),K,K0.10.1也只有也只有2.562.56。和理想的矩形還有很大距離。和理想的矩形還有很大距離。級(jí)數(shù)n12345B/BI1.00.640.510.430.35K0.19.954.903.743.403.202022-4-24252、多級(jí)雙調(diào)諧放大器、多級(jí)雙調(diào)諧放大器采用多級(jí)雙調(diào)諧放大器可以改變放大器的頻率選擇性。采用多級(jí)雙調(diào)諧放大器可以改變放大器的頻率選擇性。級(jí)數(shù)n1234B/BI1.00.80.710.66K0.13.152.161.91.

20、8n n級(jí)雙調(diào)諧放大器級(jí)聯(lián)時(shí)，總通帶小于單級(jí)時(shí)的通頻帶。級(jí)雙調(diào)諧放大器級(jí)聯(lián)時(shí)，總通帶小于單級(jí)時(shí)的通頻帶。不過(guò)，不過(guò)，n n級(jí)級(jí)聯(lián)時(shí)，雙調(diào)諧放大器的頻帶縮小不如單調(diào)級(jí)級(jí)聯(lián)時(shí)，雙調(diào)諧放大器的頻帶縮小不如單調(diào)諧放大器那么厲害。諧放大器那么厲害。2022-4-24263、參差調(diào)諧放大器、參差調(diào)諧放大器各級(jí)的調(diào)諧回路和調(diào)諧頻率都彼此不同。目的是增各級(jí)的調(diào)諧回路和調(diào)諧頻率都彼此不同。目的是增加放大器的總帶寬，同時(shí)又得到邊沿陡峭的頻率特加放大器的總帶寬，同時(shí)又得到邊沿陡峭的頻率特性。性。K1K2K3K1，K2，K3x xx x- 2022-4-2427集成選頻放大器由集中選頻濾波器和集成寬帶放大集成選頻放大

21、器由集中選頻濾波器和集成寬帶放大器構(gòu)成。器構(gòu)成。 圖圖(a)(a)方案的不足是寬帶放大器中可能產(chǎn)方案的不足是寬帶放大器中可能產(chǎn)生新的干擾，若新產(chǎn)生干擾的頻率恰在濾波器通頻生新的干擾，若新產(chǎn)生干擾的頻率恰在濾波器通頻帶內(nèi)，則無(wú)法濾除。在圖帶內(nèi)，則無(wú)法濾除。在圖(b)(b)方案中，濾波器的插入方案中，濾波器的插入損耗會(huì)降低信噪比，因此需增加低噪聲前置放大器。損耗會(huì)降低信噪比，因此需增加低噪聲前置放大器。 五、高頻集成放大器五、高頻集成放大器2022-4-24282022-4-24292022-4-2430第二節(jié)第二節(jié) 高頻功率放大器的原理與特性高頻功率放大器的原理與特性2022-4-2431 高頻

22、諧振功率放大器用于各種無(wú)線電發(fā)送設(shè)高頻諧振功率放大器用于各種無(wú)線電發(fā)送設(shè)備中，對(duì)高頻載波或高頻已調(diào)波進(jìn)行功率放大。備中，對(duì)高頻載波或高頻已調(diào)波進(jìn)行功率放大。工作狀態(tài)：工作狀態(tài)： A，B，AB，C；（甲、乙、甲乙、丙甲、乙、甲乙、丙）D，E，S； （開(kāi)關(guān)型開(kāi)關(guān)型）F，G，H ；（特殊技術(shù)型特殊技術(shù)型） 目的：使電信號(hào)能夠有效地進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸目的：使電信號(hào)能夠有效地進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸特點(diǎn)：高頻、大信號(hào)、非線性工作特點(diǎn)：高頻、大信號(hào)、非線性工作要求：輸出功率大、轉(zhuǎn)換效率高要求：輸出功率大、轉(zhuǎn)換效率高窄帶高頻功率放大器窄帶高頻功率放大器：以諧振回路為負(fù)載，所以又稱：以諧振回路為負(fù)載，所以又稱諧振功率放大器

23、。諧振功率放大器。寬帶高頻功率放大器寬帶高頻功率放大器：采用非選頻性負(fù)載，如傳輸線：采用非選頻性負(fù)載，如傳輸線 變壓器或其他寬帶匹配電路。變壓器或其他寬帶匹配電路。分析方法：折線法近似分析分析方法：折線法近似分析第二節(jié)第二節(jié) 高頻功率放大器的原理與特性高頻功率放大器的原理與特性2022-4-2432特點(diǎn)：特點(diǎn)：1 1、NPNNPN高頻大功率晶體管，高頻大功率晶體管，高高f fT T；改變；改變U UBBBB可以改變放可以改變放大器的工作類型；大器的工作類型；2 2、大信號(hào)激勵(lì)：、大信號(hào)激勵(lì)：12V12V；3 3、發(fā)射結(jié)在一個(gè)周期內(nèi)只、發(fā)射結(jié)在一個(gè)周期內(nèi)只有部分時(shí)間導(dǎo)通，有部分時(shí)間導(dǎo)通，i iB

24、 B、i iC C均均為一系列高頻脈沖；為一系列高頻脈沖；4 4、諧振回路作負(fù)載可以濾、諧振回路作負(fù)載可以濾除高頻脈沖電流除高頻脈沖電流i iC C中的諧波中的諧波分量，同時(shí)實(shí)現(xiàn)阻抗匹配。分量，同時(shí)實(shí)現(xiàn)阻抗匹配。 組成：組成：BJTBJT、LCLC諧振回路、輸入回路、饋電電源諧振回路、輸入回路、饋電電源UCCUBBiBiCuCEuBELC RubVT一、一、 工作原理工作原理2022-4-2433忽略高頻效應(yīng)忽略高頻效應(yīng)-按照低頻特性分析；按照低頻特性分析；忽略基區(qū)寬變效應(yīng)忽略基區(qū)寬變效應(yīng)-輸出特性水平、輸出特性水平、 平行、等間隔；平行、等間隔；忽略管子結(jié)電容、載流子基區(qū)渡躍時(shí)間；忽略管子結(jié)

25、電容、載流子基區(qū)渡躍時(shí)間；忽略穿透電流忽略穿透電流-截止區(qū)截止區(qū)ICEO=0；分析與計(jì)算大大簡(jiǎn)化，但誤差也大；分析與計(jì)算大大簡(jiǎn)化，但誤差也大；理論分析與計(jì)算只是為電路參數(shù)的理論分析與計(jì)算只是為電路參數(shù)的選擇與調(diào)整提供依據(jù)與指導(dǎo)，實(shí)際選擇與調(diào)整提供依據(jù)與指導(dǎo)，實(shí)際電路工作時(shí)需要調(diào)整。電路工作時(shí)需要調(diào)整。uCE0ic輸出特性輸出特性u(píng)BE0ibUBB輸入特性輸入特性轉(zhuǎn)移特性轉(zhuǎn)移特性u(píng)BE0icUBBgm特性曲線的特性曲線的折線化折線化：分析方法分析方法以后將以后將UBB寫成寫成UD2022-4-24341 1、電流、電壓波形：、電流、電壓波形：uBEib tUbmUBBUD- uBEib t- -

26、 icuBEic t- 圖解可見(jiàn)，圖解可見(jiàn)，i iB B和和i iC C都是余弦脈都是余弦脈沖沖，定義，定義為導(dǎo)通角，三極管為導(dǎo)通角，三極管只在只在（ ，）內(nèi)導(dǎo)通內(nèi)導(dǎo)通，當(dāng)，當(dāng)9090o o時(shí)，時(shí)，功率放大器工作于功率放大器工作于丙（丙（C C）類狀態(tài)）類狀態(tài)。tUubmb ,costUUubmBBBE cos = = =發(fā)射結(jié)電壓為發(fā)射結(jié)電壓為：越小越小越負(fù)越負(fù)越小或越小或且且，決定決定和和、 BBbmDBBbmbmBBDbmBBDUUUUUUUUUUU- -= = =- -coscos2022-4-2435iC t- 0ic1Ic1m t0ucUcm t0 tuCEUCC0Uc1m.2co

27、scos210 = =tItIIiiccccc 余弦脈沖展開(kāi)為傅立葉級(jí)數(shù)：余弦脈沖展開(kāi)為傅立葉級(jí)數(shù)：將將 當(dāng)當(dāng)i iC C流過(guò)流過(guò)LCLC諧振回路時(shí)，在回諧振回路時(shí)，在回路兩端產(chǎn)生電壓路兩端產(chǎn)生電壓u uC C。由于諧振回路。由于諧振回路的選頻特性，的選頻特性， u uC C中只有基波分量幅中只有基波分量幅度最大度最大，其它頻率的信號(hào)電壓幅度，其它頻率的信號(hào)電壓幅度較小可以忽略。較小可以忽略。 設(shè)設(shè)R RL L并聯(lián)回路諧振時(shí)的等并聯(lián)回路諧振時(shí)的等效負(fù)載電阻效負(fù)載電阻，包括，包括BJTBJT的輸出電導(dǎo)和的輸出電導(dǎo)和等效的等效的R R。tUUuUumcCCcCCce cos- -= =- -= =

28、RtItUuLmcmcc coscos11. .= = =集電極輸出電壓為：集電極輸出電壓為：2022-4-2436iC t- 0ic1Ic1m t0ucUcm t0 tuCEUCC0Uc1m 從圖中可以看出，從圖中可以看出，C C類高類高頻諧振功放由于選頻作用，頻諧振功放由于選頻作用，即使即使i iC C是不連續(xù)的脈沖電流，是不連續(xù)的脈沖電流，在在諧振回路兩端也會(huì)得到余諧振回路兩端也會(huì)得到余弦電壓弦電壓。2022-4-2437ic余弦脈沖的分解余弦脈沖的分解icicmax-p p/2 - p p/2 tIMIMcos )(cos21)(cos21)(21:.2coscosmax1max10m

29、ax0210 p p p p p p p pp pp pp pp pp pnCCcnmCCmcCCccccccittdniIittdiIitdiItItIIii= = = = = = = = = ），（區(qū)區(qū)間間幅幅為為其其中中各各次次諧諧波波分分量量的的振振級(jí)級(jí)數(shù)數(shù)：余余弦弦脈脈沖沖展展開(kāi)開(kāi)為為傅傅立立葉葉將將其中其中 0()、 1() 、 n ()為諧波為諧波分解系數(shù)分解系數(shù)2022-4-2438圖中圖中 =I=Ic1mc1m/I/Ic0c0= = 1() / 1() / 0()0()為波形系為波形系，隨，隨 減小而增大。減小而增大。 / 1 / 0 = 0 1 2 30 , 1 , 2 ,

30、 32.01.00.50.40.30.20.10-0.0510 30 50 70 90 110 130 150 170 0()、 1() 、 2 () 、 3 ()與與的關(guān)系為：的關(guān)系為：2022-4-24392 2、高頻功放中的能量關(guān)系、高頻功放中的能量關(guān)系1 1）集電極輸出功率：）集電極輸出功率：LmcLmcmcmc1RURIUIp212111212121= = = =2 2）集電極電源提供功率：）集電極電源提供功率：CCc0UIP0= =3 3）集電極損耗功率：集電極損耗功率：10cPPP- -= =為集電極電壓利用系數(shù)為集電極電壓利用系數(shù)式中式中CCmcUU1x x4 4）集電極效率：

31、）集電極效率：CCmccmc01UUIIPP1012121x x h h= = = =2022-4-24405 5） 對(duì)效率的影響對(duì)效率的影響電壓利用系數(shù)電壓利用系數(shù)x x=Uc1m/UCC1， 隨隨 而變化；而變化；乙類功放乙類功放： = p p/2 ， = p p/2 ，h hmax=p p/4=78.5%；丙類功放丙類功放： p p/2 /2 ，減小，減小 ， 提高，提高， h h提高；提高；但是但是 很小時(shí)，很小時(shí)， 提高不多，輸出功率卻降低很多。提高不多，輸出功率卻降低很多。故故 通常選在通常選在65o75o之間。之間。2 2、高頻功放中的能量關(guān)系、高頻功放中的能量關(guān)系6 6）放大器

32、的激勵(lì)功率：放大器的激勵(lì)功率：immbdUIP. .= =1217 7）功率放大倍數(shù)：功率放大倍數(shù)：1PPdPK = =2022-4-2441tUUutUUumcCCCEimBBBE coscos1- -= = = =三點(diǎn)法作圖：三點(diǎn)法作圖： t=0，uBE=UBB+Ubm； uCE=UCC-Uc1m 得到得到A點(diǎn)點(diǎn) t=p p/2，uBE=UBB； uCE=UCC 得到得到 Q點(diǎn)點(diǎn) t= p p， uBE=UBB-Uim 串聯(lián)電阻串聯(lián)電阻R Rs s。1、LC匹配網(wǎng)絡(luò)匹配網(wǎng)絡(luò)1= = =PPSSXRRXQ連接方式：連接方式：L L型、型、型和型和型三種型三種2022-4-2460圖（圖（a

33、a）中）中求得求得:（只適于（只適于RPRL的情況）的情況）RLRPCL (Xs)ReCL(Xp)(b)LsPpRQXQRX. .= = =,1)、L型網(wǎng)絡(luò)型網(wǎng)絡(luò)低阻抗變高阻抗電路（低阻抗變高阻抗電路（L-型）型） Q= 0L/RL= 0CRP1- -= =LPRRQ 21QRRLP = =2022-4-2462 例：例： 設(shè)計(jì)一設(shè)計(jì)一L L 型匹配網(wǎng)絡(luò)，天線（負(fù)載）端電阻型匹配網(wǎng)絡(luò)，天線（負(fù)載）端電阻R R2 2=10=10，要求，要求f0 0=5MHz=5MHz，功放臨界電阻，功放臨界電阻R RLcrLcr=100=100。解：應(yīng)采用低阻抗變高阻抗電路（解：應(yīng)采用低阻抗變高阻抗電路（L-L

34、-型）。型）。 2022-4-24632）型和型和型網(wǎng)絡(luò)型網(wǎng)絡(luò)對(duì)于對(duì)于L L型濾波匹配網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)型濾波匹配網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)R RL L與與R RP P相差不大時(shí)，電路的選擇性會(huì)相差不大時(shí)，電路的選擇性會(huì)很差。很差。T T 型、型、型濾波匹配網(wǎng)絡(luò)均由兩級(jí)型濾波匹配網(wǎng)絡(luò)均由兩級(jí)L L 型電路組成，一級(jí)使阻抗型電路組成，一級(jí)使阻抗變大（變大（Q Q 較大），另一級(jí)使阻抗變?。ㄝ^大），另一級(jí)使阻抗變?。≦ Q 較大）。較大）。2022-4-2464C Cb b為隔直電容為隔直電容 C C1 1、L L1 1和和C C2 2構(gòu)成構(gòu)成型匹配網(wǎng)絡(luò)型匹配網(wǎng)絡(luò)L L2 2用于抵消天線的容抗用于抵消天線的容抗集電極采用的是

35、并聯(lián)饋電方式集電極采用的是并聯(lián)饋電方式2022-4-24652. 2. 耦合回路耦合回路 為了將負(fù)載阻抗變換為了將負(fù)載阻抗變換為放大器所需的最佳為放大器所需的最佳負(fù)載負(fù)載R RP P，減小結(jié)電容，減小結(jié)電容對(duì)選頻回路諧振頻率對(duì)選頻回路諧振頻率的影響，有時(shí)采用變的影響，有時(shí)采用變壓器進(jìn)行阻抗變換。壓器進(jìn)行阻抗變換。右圖所示為課本原理右圖所示為課本原理電路圖電路圖3-13-1選頻回路選頻回路的交流通道，應(yīng)有的交流通道，應(yīng)有U UC1mC1m= =p p1 1U Uomom/ /p p2 22022-4-2466三三 推挽連接線路推挽連接線路高頻功率放大器采用推挽線路的目的高頻功率放大器采用推挽線路

36、的目的提高輸出功率提高輸出功率線性功率放大線性功率放大晶體管工作狀態(tài)：晶體管工作狀態(tài)：B（乙）類（乙）類位置位置輸出級(jí)輸出級(jí)中間級(jí)中間級(jí)2022-4-2467C1C245pFCcC3C410pFLb280 HL1L2VT50 50 17pF16 H0.01 F97 H16pFUCC (28V)LB280 H四四 高頻功率放大器的實(shí)際電路高頻功率放大器的實(shí)際電路2022-4-2468第五節(jié)第五節(jié) 高頻功放、功率合成與射頻模塊放大器高頻功放、功率合成與射頻模塊放大器 一、一、D D 類高頻功率放大器類高頻功率放大器 在在C C（丙）類高頻功放中，提高集電極效率是靠（丙）類高頻功放中，提高集電極效率

37、是靠減小集電極電流的導(dǎo)通角實(shí)現(xiàn)的，但這樣同時(shí)會(huì)減減小集電極電流的導(dǎo)通角實(shí)現(xiàn)的，但這樣同時(shí)會(huì)減小輸出功率。小輸出功率。D D（丁）類功率放大器的晶體管工作（?。╊惞β史糯笃鞯木w管工作于開(kāi)關(guān)狀態(tài)，管子導(dǎo)通時(shí)進(jìn)入飽和區(qū)，器件內(nèi)阻接于開(kāi)關(guān)狀態(tài)，管子導(dǎo)通時(shí)進(jìn)入飽和區(qū)，器件內(nèi)阻接近于近于0 0，截止時(shí)電流為，截止時(shí)電流為0 0，這樣可以使集電極功耗大，這樣可以使集電極功耗大為減小，效率大大提高。丁類功放分為電流開(kāi)關(guān)型為減小，效率大大提高。丁類功放分為電流開(kāi)關(guān)型和電壓開(kāi)關(guān)型兩種電路。和電壓開(kāi)關(guān)型兩種電路。D D 類高頻功放中兩只三極管工作在互補(bǔ)開(kāi)關(guān)方式類高頻功放中兩只三極管工作在互補(bǔ)開(kāi)關(guān)方式2022-4-

38、2469UCC VT1 VT2 A L0 C0 RL uL iC1 iL (a) uA iC2 Cc tiC1 uA uL iC2 (b) t t t 兩個(gè)同型的三極管兩個(gè)同型的三極管VT1 VT1 、VT2VT2相串聯(lián)，輸入變壓器為相串聯(lián)，輸入變壓器為VT1 VT1 、VT2VT2提供相位相反的驅(qū)動(dòng)電壓，使兩管交替飽和導(dǎo)提供相位相反的驅(qū)動(dòng)電壓，使兩管交替飽和導(dǎo)通，通，A A點(diǎn)處的電壓為方波，振幅為點(diǎn)處的電壓為方波，振幅為 1、電壓開(kāi)關(guān)型、電壓開(kāi)關(guān)型D類放大器類放大器cesCCLmUUU- -= =2022-4-2470 相應(yīng)的電流電壓波形如圖（相應(yīng)的電流電壓波形如圖（b b）所示。負(fù)載電阻）

39、所示。負(fù)載電阻R RL L與與L L0 0、C C0 0構(gòu)成高構(gòu)成高Q Q串聯(lián)諧振回路，當(dāng)它調(diào)諧于輸入信號(hào)頻率時(shí)，在串聯(lián)諧振回路，當(dāng)它調(diào)諧于輸入信號(hào)頻率時(shí)，在負(fù)載上得到電壓負(fù)載上得到電壓u uA A的基波分量，實(shí)現(xiàn)高頻放大的目的。的基波分量，實(shí)現(xiàn)高頻放大的目的。 UCC VT1 VT2 A L0 C0 RL uL iC1 iL (a) uA iC2 Cc tiC1 uA uL iC2 (b) t t t1、電壓開(kāi)關(guān)型、電壓開(kāi)關(guān)型D類放大器類放大器2022-4-2471基波電流振幅：基波電流振幅： LLmLmRUI= =輸出功率：輸出功率： LLmRUP2021= =通過(guò)電源的平均電流分量：通過(guò)

40、電源的平均電流分量： p p LmLmcIII= = =)90(00電源供給功率：電源供給功率： 理想情況下，兩管集電極損耗均為零，效率可達(dá)理想情況下，兩管集電極損耗均為零，效率可達(dá)100%100%。若考。若考慮飽和壓降不為慮飽和壓降不為0 0。實(shí)際工作中，三極管在飽和、截止之間的轉(zhuǎn)。實(shí)際工作中，三極管在飽和、截止之間的轉(zhuǎn)換需要一定的時(shí)間，換需要一定的時(shí)間，u uA A不是理想方波，而是存在著上升沿和下降不是理想方波，而是存在著上升沿和下降沿，轉(zhuǎn)換期間存在一定的電壓和電流，使管耗增加，效率降低，沿，轉(zhuǎn)換期間存在一定的電壓和電流，使管耗增加，效率降低，所以應(yīng)選擇開(kāi)關(guān)時(shí)間短的高頻開(kāi)關(guān)三極管或無(wú)電荷

41、存儲(chǔ)效應(yīng)的所以應(yīng)選擇開(kāi)關(guān)時(shí)間短的高頻開(kāi)關(guān)三極管或無(wú)電荷存儲(chǔ)效應(yīng)的VMOSVMOS場(chǎng)效應(yīng)管，并減小電路中的分布電容。場(chǎng)效應(yīng)管，并減小電路中的分布電容。coCC0IUP = =1、電壓開(kāi)關(guān)型、電壓開(kāi)關(guān)型D類放大器類放大器2022-4-24722 2、電流開(kāi)關(guān)型、電流開(kāi)關(guān)型D D類放大器類放大器 電流型電流型D類功放采用類功放采用RLC并聯(lián)選頻電路（并聯(lián)選頻電路（f0=fi），選頻電路的），選頻電路的輸入信號(hào)是方波電流，輸入信號(hào)是方波電流，u uC C為正弦波。忽略扼流圈的直流電阻，為正弦波。忽略扼流圈的直流電阻，則則 2022-4-2473二、二、E類高頻功率放大器類高頻功率放大器D類放大器是由兩

42、管組成的，而類放大器是由兩管組成的，而E類是由單管工類是由單管工作于開(kāi)關(guān)狀態(tài)。它是通過(guò)選取適當(dāng)?shù)呢?fù)載網(wǎng)絡(luò)參作于開(kāi)關(guān)狀態(tài)。它是通過(guò)選取適當(dāng)?shù)呢?fù)載網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，以便它的瞬態(tài)響應(yīng)最佳。數(shù)，以便它的瞬態(tài)響應(yīng)最佳。2022-4-2474對(duì)功率合成器的要求是：對(duì)功率合成器的要求是：（1）如果每個(gè)放大器的輸出幅度相等，供給匹配負(fù)載的額）如果每個(gè)放大器的輸出幅度相等，供給匹配負(fù)載的額定功率均為定功率均為 ，放大器在負(fù)載上的總功率應(yīng)為，放大器在負(fù)載上的總功率應(yīng)為 。iPinP（2）合成器的輸入端應(yīng)彼此相互隔離，其中任何一個(gè)功率）合成器的輸入端應(yīng)彼此相互隔離，其中任何一個(gè)功率放大器損壞或出現(xiàn)故障時(shí)，對(duì)其他放大器助工作

43、狀態(tài)不發(fā)生放大器損壞或出現(xiàn)故障時(shí)，對(duì)其他放大器助工作狀態(tài)不發(fā)生影響。影響。三、功率合成器三、功率合成器3）當(dāng)一個(gè)或數(shù)個(gè)放大器損壞時(shí)，要求負(fù)載上的功率下降要）當(dāng)一個(gè)或數(shù)個(gè)放大器損壞時(shí)，要求負(fù)載上的功率下降要盡可能的小。盡可能的小。4）滿足寬頻帶工作要求。在一定通帶范圍內(nèi)，功率）滿足寬頻帶工作要求。在一定通帶范圍內(nèi)，功率輸出要平穩(wěn)，幅度及相位變化不能太大，同時(shí)保證輸出要平穩(wěn)，幅度及相位變化不能太大，同時(shí)保證阻抗匹配要求。阻抗匹配要求。2022-4-24751W 4W 11W 5W 11W 10W 5W 11W 5W 5W 11W 11W 11W 5W 19W 40W 35W 19W 10W 10W

44、 10W 10W 5W 11W 三、功率合成器三、功率合成器1、功率合成器的組成、功率合成器的組成 在高頻功率放大器中，當(dāng)需要的輸出功率超過(guò)單個(gè)電子在高頻功率放大器中，當(dāng)需要的輸出功率超過(guò)單個(gè)電子器件所能輸出的功率時(shí)，可以將多個(gè)電子器件的輸出功率器件所能輸出的功率時(shí)，可以將多個(gè)電子器件的輸出功率疊加起來(lái)，這就是功率合成技術(shù)。疊加起來(lái)，這就是功率合成技術(shù)。 下圖是一個(gè)輸出功率為下圖是一個(gè)輸出功率為35W35W的功率合成器的組成框圖，的功率合成器的組成框圖，三角形代表功率放大器，菱形代表功率分配或合成網(wǎng)絡(luò)。三角形代表功率放大器，菱形代表功率分配或合成網(wǎng)絡(luò)。2022-4-2476A DCBRA RB

45、 RC RD (a) A DCBRA RB RD RC (b) 利用利用1 1：4 4傳輸線變壓器組成的混合網(wǎng)絡(luò)，可以實(shí)現(xiàn)功傳輸線變壓器組成的混合網(wǎng)絡(luò)，可以實(shí)現(xiàn)功率合成與分配的功能，其基本電路如圖（率合成與分配的功能，其基本電路如圖（a a）所示。混合）所示?；旌暇W(wǎng)絡(luò)有網(wǎng)絡(luò)有A A、B B、C C、D D四個(gè)端點(diǎn)，為了滿足網(wǎng)絡(luò)匹配的條件，四個(gè)端點(diǎn)，為了滿足網(wǎng)絡(luò)匹配的條件，取取R RA A= R= RB B= Z= ZC C= R= R，R RC C = Z = ZC C/ / 2=2=R /R /2 2，R RD D = =2 2Z ZC C = 2 = 2R R，其，其中中Z ZC C是傳輸

46、線變壓器的特性阻抗。在此基礎(chǔ)上，利用是傳輸線變壓器的特性阻抗。在此基礎(chǔ)上，利用A A、B B、C C、D D四個(gè)端點(diǎn)適當(dāng)連接，可以實(shí)現(xiàn)功率合成與功率分四個(gè)端點(diǎn)適當(dāng)連接，可以實(shí)現(xiàn)功率合成與功率分配，圖（配，圖（b b）為變壓器形式的等效電路。）為變壓器形式的等效電路。2022-4-24772、功率合成與分配單元、功率合成與分配單元 如下圖所示，將如下圖所示，將A、B兩端點(diǎn)分別接入兩個(gè)功率放大器的輸出端，兩端點(diǎn)分別接入兩個(gè)功率放大器的輸出端，若兩個(gè)輸出電壓為：若兩個(gè)輸出電壓為： SSSUUU= =- -= =21RA RB RC RD A DCBII2I2I1I1I2I1US1US22U U U

47、根據(jù)傳輸線變壓器兩線圈中的根據(jù)傳輸線變壓器兩線圈中的電流大小相等，方向相反的原則在電流大小相等，方向相反的原則在圖中表示出各個(gè)電流的流向。由于圖中表示出各個(gè)電流的流向。由于電路的對(duì)稱性，從電路的對(duì)稱性，從A A點(diǎn)流出的電流點(diǎn)流出的電流I IA A與與B B點(diǎn)流入的電流點(diǎn)流入的電流I IB B相等。相等。 在在A點(diǎn)點(diǎn) 在在B點(diǎn)點(diǎn) DAIII=11IIIDB-=RD上獲得功率為上獲得功率為 AADUIUIP2)2(=2022-4-2478CDZR=2/而而A A、B B兩端每邊的輸出功率為兩端每邊的輸出功率為 ABAUIPP=ABADUIPPP2=RDRD上獲得的功率等于上獲得的功率等于A A、B

48、 B兩端輸出功率之和，而兩端輸出功率之和，而RCRC上沒(méi)有上沒(méi)有消耗功率，每個(gè)信號(hào)源的等效負(fù)載電阻為消耗功率，每個(gè)信號(hào)源的等效負(fù)載電阻為 RA RB RC RD A DCBII2I2I1I1I2I1US1US22U U U 2、功率合成與分配單元、功率合成與分配單元2022-4-2479同相激勵(lì)合成網(wǎng)絡(luò)同相激勵(lì)合成網(wǎng)絡(luò) 下所示是一個(gè)同相激勵(lì)功率合成器。由圖可見(jiàn)，下所示是一個(gè)同相激勵(lì)功率合成器。由圖可見(jiàn)，A A、B B兩端加以同相激勵(lì)電壓。兩端加以同相激勵(lì)電壓。同相激勵(lì)功率合成器同相激勵(lì)功率合成器2、功率合成與分配單元、功率合成與分配單元2022-4-2480RZRRCBA=通常通常2/2/RZ

49、RCC=RZRCD22=DAIII=1DBIII-=1上二式相減，得上二式相減，得R RC C上獲得功率為上獲得功率為因?yàn)橐驗(yàn)镽ARARBRBR R，每一功率源送給負(fù)載的功率為，每一功率源送給負(fù)載的功率為RIPAA2=RIPBB2=RIRIPACAC222)2(=1IIIBA=02=DI2022-4-2481因此，可得因此，可得 BACPPP= 由此可見(jiàn)，當(dāng)由此可見(jiàn)，當(dāng)A A、B B兩兩端為同相激勵(lì)時(shí)，端為同相激勵(lì)時(shí)，C C端端R RC C上獲得功率為上獲得功率為 D D端無(wú)功率輸出。端無(wú)功率輸出。 同理，當(dāng)其中一個(gè)激勵(lì)信號(hào)源為零時(shí)，單一輸入的激勵(lì)同理，當(dāng)其中一個(gè)激勵(lì)信號(hào)源為零時(shí)，單一輸入的激

50、勵(lì)功率將在功率將在R RC C和和R RD D上平分功率。非激勵(lì)端則無(wú)輸出，即上平分功率。非激勵(lì)端則無(wú)輸出，即A A、B B兩點(diǎn)兩點(diǎn)互相隔離?；ハ喔綦x。BAPP 2022-4-2482功率分配網(wǎng)絡(luò)功率分配網(wǎng)絡(luò) 最常見(jiàn)的功率分配網(wǎng)絡(luò)是功率二分配器。這種分配網(wǎng)絡(luò)最常見(jiàn)的功率分配網(wǎng)絡(luò)是功率二分配器。這種分配網(wǎng)絡(luò)有兩個(gè)負(fù)載端。當(dāng)信號(hào)源向網(wǎng)絡(luò)輸入功率為有兩個(gè)負(fù)載端。當(dāng)信號(hào)源向網(wǎng)絡(luò)輸入功率為P P時(shí)，每一負(fù)載時(shí)，每一負(fù)載上獲得的功率為上獲得的功率為P/2P/2。 右圖右圖是功率二分配器的原理是功率二分配器的原理圖。圖中傳輸線變壓器的阻圖。圖中傳輸線變壓器的阻抗變比為抗變比為4:14:1。在。在C C端與地

51、之端與地之間接入內(nèi)阻為間接入內(nèi)阻為R RC C的信號(hào)源。的信號(hào)源。兩個(gè)負(fù)載兩個(gè)負(fù)載R RA A、R RB B分別接在分別接在A A端、端、B B端和地之間。在端和地之間。在A A端和端和B B端端之間還接人一個(gè)電阻之間還接人一個(gè)電阻R RD D。這。這個(gè)電阻稱為平衡電阻。個(gè)電阻稱為平衡電阻。2022-4-2483通常通常 , ,RZRRCBA=2/2/RZRCC=RZRCD22= 根據(jù)傳輸線變壓器的原理，當(dāng)傳輸線為理想無(wú)損耗，且匹根據(jù)傳輸線變壓器的原理，當(dāng)傳輸線為理想無(wú)損耗，且匹配時(shí)，流過(guò)兩線圈中的電流大小應(yīng)相等，且輸入電壓與輸出電配時(shí)，流過(guò)兩線圈中的電流大小應(yīng)相等，且輸入電壓與輸出電壓相等。

52、則壓相等。則ABAB兩端電壓兩端電壓U UABAB為為DDABABBAAABRIRIIRIRIUU=-=-=-=)(2DAIII-=1在在A點(diǎn)點(diǎn) , 在在B點(diǎn)DBIII=1可以得出可以得出從而可知加在從而可知加在A A點(diǎn)對(duì)地與點(diǎn)對(duì)地與B B點(diǎn)對(duì)地的電壓大小相等。點(diǎn)對(duì)地的電壓大小相等。R RA A和和R RB B上上獲得的功率相等。獲得的功率相等。ID=02022-4-2484DABCT2T3T4T5T6T125 12.5 12.5 6 10 10 LL1 H1 H6 1500pF1500pFDBAC12.5 12.5 1000pF8 F+24V輸出輸出25 VT1VT2三、功率合成電路實(shí)例三、

53、功率合成電路實(shí)例 左圖是一個(gè)反左圖是一個(gè)反相功率合成器的相功率合成器的典型電路，它是典型電路，它是一個(gè)輸出功率為一個(gè)輸出功率為75W75W、帶寬為、帶寬為3075MHz的放大的放大電路的一部分。電路的一部分。圖中，圖中，T T2 2為反相為反相功率分配網(wǎng)絡(luò)，功率分配網(wǎng)絡(luò)，T T5 5反相功率合成反相功率合成網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)， T T1 1 與與T T6 6 是是1 1：1 1傳輸線變傳輸線變壓器，實(shí)現(xiàn)平壓器，實(shí)現(xiàn)平衡衡不平衡轉(zhuǎn)換；不平衡轉(zhuǎn)換；T T3 3與與T T4 4是是4 4：1 1阻抗阻抗變換器。變換器。 2022-4-2485100 T2T3T4T5T6T1CDABDABC50 1.1 1.

54、1 22 22 200 200 0.033 0.033 100 100 25 25 400 200 UCCVT1VT2 下圖是一個(gè)典型的同相功率合成器電路。圖中，下圖是一個(gè)典型的同相功率合成器電路。圖中，T T1 1為同為同相功率分配網(wǎng)絡(luò)，相功率分配網(wǎng)絡(luò)，T T6 6為同相功率合成網(wǎng)絡(luò)，為同相功率合成網(wǎng)絡(luò)，T T2 2、T T3 3與與T T4 4、T T5 5 分別是分別是4 4：1 1與與1 1：4 4阻抗變換器，各處的特性阻抗均已在圖中阻抗變換器，各處的特性阻抗均已在圖中注明。晶體管發(fā)射極接入的電阻以產(chǎn)生負(fù)反饋，提高輸入阻注明。晶體管發(fā)射極接入的電阻以產(chǎn)生負(fù)反饋，提高輸入阻抗。各基極串聯(lián)的電阻，可提高輸入電阻，并防止寄生振蕩。抗。各基極串聯(lián)的電阻，可提高輸入電阻，并防止寄生振蕩。D D端所接的、電阻是端所接的、電阻是T T1 1 與與T T6 6的假負(fù)載的假負(fù)載電阻。電阻。2022-4-2486 反相功率合成器的優(yōu)點(diǎn)是：輸出沒(méi)有偶次諧波，反相功率合成器的優(yōu)點(diǎn)是：輸出沒(méi)有偶次諧波，輸入電阻比單邊時(shí)高，