第三章-高頻電子電路ppt超好

1、 第三章第三章 高頻調(diào)諧功率放大器高頻調(diào)諧功率放大器 3.1 概述概述 3.2 調(diào)諧功率放大器的工作原理調(diào)諧功率放大器的工作原理 3.3 功率和效率功率和效率 3.4 調(diào)諧功率放大器的工作狀態(tài)分析調(diào)諧功率放大器的工作狀態(tài)分析 3.5 調(diào)諧功率放大器的實(shí)用電路調(diào)諧功率放大器的實(shí)用電路 3.6 功率晶體管的高頻效應(yīng)功率晶體管的高頻效應(yīng) 3.7 倍頻器倍頻器 3.8 集成高頻功率放大電路及應(yīng)用簡(jiǎn)介集成高頻功率放大電路及應(yīng)用簡(jiǎn)介 二、本章重點(diǎn)和難點(diǎn)二、本章重點(diǎn)和難點(diǎn)（一）本章重點(diǎn)（一）本章重點(diǎn) 1.1.調(diào)諧功放的用途與特點(diǎn)調(diào)諧功放的用途與特點(diǎn)( (與小信號(hào)調(diào)諧放大器進(jìn)行與小信號(hào)調(diào)諧放大器進(jìn)行 比較比較

2、) )； 2.2.調(diào)諧功放的工作原理；調(diào)諧功放的工作原理； 3.3.功率和效率，區(qū)別五種功率和兩種效率；功率和效率，區(qū)別五種功率和兩種效率； 4.4.工作狀態(tài)工作狀態(tài)( (過壓狀態(tài)、欠壓狀態(tài)、臨界狀態(tài)過壓狀態(tài)、欠壓狀態(tài)、臨界狀態(tài)) )和阻和阻 抗變換問題；抗變換問題； 5.5.直流饋電電路；自給偏壓環(huán)節(jié)直流饋電電路；自給偏壓環(huán)節(jié)基流偏壓與射基流偏壓與射 流偏壓；流偏壓； 6.6.倍頻器。倍頻器。（二）本章難點(diǎn)（二）本章難點(diǎn) 1.1.工作狀態(tài)分析工作狀態(tài)分析特別是過壓狀態(tài)；特別是過壓狀態(tài)； 2.2.自給偏壓環(huán)節(jié)；自給偏壓環(huán)節(jié)； 3.3.調(diào)諧功率放大器動(dòng)態(tài)負(fù)載線調(diào)諧功率放大器動(dòng)態(tài)負(fù)載線。一、作用一

3、、作用 高頻功率放大器是一種能量轉(zhuǎn)換器件，高頻功率放大器是一種能量轉(zhuǎn)換器件，它是將電源供給的直流能量轉(zhuǎn)換為高頻交它是將電源供給的直流能量轉(zhuǎn)換為高頻交流輸出。流輸出。 高頻功率放大器是通信系統(tǒng)中發(fā)送裝高頻功率放大器是通信系統(tǒng)中發(fā)送裝置的重要組件。它的作用是放大信號(hào)，使置的重要組件。它的作用是放大信號(hào)，使之達(dá)到足夠功率輸出，以滿足天線發(fā)射或之達(dá)到足夠功率輸出，以滿足天線發(fā)射或其他負(fù)載的要求。其他負(fù)載的要求。 3.1 3.1 概述概述高頻功率放大器的分類（按其工作頻帶的寬窄劃分）：高頻功率放大器的分類（按其工作頻帶的寬窄劃分）： 窄帶和寬帶兩種窄帶和寬帶兩種窄帶高頻功率放大器：窄帶高頻功率放大器：

4、通常以選頻電路作為輸出回路，故又稱為調(diào)諧功率放通常以選頻電路作為輸出回路，故又稱為調(diào)諧功率放 大器；大器；寬帶高頻功率放大器：寬帶高頻功率放大器： 輸出電路則是傳輸線變壓器或其他寬帶匹配電路，因輸出電路則是傳輸線變壓器或其他寬帶匹配電路，因 此又稱為非調(diào)諧功率放大器。此又稱為非調(diào)諧功率放大器。注意：注意： 本章主要討論調(diào)諧功率放大器。本章主要討論調(diào)諧功率放大器。 高頻調(diào)諧功率放大器和小信號(hào)調(diào)諧放大器的異同之處：高頻調(diào)諧功率放大器和小信號(hào)調(diào)諧放大器的異同之處：相同之處：相同之處： 它們放大的信號(hào)均為高頻信號(hào)，而且放大器的負(fù)載均它們放大的信號(hào)均為高頻信號(hào)，而且放大器的負(fù)載均 為諧振回路為諧振回路不

5、同之處：不同之處： 小信號(hào)調(diào)諧放大器的輸入信號(hào)很小，在微伏到毫伏數(shù)量級(jí)，晶小信號(hào)調(diào)諧放大器的輸入信號(hào)很小，在微伏到毫伏數(shù)量級(jí)，晶 體管工作于線性區(qū)，它的功率很小，但通過阻抗匹配，可以獲體管工作于線性區(qū)，它的功率很小，但通過阻抗匹配，可以獲 得很大的功率增益（得很大的功率增益（3040db）；小信號(hào)放大器一般工作在）；小信號(hào)放大器一般工作在 甲類狀態(tài)，效率很低。甲類狀態(tài)，效率很低。 調(diào)諧功率放大器的輸入信號(hào)很大，為幾百毫伏到幾伏，晶體管調(diào)諧功率放大器的輸入信號(hào)很大，為幾百毫伏到幾伏，晶體管 工作延伸到非線性區(qū)域工作延伸到非線性區(qū)域截至和飽和區(qū)。這種放大器的輸出截至和飽和區(qū)。這種放大器的輸出 功率

6、大，以滿足天線發(fā)射或其他負(fù)載的要求，效率較高，一般功率大，以滿足天線發(fā)射或其他負(fù)載的要求，效率較高，一般 工作在丙類狀態(tài)。工作在丙類狀態(tài)。高頻調(diào)諧功率放大器和低頻放大器的異同之處：高頻調(diào)諧功率放大器和低頻放大器的異同之處：相同之處：相同之處： 輸出功率大，效率要高。輸出功率大，效率要高。不同之處：不同之處： 1、工作頻率與相對(duì)帶寬不同。、工作頻率與相對(duì)帶寬不同。 2、放大器的負(fù)載不同。、放大器的負(fù)載不同。 低頻負(fù)載：電阻、變壓器。高頻負(fù)載：諧振回路低頻負(fù)載：電阻、變壓器。高頻負(fù)載：諧振回路 3、放大器的工作狀態(tài)不同、放大器的工作狀態(tài)不同它的主要技術(shù)指標(biāo)有：它的主要技術(shù)指標(biāo)有： 輸出功率、效率和

7、諧波抑制度（輸出中的諧波分量應(yīng)盡量?。┑?。輸出功率、效率和諧波抑制度（輸出中的諧波分量應(yīng)盡量?。┑?。調(diào)諧功率放大器的電子器件：調(diào)諧功率放大器的電子器件： 晶體管或電子管。晶體管或電子管。 1.1.輸入信號(hào)強(qiáng)，電壓在幾百毫伏輸入信號(hào)強(qiáng)，電壓在幾百毫伏 幾伏數(shù)幾伏數(shù)量級(jí)附近量級(jí)附近; ;2.2.為了提高放大器的工作效率，它通常為了提高放大器的工作效率，它通常工作在丙類，即晶體管工作延伸到非線工作在丙類，即晶體管工作延伸到非線性區(qū)域性區(qū)域飽和區(qū)、截止區(qū)飽和區(qū)、截止區(qū); ;3.3.要求：輸出功率大、效率高。要求：輸出功率大、效率高。二、特點(diǎn)二、特點(diǎn)功率較低的場(chǎng)合一般用晶體管，功率大的場(chǎng)合用電子管。功率

8、較低的場(chǎng)合一般用晶體管，功率大的場(chǎng)合用電子管。 高頻功率放大器因工作于大信號(hào)的非線高頻功率放大器因工作于大信號(hào)的非線性狀態(tài)，用解析法分析較困難，故工程上普性狀態(tài)，用解析法分析較困難，故工程上普遍采用近似的分析方法遍采用近似的分析方法折線法來分析其折線法來分析其工作原理和工作狀態(tài)。工作原理和工作狀態(tài)。三、分析方法三、分析方法3.23.2 調(diào)諧功率放大器的工作原理調(diào)諧功率放大器的工作原理一、電路一、電路二、折線近似分析法二、折線近似分析法直線段近似法直線段近似法三、晶體管導(dǎo)通的特點(diǎn)、導(dǎo)通角、三、晶體管導(dǎo)通的特點(diǎn)、導(dǎo)通角、 余弦脈沖電流的分析余弦脈沖電流的分析四、四、槽路電壓槽路電壓注意注意: :該

9、電路和小信號(hào)調(diào)諧放大器的不同該電路和小信號(hào)調(diào)諧放大器的不同(bias)(bias)3.2.1 電路電路各元件的作用：各元件的作用： Ec 是直流電源電壓；是直流電源電壓； Eb 是基極偏置電源電壓。是基極偏置電源電壓。 輸入信號(hào)經(jīng)變壓器輸入信號(hào)經(jīng)變壓器T1 耦合到晶體管基耦合到晶體管基- -射極，射極，這個(gè)信號(hào)也叫這個(gè)信號(hào)也叫激勵(lì)信號(hào)激勵(lì)信號(hào)。 L、C 組成并聯(lián)諧振回路，作為集電極負(fù)載，組成并聯(lián)諧振回路，作為集電極負(fù)載，這個(gè)回路也叫這個(gè)回路也叫槽路槽路。 放大后的信號(hào)通過變壓器耦合到負(fù)載放大后的信號(hào)通過變壓器耦合到負(fù)載 RL上以上以達(dá)到阻抗匹配的要求。達(dá)到阻抗匹配的要求。注意：注意： 在實(shí)際工

10、作中，為了節(jié)省電源，可以不加偏置，或采在實(shí)際工作中，為了節(jié)省電源，可以不加偏置，或采 用自給偏壓代替用自給偏壓代替Eb。3.2.2 晶體管特性的折線化晶體管特性的折線化折線近似分析法：折線近似分析法： 將電子器件的特性理想化，每條特性曲線用一組折線將電子器件的特性理想化，每條特性曲線用一組折線 來代替。忽略特性曲線彎曲部分的影響，簡(jiǎn)化了電流來代替。忽略特性曲線彎曲部分的影響，簡(jiǎn)化了電流 的計(jì)算，雖然精度較低，但仍可滿足工程的需要。的計(jì)算，雖然精度較低，但仍可滿足工程的需要。圖圖3-2 3-2 晶體管特性及其折線化晶體管特性及其折線化轉(zhuǎn)移特性曲線：轉(zhuǎn)移特性曲線： OA 、AB近似近似輸出特性曲線

11、：輸出特性曲線： EO 、OC、 CD近似近似臨界線：臨界線： 斜線穿過每一條靜態(tài)輸出特性曲線的拐點(diǎn)臨界點(diǎn)，斜線穿過每一條靜態(tài)輸出特性曲線的拐點(diǎn)臨界點(diǎn)， 稱為臨界線稱為臨界線臨界狀態(tài)：臨界狀態(tài)： 當(dāng)放大器在激勵(lì)電壓當(dāng)放大器在激勵(lì)電壓 ube 和集電極電壓和集電極電壓 uc 為最大為最大 值的瞬間工作在臨界點(diǎn)時(shí)，稱為工作在臨界狀態(tài)；值的瞬間工作在臨界點(diǎn)時(shí)，稱為工作在臨界狀態(tài)；放大狀態(tài)：放大狀態(tài)： 工作在臨界線右邊時(shí)，稱為放大狀態(tài)。工作在臨界線右邊時(shí)，稱為放大狀態(tài)。飽和狀態(tài)或過壓狀態(tài)：飽和狀態(tài)或過壓狀態(tài)： 工作在臨界線左邊即坐標(biāo)原點(diǎn)與臨界線之間的任意一點(diǎn)時(shí)，稱工作在臨界線左邊即坐標(biāo)原點(diǎn)與臨界線之間

12、的任意一點(diǎn)時(shí)，稱為工作在為工作在.臨界方程：臨界方程： ic = gcruce, gcr 具有電導(dǎo)的量綱具有電導(dǎo)的量綱在轉(zhuǎn)移特性的放大區(qū)，折線化后的在轉(zhuǎn)移特性的放大區(qū)，折線化后的AB線斜率為線斜率為g(約為幾十至幾百約為幾十至幾百毫毫 安安/伏伏)。此時(shí)，理想靜態(tài)特性可用下式表示：。此時(shí)，理想靜態(tài)特性可用下式表示： 0),(jbejbecUuUugijbeUu 折線近似分析法的優(yōu)點(diǎn)：折線近似分析法的優(yōu)點(diǎn)： 略。略。3.2.3 晶體管導(dǎo)通的特點(diǎn)、導(dǎo)通角晶體管導(dǎo)通的特點(diǎn)、導(dǎo)通角 設(shè)輸入信號(hào)為：設(shè)輸入信號(hào)為： 加到晶體管基加到晶體管基-射極電壓為射極電壓為 ： Eb 基極反偏電壓基極反偏電壓三極管導(dǎo)

13、通條件：三極管導(dǎo)通條件： ub Eb + Uj 無信號(hào)：晶體管截止無信號(hào)：晶體管截止 有信號(hào)：激勵(lì)信號(hào)有信號(hào)：激勵(lì)信號(hào) Eb+Uj 導(dǎo)通導(dǎo)通tUubmb cos bbmbeEtUu cos特別注意圖圖3-3 3-3 折線法分析非線性電路電流電壓波形折線法分析非線性電路電流電壓波形beu注意：注意： 管子只在一個(gè)周期的一小部分時(shí)間內(nèi)導(dǎo)通，故集電極電流是管子只在一個(gè)周期的一小部分時(shí)間內(nèi)導(dǎo)通，故集電極電流是 周期性的余弦脈沖。周期性的余弦脈沖。導(dǎo)通角：導(dǎo)通角： 把集電極電流導(dǎo)通時(shí)間的一半稱為集電極電流的導(dǎo)通角用把集電極電流導(dǎo)通時(shí)間的一半稱為集電極電流的導(dǎo)通角用 表示表示放大器工作在甲類：放大器工作在

14、甲類： 管子在整個(gè)周期內(nèi)導(dǎo)通管子在整個(gè)周期內(nèi)導(dǎo)通放大器工作在乙類：放大器工作在乙類： 管子在半個(gè)周期內(nèi)導(dǎo)通管子在半個(gè)周期內(nèi)導(dǎo)通放大器工作在丙類：放大器工作在丙類： 管子導(dǎo)通時(shí)間小于半個(gè)周期管子導(dǎo)通時(shí)間小于半個(gè)周期o180o90o90 0),(jbejbecUuUugijbeUu )cos(bjbmcEUtUgi 導(dǎo)通角的解：導(dǎo)通角的解：0 cit時(shí)， 0)cos( bjbmEUUg 故：故：bmbjUEU cosbbmbeEtUu costUubmb cos 分析：分析： （Uj+Eb）一定，一定， 激勵(lì)愈強(qiáng)（激勵(lì)愈強(qiáng)（Ubm），）， 愈大愈大 Ubm一定，一定， （Uj+Eb）愈強(qiáng)）愈強(qiáng) ，

15、 愈小愈小3.2.4 集電極余弦脈沖電流分析集電極余弦脈沖電流分析 時(shí)，時(shí)， 管子截止，管子截止，ic = 0 時(shí)，時(shí)， 管子導(dǎo)通，管子導(dǎo)通，ic 0 |tjbbmUEtUcos |tjbbmUEtUcos即：即： - wt Uces ,欠壓工作狀態(tài)欠壓工作狀態(tài) ucemin Uces ,臨界工作狀態(tài)臨界工作狀態(tài)ucemin Uces ，放大器工作在欠壓狀態(tài)。，放大器工作在欠壓狀態(tài)。 隨著隨著Ec減小，減小，ucemin 也減小，當(dāng)也減小，當(dāng)ucemin=Uces ，放大器工作在臨界狀態(tài)。放大器工作在臨界狀態(tài)。 Ec再減小再減小, , ucemin Ec2 時(shí)，放大器工作在欠壓狀態(tài)；時(shí)，放大器

16、工作在欠壓狀態(tài)； Ec Ec2 時(shí)，放大器工作在過壓狀態(tài)。時(shí)，放大器工作在過壓狀態(tài)。 即當(dāng)即當(dāng)Ec由大變小時(shí)，放大器的工作狀由大變小時(shí)，放大器的工作狀態(tài)由欠壓進(jìn)入過壓，態(tài)由欠壓進(jìn)入過壓，ic波形也由余弦脈沖波波形也由余弦脈沖波形變?yōu)橹虚g出現(xiàn)凹陷的脈沖波。可見形變?yōu)橹虚g出現(xiàn)凹陷的脈沖波?？梢奅c控控制制ic波形的變化。波形的變化。 圖圖3-11 3-11 集電極調(diào)制特性集電極調(diào)制特性 由于由于Ec控制控制ic 波形的變化，波形的變化，Ic1m、Ic0以以及及Ucm= =Ic1mRc 也同樣隨也同樣隨Ec變化而變化。如圖變化而變化。如圖3-113-11所所示。示。 這是集電極調(diào)制特性。該特性是晶體

17、管這是集電極調(diào)制特性。該特性是晶體管集電極調(diào)幅的理論依據(jù)。集電極調(diào)幅的理論依據(jù)。 由圖可見，只有在過壓狀態(tài)由圖可見，只有在過壓狀態(tài)Ec對(duì)對(duì)Ucm才才能有較大的控制作用，所以集電極調(diào)幅應(yīng)工能有較大的控制作用，所以集電極調(diào)幅應(yīng)工作在過壓狀態(tài)。作在過壓狀態(tài)。3. Eb變化對(duì)放大器工作狀態(tài)的影響變化對(duì)放大器工作狀態(tài)的影響 基極調(diào)制特性基極調(diào)制特性 基極調(diào)制特性是指當(dāng)基極調(diào)制特性是指當(dāng)Ec、Ubm、Rc保持保持恒定，放大器的性能隨基極偏置電壓恒定，放大器的性能隨基極偏置電壓Eb變化變化的特性。的特性。 因?yàn)橐驗(yàn)?，當(dāng)，當(dāng)Ubm一定時(shí)，一定時(shí)， ubemax 隨隨Eb 改變，從而導(dǎo)致改變，從而導(dǎo)致 icm

18、ax 和和 的變化。的變化。bbmbemaxEUubbmbemaxbbmbemax)(EUuEUu 在欠壓狀態(tài)下，由于在欠壓狀態(tài)下，由于ubemax較小，所以較小，所以icmax和和 也較小，從而也較小，從而Ic0、Ic1m都較小。都較小。 當(dāng)當(dāng)Eb 增大，增大，icmax和和 也增大，從而也增大，從而Ic0 和和Ic1m也隨之增大，當(dāng)也隨之增大，當(dāng)Eb 增大到一定程度，放增大到一定程度，放大器的工作狀態(tài)由欠壓進(jìn)入過壓，電流波形大器的工作狀態(tài)由欠壓進(jìn)入過壓，電流波形出現(xiàn)凹陷。出現(xiàn)凹陷。 但此時(shí)，但此時(shí)，icmax和和 還會(huì)增大，所以還會(huì)增大，所以Ic0、Ic1m隨著隨著Eb增大略有增加。又由于

19、增大略有增加。又由于 Rc不變，所以不變，所以Ucm的變化規(guī)律與的變化規(guī)律與Ic1m一樣。如圖一樣。如圖3-12示。該特示。該特性是晶體管基極調(diào)幅的理論依據(jù)。性是晶體管基極調(diào)幅的理論依據(jù)。 由圖可以看出，在欠壓區(qū)，高頻振幅由圖可以看出，在欠壓區(qū)，高頻振幅Ucm基基本隨本隨Eb成線性變化，所以成線性變化，所以Eb對(duì)對(duì)Ucm有有較強(qiáng)的控制較強(qiáng)的控制作用，這就是基極調(diào)幅的工作原理。作用，這就是基極調(diào)幅的工作原理。maxbeuuceiccccmcccmCRIRIIUR)cos1)()cos1 ()cos1 (1max1max結(jié)論：結(jié)論：在欠壓區(qū)，高頻振幅在欠壓區(qū)，高頻振幅Ucm基本隨基本隨Eb成線性變

20、化，所以成線性變化，所以Eb對(duì)對(duì)Ucm有較強(qiáng)的控制作用，這就是基極調(diào)幅的工有較強(qiáng)的控制作用，這就是基極調(diào)幅的工作原理。作原理。 圖圖3-12 3-12 基極調(diào)制特性基極調(diào)制特性4. 4. Ubm變化對(duì)放大器工作狀態(tài)的影響變化對(duì)放大器工作狀態(tài)的影響 振幅特性振幅特性 調(diào)諧功放的振幅特性是指當(dāng)調(diào)諧功放的振幅特性是指當(dāng)Ec、 Eb 、 Rc 保持恒定，放大器的性能隨激勵(lì)振幅保持恒定，放大器的性能隨激勵(lì)振幅 Ubm變化的特性。變化的特性。 因?yàn)橐驗(yàn)?，Eb和和Ubm決定決定了放大器的了放大器的ubemax，因此改變，因此改變 Ubm的情況和的情況和改變改變Eb的情況類似。的情況類似。bbmbemaxE

21、Uu 圖圖3-13 3-13 調(diào)諧功放的振幅特性調(diào)諧功放的振幅特性由圖可見：由圖可見： 在欠壓區(qū)，高頻振幅在欠壓區(qū)，高頻振幅Ucm基本隨基本隨Ubm線性變化，線性變化，所以為使輸出振幅所以為使輸出振幅Ucm反映輸入信號(hào)反映輸入信號(hào)Ubm的變化，放的變化，放大器必須在大器必須在Ubm變化范圍內(nèi)工作在欠壓狀態(tài)。變化范圍內(nèi)工作在欠壓狀態(tài)。 當(dāng)調(diào)諧功放用作限幅器，將振幅在較大范圍內(nèi)當(dāng)調(diào)諧功放用作限幅器，將振幅在較大范圍內(nèi)變化的輸入信號(hào)變換為振幅恒定的輸出信號(hào)時(shí)，放變化的輸入信號(hào)變換為振幅恒定的輸出信號(hào)時(shí)，放大器必須在大器必須在Ubm變化范圍內(nèi)工作在過壓狀態(tài)。變化范圍內(nèi)工作在過壓狀態(tài)。3.5 調(diào)諧功率放

22、大器的實(shí)用電路調(diào)諧功率放大器的實(shí)用電路 高頻功率放大器電路包括直流饋電電路，偏置電路、高頻功率放大器電路包括直流饋電電路，偏置電路、輸輸出和輸入匹配電路（或網(wǎng)絡(luò)）。出和輸入匹配電路（或網(wǎng)絡(luò)）。 3.5.1 直流饋電電路直流饋電電路 分類：分類： 直流饋電電路分為串饋和并饋兩種。直流饋電電路分為串饋和并饋兩種。串饋：串饋： 是指電源、晶體管和負(fù)載是串聯(lián)連接；是指電源、晶體管和負(fù)載是串聯(lián)連接；并饋：并饋： 是把三者并聯(lián)在一起是把三者并聯(lián)在一起 雖然串饋和并饋電路形式不同，但輸出電雖然串饋和并饋電路形式不同，但輸出電壓都是直流電壓和交流電壓的疊加，關(guān)系式均為壓都是直流電壓和交流電壓的疊加，關(guān)系式均為

23、tUEucoscmcce圖圖3-14 3-14 直流饋電電路直流饋電電路 并饋電路中由于有并饋電路中由于有C2 隔斷直流，諧振隔斷直流，諧振回路處于直流地電位上，因而濾波元件可回路處于直流地電位上，因而濾波元件可以直接接地，這樣它們?cè)陔娐钒迳系陌惭b以直接接地，這樣它們?cè)陔娐钒迳系陌惭b比串饋電路方便。但高頻扼流圈比串饋電路方便。但高頻扼流圈ZL、隔直、隔直電容電容C2又都處在高頻電壓下，對(duì)調(diào)諧回路又都處在高頻電壓下，對(duì)調(diào)諧回路又有不利影響。特別是饋電支路與諧振回又有不利影響。特別是饋電支路與諧振回路并聯(lián)，饋電支路的分布電容，將使放大路并聯(lián)，饋電支路的分布電容，將使放大器器c-e端總電容增大，限制

24、了放大器在更高端總電容增大，限制了放大器在更高頻段工作。頻段工作。1.1.優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)缺點(diǎn) 串饋電路中，由于諧振回路通過旁路電容串饋電路中，由于諧振回路通過旁路電容 直接接地，所以饋電支路的分布參數(shù)不會(huì)影直接接地，所以饋電支路的分布參數(shù)不會(huì)影響諧振回路的工作頻率。響諧振回路的工作頻率。串饋電路適于工作串饋電路適于工作在頻率較高的情況。在頻率較高的情況。但串饋電路的缺點(diǎn)是諧但串饋電路的缺點(diǎn)是諧振回路處于直流高電位上，諧振回路元件不振回路處于直流高電位上，諧振回路元件不能直接接地，調(diào)諧時(shí)外部參數(shù)影響較大，能直接接地，調(diào)諧時(shí)外部參數(shù)影響較大，調(diào)調(diào)整不便。整不便。 高頻扼流圈和旁路電容的作用：高頻扼流圈和

25、旁路電容的作用： 由于調(diào)諧功率放大器電流脈沖中含有各次諧波分量，當(dāng)它們通由于調(diào)諧功率放大器電流脈沖中含有各次諧波分量，當(dāng)它們通 過具有一定內(nèi)阻的電源時(shí)，就會(huì)在電源兩端疊加上高頻電壓，過具有一定內(nèi)阻的電源時(shí)，就會(huì)在電源兩端疊加上高頻電壓， 對(duì)其他線路造成影響。所以，串、并饋電路中都有高頻扼流圈對(duì)其他線路造成影響。所以，串、并饋電路中都有高頻扼流圈 和旁路電容。高頻扼流圈對(duì)高頻有和旁路電容。高頻扼流圈對(duì)高頻有“扼制扼制”作用。而旁路電容作用。而旁路電容 對(duì)高頻有短路作用。對(duì)高頻有短路作用。扼流圈和旁路電容的選取原則是：扼流圈和旁路電容的選取原則是： 扼流圈阻抗應(yīng)比相應(yīng)支路的阻抗大一個(gè)數(shù)量級(jí)（即大扼

26、流圈阻抗應(yīng)比相應(yīng)支路的阻抗大一個(gè)數(shù)量級(jí)（即大1010倍），倍）， 而旁路電容應(yīng)比相應(yīng)支路阻抗小一個(gè)數(shù)量級(jí)。這樣，就算有扼而旁路電容應(yīng)比相應(yīng)支路阻抗小一個(gè)數(shù)量級(jí)。這樣，就算有扼 制和短路作用了。制和短路作用了。 例如，串饋電路集電極電路旁路電容例如，串饋電路集電極電路旁路電容C1的電抗可的電抗可按下式計(jì)算，即按下式計(jì)算，即 （3-36） 式中式中Rc是輸出回路的有載等效阻抗。是輸出回路的有載等效阻抗。 扼流圈扼流圈ZL的電抗應(yīng)比的電抗應(yīng)比 Rc 大，即大，即 （3-37） 對(duì)于并饋電路，隔直電容對(duì)于并饋電路，隔直電容C2 的容抗對(duì)工作頻率應(yīng)的容抗對(duì)工作頻率應(yīng)近似短路，即近似短路，即 （3-38）

27、 而扼流圈，則應(yīng)為而扼流圈，則應(yīng)為 （3-39）c1c2051Rx cL1)205(Rx cc2Rx2051cLRx)205(2 以上各經(jīng)驗(yàn)公式的系數(shù)主要為不同使以上各經(jīng)驗(yàn)公式的系數(shù)主要為不同使用條件而設(shè)的。高扼圈的電感量，原則上用條件而設(shè)的。高扼圈的電感量，原則上是大一些好，但太大線圈圈數(shù)過多，分布是大一些好，但太大線圈圈數(shù)過多，分布電容增大，影響扼流作用。因此當(dāng)工作頻電容增大，影響扼流作用。因此當(dāng)工作頻率較高時(shí)，系數(shù)應(yīng)取下限，即率較高時(shí)，系數(shù)應(yīng)取下限，即5 51010為宜，為宜，當(dāng)工作頻率較低時(shí)系數(shù)應(yīng)取上限或更大一當(dāng)工作頻率較低時(shí)系數(shù)應(yīng)取上限或更大一些如些如2020100100。3.5.2

28、 自給偏壓環(huán)節(jié)自給偏壓環(huán)節(jié) 自給偏壓法：自給偏壓法： 丙類放大器基極電路的電源丙類放大器基極電路的電源 ，很少使用獨(dú)立電源，很少使用獨(dú)立電源，而多采用射極或基極電流的直流成分，通過一定阻值的電而多采用射極或基極電流的直流成分，通過一定阻值的電阻而造成的壓降作為放大器的自給偏壓。這種方法叫自給阻而造成的壓降作為放大器的自給偏壓。這種方法叫自給偏壓法。偏壓法。 自給偏壓可分為射極電流自給偏壓和基極電流自給偏壓。自給偏壓可分為射極電流自給偏壓和基極電流自給偏壓。 射極電流自給偏壓環(huán)節(jié)射極電流自給偏壓環(huán)節(jié)和基極電流和基極電流自給偏壓環(huán)節(jié)均可從以下自給偏壓環(huán)節(jié)均可從以下5 5個(gè)方面進(jìn)行分個(gè)方面進(jìn)行分析析

29、1)1) 電路電路2 2）工作原理）工作原理3 3）參數(shù)選?。﹨?shù)選取4 4）信號(hào)源有無）信號(hào)源有無直流通路直流通路高頻扼流圈？高頻扼流圈？ 高頻扼流圈的作用是將射極偏壓引向基高頻扼流圈的作用是將射極偏壓引向基 極，同時(shí)也為基極直流提供通路。極，同時(shí)也為基極直流提供通路。5 5）使用使用 射極電流自給偏壓環(huán)節(jié)射極電流自給偏壓環(huán)節(jié)1）電路）電路2 2）工作原理工作原理 射極電流的直流成分射極電流的直流成分Ie0 通過偏置電阻通過偏置電阻Re 形成形成Ie0 Re ，其極性對(duì)晶體管是一個(gè)反偏壓，其極性對(duì)晶體管是一個(gè)反偏壓，偏壓的大小可通過調(diào)節(jié)偏壓的大小可通過調(diào)節(jié)Re來達(dá)到。如所需的偏來達(dá)到。如所需

30、的偏壓為壓為Eb ，則，則Eb 由下式確定，即由下式確定，即3 3）參數(shù)選?。﹨?shù)選取 Ce對(duì)交流旁路，為了保證偏壓不隨交流波對(duì)交流旁路，為了保證偏壓不隨交流波動(dòng)，其放電時(shí)間常數(shù)應(yīng)足夠大，要求動(dòng)，其放電時(shí)間常數(shù)應(yīng)足夠大，要求f 是放大是放大器的工作頻率。器的工作頻率。e0beIER fCR5ee 4 4）信號(hào)源有無）信號(hào)源有無直流通路直流通路 如果信號(hào)源無直流通路，則應(yīng)加一個(gè)高如果信號(hào)源無直流通路，則應(yīng)加一個(gè)高頻扼流圈頻扼流圈ZL，ZL的作用是將射極偏壓引向基的作用是將射極偏壓引向基極，同時(shí)也為基極直流提供通路。極，同時(shí)也為基極直流提供通路。 5 5）使用使用 欠壓欠壓 射流偏壓環(huán)節(jié)對(duì)射流偏壓

31、環(huán)節(jié)對(duì)Ieo的變化起負(fù)反饋?zhàn)饔?。的變化起?fù)反饋?zhàn)饔谩?（相當(dāng)于有效激勵(lì)增大）（相當(dāng)于有效激勵(lì)增大） ee0be0RIEI 0eI 基極電流自給偏壓環(huán)節(jié)基極電流自給偏壓環(huán)節(jié)1）電路）電路2) 2) 工作原理工作原理 基極直流成分基極直流成分Ib0通過通過Rb造成的電壓造成的電壓Ib0 Rb，對(duì)對(duì)基極是個(gè)反偏壓。調(diào)整基極是個(gè)反偏壓。調(diào)整Rb可以改變偏壓的大小，可以改變偏壓的大小，故故Eb 應(yīng)根據(jù)所需的偏壓來選取，即應(yīng)根據(jù)所需的偏壓來選取，即3 3）參數(shù)選取參數(shù)選取 為了減小電壓為了減小電壓Eb 隨交流電流波動(dòng)，隨交流電流波動(dòng)，Cb Rb的的時(shí)時(shí)間常數(shù)應(yīng)滿足間常數(shù)應(yīng)滿足0bbbIER fRC5bb

32、4）信號(hào)源有無直流通路）信號(hào)源有無直流通路 如果信號(hào)源無直流通路，則應(yīng)加一個(gè)高頻如果信號(hào)源無直流通路，則應(yīng)加一個(gè)高頻扼流圈扼流圈 ZL。5）使用）使用過壓過壓 基流偏壓環(huán)節(jié)對(duì)基流偏壓環(huán)節(jié)對(duì)Ib0的變化起負(fù)反饋?zhàn)饔?。的變化起?fù)反饋?zhàn)饔?。bb0bcRIEIIRb0bmax過壓過壓 過過壓壓 （相當(dāng)于有效激勵(lì)減小）（相當(dāng)于有效激勵(lì)減?。?.5.3 輸入、輸出匹配網(wǎng)絡(luò)輸入、輸出匹配網(wǎng)絡(luò) 輸入匹配電路的作用：輸入匹配電路的作用： 實(shí)現(xiàn)信號(hào)源輸出阻抗與放大器輸入阻抗之間的匹配，以期獲得實(shí)現(xiàn)信號(hào)源輸出阻抗與放大器輸入阻抗之間的匹配，以期獲得 最大的激勵(lì)功率。最大的激勵(lì)功率。 輸出匹配電路的作用輸出匹配電路的

33、作用: 將負(fù)載將負(fù)載RL變換為放大器所需的最佳負(fù)載電阻，以保證放大器輸變換為放大器所需的最佳負(fù)載電阻，以保證放大器輸 出功率最大。出功率最大。 分類：分類： 并聯(lián)諧振回路形式的匹配電路和具有濾波器形式的匹配電路。并聯(lián)諧振回路形式的匹配電路和具有濾波器形式的匹配電路。 前者多用于前級(jí)、中間級(jí)放大器以及某些需要可調(diào)電路的輸出前者多用于前級(jí)、中間級(jí)放大器以及某些需要可調(diào)電路的輸出 級(jí)，后者多用于大功率、低阻抗寬帶輸出級(jí)，如無線電發(fā)射機(jī)級(jí)，后者多用于大功率、低阻抗寬帶輸出級(jí)，如無線電發(fā)射機(jī) 多用此種電路。多用此種電路。 并聯(lián)諧振回路匹配電路并聯(lián)諧振回路匹配電路 上圖是一個(gè)具有單諧振的變壓器耦合匹配電路

34、，上圖是一個(gè)具有單諧振的變壓器耦合匹配電路，其中（其中（a）為回路原理圖。（）為回路原理圖。（b）是晶體管輸出端的等效回路圖。）是晶體管輸出端的等效回路圖。 注意：注意： 由于調(diào)諧功率放大器的晶體管工作在非線性狀態(tài)，匹配的概念由于調(diào)諧功率放大器的晶體管工作在非線性狀態(tài)，匹配的概念 與線性電路不完全相同。由調(diào)諧功率放大器的負(fù)載特性知道，與線性電路不完全相同。由調(diào)諧功率放大器的負(fù)載特性知道， 放大器工作在臨界狀態(tài)輸出功率最大，效率也較高。因此，放放大器工作在臨界狀態(tài)輸出功率最大，效率也較高。因此，放 大器工作在臨界狀態(tài)的等效電阻，就是放大器阻抗匹配所需的大器工作在臨界狀態(tài)的等效電阻，就是放大器阻抗

35、匹配所需的 最佳負(fù)載電阻，以最佳負(fù)載電阻，以Rcp表示。表示。 最佳負(fù)載電阻最佳負(fù)載電阻Rcp ，可以用下述方法計(jì)算，可以用下述方法計(jì)算: PO、QL、RL、諧振頻率已知、諧振頻率已知(2) 確定最佳負(fù)載電阻確定最佳負(fù)載電阻 RcpcpcmoRUP22ocescocmcpcPUEPURR2)(222問題：?jiǎn)栴}： 在實(shí)際電路中，如何達(dá)到集電極等效負(fù)載在實(shí)際電路中，如何達(dá)到集電極等效負(fù)載Rc= Rcp呢？呢？ LQRNN Lcp10 0 濾波器型匹配網(wǎng)絡(luò)濾波器型匹配網(wǎng)絡(luò) 在甚高頻或大功率輸出級(jí)，廣泛利用在甚高頻或大功率輸出級(jí)，廣泛利用L、C變換網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)調(diào)諧和變換網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)調(diào)諧和阻抗匹配。這種電路

36、形式很多。阻抗匹配。這種電路形式很多。就其結(jié)構(gòu)來看：就其結(jié)構(gòu)來看： L 型、型、 型、型、 T型三型三種類型。典型電路如圖種類型。典型電路如圖3-20所示。所示。RL:負(fù)載電阻負(fù)載電阻Rs:信號(hào)源輸出電阻。信號(hào)源輸出電阻。 當(dāng)電路用作級(jí)間匹配網(wǎng)絡(luò)時(shí)，當(dāng)電路用作級(jí)間匹配網(wǎng)絡(luò)時(shí)， RL是下一級(jí)放大器的輸入電阻，是下一級(jí)放大器的輸入電阻， Rs是前一級(jí)放大器的輸出電阻。當(dāng)電路用在輸入級(jí)或輸出級(jí)是前一級(jí)放大器的輸出電阻。當(dāng)電路用在輸入級(jí)或輸出級(jí) 時(shí)，時(shí)， RL、 Rs的具體含義視工作情況確定。的具體含義視工作情況確定。 電路中有三個(gè)可調(diào)元件（電路中有三個(gè)可調(diào)元件（L、C1、C2）調(diào)整它們可改變以下三項(xiàng)

37、內(nèi)）調(diào)整它們可改變以下三項(xiàng)內(nèi)容，即容，即: 諧振頻率、有載諧振頻率、有載Q值、匹配阻抗。值、匹配阻抗。說明：說明： 濾波器型匹配網(wǎng)絡(luò)已得到普遍應(yīng)用，許多資料都對(duì)它有過深入濾波器型匹配網(wǎng)絡(luò)已得到普遍應(yīng)用，許多資料都對(duì)它有過深入 的研究，并給出了一整套計(jì)算公式。為了加深對(duì)匹配原理的了的研究，并給出了一整套計(jì)算公式。為了加深對(duì)匹配原理的了 解及計(jì)算公式的運(yùn)用，下面以典型的解及計(jì)算公式的運(yùn)用，下面以典型的T型匹配網(wǎng)絡(luò)為例推導(dǎo)它型匹配網(wǎng)絡(luò)為例推導(dǎo)它 的匹配條件，引出對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)公式。的匹配條件，引出對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)公式。 為分析方便將為分析方便將T型匹配網(wǎng)絡(luò)重畫如圖型匹配網(wǎng)絡(luò)重畫如圖3-19所示。所示。 1,cx2,cx圖圖3-19 3-19 T 型電路及其變換型電路及其變換電容器的串、并聯(lián)等效變換關(guān)系為：電容器的串、并聯(lián)等效變換關(guān)系為： RS3.8 倍頻器倍頻器 倍頻器是一種將輸入信號(hào)頻率成整數(shù)倍（倍頻器是一種將輸入信號(hào)頻率成整數(shù)倍（2倍、倍、3倍倍n倍）倍） 增加的電路。它主要用于甚高頻無線電發(fā)射機(jī)或其它電子設(shè)增加的電路。它主要用于甚高頻無線電發(fā)射機(jī)或其它電子設(shè) 備。備。采用倍頻器的主要原因有：采用倍頻器的主要原因有： 降低設(shè)備的主振頻率。由于振蕩器頻率愈高穩(wěn)定性愈差，一般降低設(shè)備的主振頻率。由于振蕩器頻率愈高穩(wěn)定性愈差，一般 采用頻率較低而穩(wěn)定度較高的晶體振蕩器，