高頻電子線路：第4章 諧振功率放大器

1、調(diào)制編碼解調(diào)譯碼現(xiàn)代通信系統(tǒng)vceicVoAVCCQVcmvcmingd圖4.2.1 4.3 諧振功率放大器電路 管外電路由兩部分組成 直流饋電電路 濾波匹配網(wǎng)絡(luò)4.3.1 直流饋電 饋電原則： 對直流呈短路 對基波分量呈現(xiàn)最大阻抗 集電極饋電（串饋、并饋）若功率管C-E結(jié)、Vcc、LC 回路三者是串聯(lián)(或并聯(lián))，則稱為集電極串饋（或并饋）電路 集電極串、并饋 電路形式 對其他諧波分量基本呈現(xiàn)短路 按電流流通路徑劃分饋電電路形式集電極饋電電路基電極饋電電路 串并饋電電路的異同點(diǎn)ii 不同點(diǎn)： 并饋：LC 回路兩端均是直流低電位端，且有一端接地； 串饋：LC 回路兩端均是直流高電位端，且沒有一端

2、接地； 饋電附加元件（ LC 、 ） 并饋： LC 、 并接在回路端，造成分布參數(shù)并到 LC 回 路上，影響頻率穩(wěn)定。 串饋： LC 、 串接在回路端，對頻率穩(wěn)定影響不大。 i 共同點(diǎn)： 供電效果相同 Vcc與vc都是串聯(lián)的 常用基極饋電電路 基極饋電若功率管的發(fā)射結(jié)、vi、VBB三者是串聯(lián)（或并聯(lián)），則稱為基極串饋（或并饋）電路。 基極饋電形式：有串饋與并饋兩種形式自給反偏壓電路的作用 自給反偏壓電路的作用 放大器中引入自給反偏壓是穩(wěn)定工作點(diǎn)。 丙類諧振功放引入基極自給反偏壓是穩(wěn)定工作狀態(tài)，克 服非線性失真 振蕩器中自給偏壓的作用是穩(wěn)定輸出電壓的振幅。 4.3.2. 匹配網(wǎng)絡(luò) 輸出濾波匹配網(wǎng)

3、絡(luò) 輸入濾波匹配網(wǎng)絡(luò) 放大器級與級之間的濾波匹配網(wǎng)絡(luò) 對輸出匹配網(wǎng)絡(luò)的要求 將外接負(fù)載RL 轉(zhuǎn)化成功率管集電極要求的匹配負(fù)載Re 選出基波分量，濾除諧波分量。用Hn 、 描述濾波性能。諧波抑制度、網(wǎng)絡(luò)傳輸效率 (它們的要求往往是矛盾的) 輸出濾波網(wǎng)絡(luò)(Filter-Matched Network)介于功率管T 和外負(fù)載RL之間 諧振功率放大器阻抗匹配的概念是：在給定的電路條件下，改變負(fù)載回路的可調(diào)元件，使器件送出額定的輸出功率Po至負(fù)載最大，這就叫做達(dá)到了阻抗匹配：中介回路效率 設(shè)計LC 匹配網(wǎng)絡(luò)的基本依據(jù)串并支路阻抗變換公式 LC選頻匹配網(wǎng)絡(luò)有倒L型、T型、 型等幾種不同組成形式，其中倒L型

4、是基本形式。現(xiàn)以倒L型為例，說明其選頻匹配原理。 倒L型網(wǎng)絡(luò)是由兩個異性電抗元件X1、X2組成。 T型網(wǎng)絡(luò)和型網(wǎng)絡(luò)各由三個電抗元件(其中兩個同性質(zhì)， 另一個異性質(zhì))組成，它們都可以分別看作是兩個倒L型網(wǎng)絡(luò)的組合，用類似的方法可以推導(dǎo)出其有關(guān)公式。選頻匹配原理T型網(wǎng)絡(luò)等效過程1. Xp等效為Xp1,Xp22. Xs2,R串聯(lián)等效為并聯(lián)Xs2, R3. Xp2與Xs2并聯(lián)諧振4. Xp1與R并聯(lián)等效為串聯(lián)Xp1, R5. Xs1與Xp1串聯(lián)諧振設(shè)計舉例：（如圖所示L形網(wǎng)絡(luò)，已知 ，且 求xs、xp）諧振時這兩項(xiàng)之和為零輸入濾波匹配網(wǎng)絡(luò)與級間耦合電路 末級以前的各級（主振級除外）都叫做中間級：可作為

5、緩沖、倍頻或功率放大等，但它們的集電極回路都是用來饋給下一級所需要的激勵功率的。這些回路就叫做級間耦合回路。對于中間級來說，最主要的是應(yīng)該保證它的輸出電壓穩(wěn)定，以供給下級穩(wěn)定的激勵電壓，而效率則降為次要問題。 為了達(dá)到保證送給下級穩(wěn)定的激勵電壓的目的，對于中間級應(yīng)采取如下措施：（1）中間放大級應(yīng)工作于過壓狀態(tài)，此時它等效為一個恒壓源，其輸出電壓幾乎不隨負(fù)載變化。這樣，盡管后級的輸入阻抗是變化的，但該級所得到的激勵電壓仍然是穩(wěn)定的。（2）降低級間耦合回路的效率k。這樣回路本身損耗加大，使下級輸入回路的損耗功率影響減弱，也就減弱了下級對本級工作狀態(tài)的影響。中間級的k一般取為0.10.5，也就是說中

6、間級的輸出功率應(yīng)為后一級所需激勵功率的210倍。下圖所示為T形濾波匹配網(wǎng)絡(luò)，要求與Re 和Co串接匹配， 試 求各元件的表達(dá)式 下圖所示為形濾波匹配網(wǎng)絡(luò)，要求與Re 和Co并接匹 配，試求各元件的表達(dá)式(一)結(jié)構(gòu)表達(dá)式: XL1 = Qe1Re Xc0 Xc2 = -ARL Xc1 = -B/(A-Qe1)其中 A = (Re/RL)(1+Q2e1)-11/2 B = Re(1+Q2e1) 條 件: Re RL/(1+Q2e1)(二)結(jié)構(gòu)表達(dá)式: XL1 = Qe1Re Xc0 XL2 = ARL Xc = -B/(A + Qe1)其中 A = (Re/RL)(1+Q2e1)-11/2 B =

7、 Re (1+Q2e1) 條 件: Re RL / (1+Q2e1)(三)結(jié)構(gòu)表達(dá)式: Xc1 = - (Re / Qe1) Xc0 Xc2 = - RL(Re/RL) / (Q2e1+1)-(Re/RL)1/2 XL = Qe1Re - (ReRL / Xc2) / (1 + Q2e1)條 件: Re RL / (1+Q2e1)(四)結(jié)構(gòu)表達(dá)式: XL1 = - Xc0 Xc1 = - Qe1Re Xc2 = - RL Re / (RL - Re) 1/2 XL2 = - Xc1 (ReRL)/Xc2條 件: Re RL(五)結(jié)構(gòu)表達(dá)式: XC1 = - Qe1Re Xc0 Xc2 = - RL Re/ (RL-Re) 1/2 XL = - Xc1 (ReRL)/Xc2 - Xc0條 件: Re RL50M，70W的功率增益為11dB的諧振功率放大器。 基極采用T和L型兩級混合網(wǎng)絡(luò)集電極采用L和T兩級混合網(wǎng)絡(luò)4.3.3 諧振功率放大器電路 150M，3W，功率增益為10dB的諧振功率放大器。基極并聯(lián)型自給偏壓式饋電，輸入為T型濾波網(wǎng)絡(luò)。集電極串聯(lián)饋電，三級型濾