高頻電子線路3.3諧振功放電路

1、EXITEXIT 3.3 諧振功率放大器電路諧振功率放大器電路 高頻電子線路高頻電子線路3.3 諧振功率放大器電路諧振功率放大器電路主要要求要點(diǎn)：主要要求要點(diǎn)： 了解諧振功放常用的直流饋電電路及其特點(diǎn)。了解諧振功放常用的直流饋電電路及其特點(diǎn)。掌握諧振功放中濾波匹配網(wǎng)絡(luò)的作用，掌握諧振功放中濾波匹配網(wǎng)絡(luò)的作用，了解了解其其主要要求。主要要求。了解基本濾波匹配網(wǎng)絡(luò)的組成、分析與設(shè)計(jì)。了解基本濾波匹配網(wǎng)絡(luò)的組成、分析與設(shè)計(jì)。EXITEXIT 3.3 諧振功率放大器電路諧振功率放大器電路 高頻電子線路高頻電子線路3.3.1 直流饋電電路直流饋電電路一、集電極直流饋電電路一、集電極直流饋電電路+uCEV

2、CC +LCLCCC1+uCEVCC + LCLCCC2CC1串饋電路串饋電路并饋電路并饋電路 LC 、CC1構(gòu)成電源濾波器，避免信號(hào)電流構(gòu)成電源濾波器，避免信號(hào)電流通過直流電源而產(chǎn)生級間反饋通過直流電源而產(chǎn)生級間反饋EXITEXIT 3.3 諧振功率放大器電路諧振功率放大器電路 高頻電子線路高頻電子線路一、集電極直流饋電電路一、集電極直流饋電電路+uCE +LCLCCC1+uCE + LCLCCC2CC1串饋電路串饋電路并饋電路并饋電路3.3.1 直流饋電電路直流饋電電路雖然電路結(jié)構(gòu)形式不同，但都實(shí)現(xiàn)了：雖然電路結(jié)構(gòu)形式不同，但都實(shí)現(xiàn)了：+uc+ucVCCVCCtUVuVuc coscmCC

3、CCCE EXITEXIT 3.3 諧振功率放大器電路諧振功率放大器電路 高頻電子線路高頻電子線路一、集電極直流饋電電路一、集電極直流饋電電路+uCEVCC +LCLCCC1+uCEVCC + LCLCCC2CC1串饋電路串饋電路并饋電路并饋電路3.3.1 直流饋電電路直流饋電電路串饋電路特點(diǎn)：串饋電路特點(diǎn)： LC 回路處于直流高電位，諧振元件不能直接接地。回路處于直流高電位，諧振元件不能直接接地。并饋電路特點(diǎn)：并饋電路特點(diǎn)： LC 回路處于直流低電位，諧振元件能直接回路處于直流低電位，諧振元件能直接 接地，易安裝。但接地，易安裝。但LC 、CC1 并聯(lián)于回路，并聯(lián)于回路， 其分布參數(shù)直接影響

4、諧振回路的調(diào)諧。其分布參數(shù)直接影響諧振回路的調(diào)諧。EXITEXIT 3.3 諧振功率放大器電路諧振功率放大器電路 高頻電子線路高頻電子線路二、基極偏置電路二、基極偏置電路 欲晶體管工作于丙類，基極應(yīng)加反向偏壓或小于欲晶體管工作于丙類，基極應(yīng)加反向偏壓或小于UBE(on)的正向偏壓。的正向偏壓。 + VBBIB0RBCBLBIB0LB + +VCCRB1CBLBRB2VBB自給偏置電路自給偏置電路分壓式基極偏置電分壓式基極偏置電路路利用利用IB0 流經(jīng)流經(jīng)RB產(chǎn)生偏壓電壓：產(chǎn)生偏壓電壓：VBB= IB0 RB調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)RB ，可調(diào)節(jié)反偏電壓大小。，可調(diào)節(jié)反偏電壓大小。利用利用LB中的固有直流電阻獲

5、得偏壓電壓中的固有直流電阻獲得偏壓電壓EXITEXIT 3.3 諧振功率放大器電路諧振功率放大器電路 高頻電子線路高頻電子線路 + VBBIB0RBCBLBIB0LB + +VCCRB1CBLBRB2VBB自給偏置電路自給偏置電路分壓式基極偏置電分壓式基極偏置電路路 自給偏置電路中，未加輸入信號(hào)時(shí)，自給偏置電路中，未加輸入信號(hào)時(shí)，iB=0，因此，因此偏置電壓也為零。當(dāng)輸入信號(hào)幅度由小加大時(shí)，偏置電壓也為零。當(dāng)輸入信號(hào)幅度由小加大時(shí)，iB增增大，其直流分量大，其直流分量 IB0 也增大，反向偏壓隨之增大。這也增大，反向偏壓隨之增大。這種種偏置電壓隨輸入信號(hào)幅度而變化的現(xiàn)象稱為自給偏偏置電壓隨輸入

6、信號(hào)幅度而變化的現(xiàn)象稱為自給偏置效應(yīng)。置效應(yīng)。二、基極偏置電路二、基極偏置電路EXITEXIT 3.3 諧振功率放大器電路諧振功率放大器電路 高頻電子線路高頻電子線路 + VBBIB0RBCBLBIB0LB + +VCCRB1CBLBRB2VBB自給偏置電路自給偏置電路分壓式基極偏置電分壓式基極偏置電路路 由于自給偏壓效應(yīng)，該圖中基極偏置電壓動(dòng)態(tài)值由于自給偏壓效應(yīng)，該圖中基極偏置電壓動(dòng)態(tài)值要比靜態(tài)值小。要比靜態(tài)值小。二、基極偏置電路二、基極偏置電路EXITEXIT 3.3 諧振功率放大器電路諧振功率放大器電路 高頻電子線路高頻電子線路3.3.2 濾波匹配網(wǎng)絡(luò)濾波匹配網(wǎng)絡(luò)一、濾波匹配網(wǎng)絡(luò)的作用和

7、要求一、濾波匹配網(wǎng)絡(luò)的作用和要求濾波和匹配濾波和匹配 在所需頻帶內(nèi)進(jìn)行有效的阻抗變換，給放大器提供在所需頻帶內(nèi)進(jìn)行有效的阻抗變換，給放大器提供 Rpopt 有效濾除不需要的諧波成分有效濾除不需要的諧波成分 將有用功率有效地傳送給負(fù)載，因此其固有損耗要小。將有用功率有效地傳送給負(fù)載，因此其固有損耗要小。主主要要要要求求注意：注意： 在丙類諧振功放中，把在丙類諧振功放中，把RL變換為變換為Rpopt ，以獲得最大輸出，以獲得最大輸出功率的作用，稱為阻抗匹配。功率的作用，稱為阻抗匹配。 而線性電路中的阻抗匹配，指負(fù)載阻抗與信號(hào)源的而線性電路中的阻抗匹配，指負(fù)載阻抗與信號(hào)源的輸出阻抗相等時(shí)，負(fù)載可從信

8、號(hào)源取得最大功率。輸出阻抗相等時(shí)，負(fù)載可從信號(hào)源取得最大功率。EXITEXIT 3.3 諧振功率放大器電路諧振功率放大器電路 高頻電子線路高頻電子線路二、二、LC網(wǎng)絡(luò)的阻抗變換作用網(wǎng)絡(luò)的阻抗變換作用 RSXSYSXPRPYPS2S2SS2S2SSSSjj1XRXXRRXRY PPPPPj1j11XRXRY SS2S2PRXRR )1()1(2SS2S2SQRRXR SS2S2PXXRX )11()1(2SS2S2SQXXRX 1. 串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的阻抗變換串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的阻抗變換 SSRXQ EXITEXIT 3.3 諧振功率放大器電路諧振功率放大器電路 高頻電子線路高頻電子線路二、二、LC網(wǎng)絡(luò)的阻抗

9、變換作用網(wǎng)絡(luò)的阻抗變換作用 RSXSYSXPRPYP1. 串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的阻抗變換串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的阻抗變換 )1(2SPQRR )11(2SPQXX SSRXQ 2PS1QRR 2PS/11QXX PPXRQ 串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)變換后，電抗性質(zhì)不變串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)變換后，電抗性質(zhì)不變 EXITEXIT 3.3 諧振功率放大器電路諧振功率放大器電路 高頻電子線路高頻電子線路解：解：SSRXQ SS RL 28. 6101010010100296 )1(2SPQRR 404)28. 61(102 )28. 611(100)11(22SP QLLRSLSLPRP 例例3.3.1100nH10 下圖中，已知下圖中，已知 f

10、 = 100 MHz，求，求 LP 和和 RP 。， )11(2SPQXX ）（2 S P11 QLL = 102.5 nHEXITEXIT 3.3 諧振功率放大器電路諧振功率放大器電路 高頻電子線路高頻電子線路解：解：PPPP CRXRQ 14. 310502001052127 4 .18)14. 311(002122PS QRR 例例3.3.250 pF下圖中，已知下圖中，已知 f = 50 MHz，求，求 CS 和和 RS 。RPCP200 RSCS)11(2PSQCC )3.1411(502 = 55 pF，)11(2SPQXX )11(112SPQCC EXITEXIT 3.3 諧振

11、功率放大器電路諧振功率放大器電路 高頻電子線路高頻電子線路2. L型濾波匹配網(wǎng)絡(luò)的阻抗變換型濾波匹配網(wǎng)絡(luò)的阻抗變換 電路在工作頻率上達(dá)到并聯(lián)諧振，即電路在工作頻率上達(dá)到并聯(lián)諧振，即CL 1 )1( 2LLPQRRR 故故1LP RRQ（1）低阻變高阻型）低阻變高阻型LRPCRLRLCLRP)1(2LLQRR )11(2QLL L RLQ 應(yīng)用中，根據(jù)阻抗匹配要求確定應(yīng)用中，根據(jù)阻抗匹配要求確定Q，即，即EXITEXIT 3.3 諧振功率放大器電路諧振功率放大器電路 高頻電子線路高頻電子線路例例3.3.3已知某諧振功放的已知某諧振功放的f = 50 MHz，RL= 10 ，所需的，所需的匹配負(fù)載

12、為匹配負(fù)載為RP = 200 ，試確定，試確定L型濾波匹配網(wǎng)絡(luò)型濾波匹配網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)。的參數(shù)。解：解：36. 4191/LP RRQ L QRL 710514. 321036. 4 =139 nH)19/11(139)/11(22 QLL=146 nH /12LC pF 69 應(yīng)采用低阻變高阻型應(yīng)采用低阻變高阻型L型濾波匹配網(wǎng)絡(luò)，其參數(shù)設(shè)計(jì)如下型濾波匹配網(wǎng)絡(luò)，其參數(shù)設(shè)計(jì)如下EXITEXIT 3.3 諧振功率放大器電路諧振功率放大器電路 高頻電子線路高頻電子線路（2） 高阻變低阻型高阻變低阻型RPCRLLRPCRLL)1/(2LLQRR )11(2QCC CRQ L 電路在工作頻率上達(dá)到串聯(lián)諧振，

13、即電路在工作頻率上達(dá)到串聯(lián)諧振，即 1 CL 1PL RRQ)1/( 2LPQRR 故故Q根據(jù)阻抗匹配要求確定，即根據(jù)阻抗匹配要求確定，即EXITEXIT 3.3 諧振功率放大器電路諧振功率放大器電路 高頻電子線路高頻電子線路作業(yè)作業(yè)3.9EXITEXIT 3.3 諧振功率放大器電路諧振功率放大器電路 高頻電子線路高頻電子線路3. 型和型和T濾波匹配網(wǎng)絡(luò)濾波匹配網(wǎng)絡(luò)1PL RRQ因?yàn)橐驗(yàn)?LP RRQ或或故在故在RL和和RL相差不大時(shí)，相差不大時(shí)，Q只能很小，會(huì)使濾波性能很差只能很小，會(huì)使濾波性能很差這時(shí)可采用這時(shí)可采用 型或型或T濾波匹配網(wǎng)絡(luò)濾波匹配網(wǎng)絡(luò)EXITEXIT 3.3 諧振功率放大

14、器電路諧振功率放大器電路 高頻電子線路高頻電子線路3. 型和型和T濾波匹配網(wǎng)絡(luò)濾波匹配網(wǎng)絡(luò)RPC2RLL1C1RLL1C1L2RP型濾波匹配網(wǎng)絡(luò)型濾波匹配網(wǎng)絡(luò)T型濾波匹配網(wǎng)絡(luò)型濾波匹配網(wǎng)絡(luò)C2RLL11C1L12RPRL低阻變高阻低阻變高阻高阻變低阻高阻變低阻 恰當(dāng)選擇兩個(gè)恰當(dāng)選擇兩個(gè)L型網(wǎng)絡(luò)的型網(wǎng)絡(luò)的Q值，就值，就可兼顧濾波和阻抗可兼顧濾波和阻抗匹配的要求。匹配的要求。EXITEXIT 3.3 諧振功率放大器電路諧振功率放大器電路 高頻電子線路高頻電子線路RPC2RLL1C1例例3.3.4已知已知 f = 50 MHz，RL= 50 ，欲欲RP = 150 ，采用采用型濾波匹配網(wǎng)絡(luò)，試確定型

15、濾波匹配網(wǎng)絡(luò)，試確定C1、C2、L1 值。值。解：解：C2RLL11C1L12RPRLRLC2RLL12選取選取 Q2 = 4 94. 21750122LL QRRpF 255 L22 RQC 2L21CRQ EXITEXIT 3.3 諧振功率放大器電路諧振功率放大器電路 高頻電子線路高頻電子線路RPC2RLL1C1例例3.3.4已知已知 f = 50 MHz，RL= 50 ，欲欲RP = 150 ，采用采用型濾波匹配網(wǎng)絡(luò)，試確定型濾波匹配網(wǎng)絡(luò)，試確定C1、C2、L1 值。值。解：解：C2RLL11C1L12RPRLRLC2RLL12選取選取 Q2 = 4 94. 21750122LL QRR

16、pF 255 L22 RQC nH 4 .37 L212 RQLL122RLQ EXITEXIT 3.3 諧振功率放大器電路諧振功率放大器電路 高頻電子線路高頻電子線路RPC2RLL1C1例例3.3.4已知已知 f = 50 MHz，RL= 50 ，欲欲RP = 150 ，采用采用型濾波匹配網(wǎng)絡(luò)，試確定型濾波匹配網(wǎng)絡(luò)，試確定C1、C2、L1 值。值。解：解：C2RLL11C1L12RPRL選取選取 Q2 = 4 94. 21750122LL QRRpF 255 L22 RQC nH 4 .37 L212 RQLC1RLL11RP07. 71/LP1 RRQnH 66 L111 RQLnH4 .

17、10312111 LLLEXITEXIT 3.3 諧振功率放大器電路諧振功率放大器電路 高頻電子線路高頻電子線路RPC2RLL1C1例例3.3.4已知已知 f = 50 MHz，RL= 50 ，欲欲RP = 150 ，采用采用型濾波匹配網(wǎng)絡(luò)，試確定型濾波匹配網(wǎng)絡(luò)，試確定C1、C2、L1 值。值。解：解： 選取選取 Q2 = 4 94. 21750122LL QRRpF 255 L22 RQC nH 4 .37 L212 RQL07. 71/LP1 RRQnH 66 L111 RQLnH4 .10312111 LLLRPRPC1L11pF 151 P11 RQC 1P11CRQ EXITEXIT

18、 3.3 諧振功率放大器電路諧振功率放大器電路 高頻電子線路高頻電子線路3.3.3 諧振功率放大器電路舉例諧振功率放大器電路舉例一、例一、例1電路性能：電路性能：160MHz，負(fù)載，負(fù)載50 ，輸出功率，輸出功率13W，功率增益，功率增益9dB(dB)20log iPPPAo EXITEXIT 3.3 諧振功率放大器電路諧振功率放大器電路 高頻電子線路高頻電子線路一、例一、例1輸出匹配網(wǎng)絡(luò)輸出匹配網(wǎng)絡(luò)基極采用自給偏壓。集電極采用并饋電路?；鶚O采用自給偏壓。集電極采用并饋電路。 L2、C3和和C4構(gòu)成構(gòu)成L型輸出匹配網(wǎng)絡(luò)，調(diào)型輸出匹配網(wǎng)絡(luò)，調(diào)C3和和C4可在工作頻率上實(shí)現(xiàn)阻抗匹配?？稍诠ぷ黝l率上

19、實(shí)現(xiàn)阻抗匹配。3.3.3 諧振功率放大器電路舉例諧振功率放大器電路舉例EXITEXIT 3.3 諧振功率放大器電路諧振功率放大器電路 高頻電子線路高頻電子線路一、例一、例1輸入匹配網(wǎng)絡(luò)輸入匹配網(wǎng)絡(luò) 功放的輸入阻抗很低，且隨著放大器工作狀功放的輸入阻抗很低，且隨著放大器工作狀態(tài)的改變而變化。為了減小其對前級放大器的影態(tài)的改變而變化。為了減小其對前級放大器的影響，需要有輸入匹配網(wǎng)絡(luò)。響，需要有輸入匹配網(wǎng)絡(luò)。3.3.3 諧振功率放大器電路舉例諧振功率放大器電路舉例EXITEXIT 3.3 諧振功率放大器電路諧振功率放大器電路 高頻電子線路高頻電子線路一、例一、例1輸入匹配網(wǎng)絡(luò)輸入匹配網(wǎng)絡(luò)輸入匹配網(wǎng)絡(luò)

20、作用：輸入匹配網(wǎng)絡(luò)作用：把低且變化的功放輸入阻抗變?yōu)榍凹壦枰妮^穩(wěn)定把低且變化的功放輸入阻抗變?yōu)榍凹壦枰妮^穩(wěn)定的高阻抗，并使前級工作于過壓區(qū)，從而使功放獲得的高阻抗，并使前級工作于過壓區(qū)，從而使功放獲得較穩(wěn)定的激勵(lì)電壓。較穩(wěn)定的激勵(lì)電壓。 工作于過壓區(qū)時(shí)，輸出電壓幾乎不隨負(fù)載變化。工作于過壓區(qū)時(shí)，輸出電壓幾乎不隨負(fù)載變化。3.3.3 諧振功率放大器電路舉例諧振功率放大器電路舉例EXITEXIT 3.3 諧振功率放大器電路諧振功率放大器電路 高頻電子線路高頻電子線路一、例一、例1輸入匹配網(wǎng)絡(luò)輸入匹配網(wǎng)絡(luò)輸入匹配網(wǎng)絡(luò)作用：輸入匹配網(wǎng)絡(luò)作用：把低且變化的功放輸入阻抗變?yōu)榍凹壦枰妮^穩(wěn)定把低且變化的功放輸入阻抗變?yōu)榍凹壦枰妮^穩(wěn)定的高阻抗，并使前級工作于過壓區(qū)，從而使功放獲得的高阻抗，并使前級工作于過壓區(qū)，從而使功放獲得較穩(wěn)定的激勵(lì)電壓。較穩(wěn)定的激勵(lì)