最新-通信電子線路第二章-PPT精品課件

1、第 2 章 諧振功率放大器2.1 諧振功率放大器的工作原理2.2 諧振功率放大器的性能特點(diǎn)2.3 諧振功率放大器電路1.1 功率電子線路概述 作用：高效地實(shí)現(xiàn)能量變換和控制。 種類(lèi)：根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域和處理對(duì)象不同(1) 功率放大電路：放大器的一類(lèi)。用于通信、音像等電子設(shè)備。 (2) 電源變換電路：對(duì)電源能量進(jìn)行特定變換。用于電源設(shè)備、電子系統(tǒng)、工業(yè)控制。 1.1.1 功率放大器與其它放大器相比 相同點(diǎn)：均在輸入信號(hào)作用下，將直流電源的直流功率轉(zhuǎn)換為輸出信號(hào)功率。 不同點(diǎn)：性能要求和運(yùn)用特性不同。 一、功率放大器的性能要求1. 安全。輸出功率大，管子大信號(hào)極限條件下運(yùn)用。 2. 高效率。 用c 集電

2、極效率 (Collector Efficiency) 衡量轉(zhuǎn)換效率： Po 輸出信號(hào)功率 (Output Signal Power)；PD 電源提供的功率；PC 管耗 (Power Dissipation)式中：Po 一定，c 高PD 小PC 小 可選 PCM 小的管子，以降低成本；同時(shí)減少能源消耗。 3. 失真小。輸出功率越大，相應(yīng)的動(dòng)態(tài)電壓電流越大，器件特性非線性引起的非線性失真也越大。除采用反饋技術(shù)外，還必須限制輸出功率。 作為放大器，功率增益是重要的性能指標(biāo)，但與上述三個(gè)要求相比，安全、高效和小失真是第一位的。功率增益可用增加前置級(jí)的級(jí)數(shù)或提高相應(yīng)的增益來(lái)彌補(bǔ)。 二、功率管的運(yùn)用特點(diǎn)1

3、. 功率管的運(yùn)用狀態(tài) 根據(jù)功率管在一個(gè)信號(hào)周期內(nèi)導(dǎo)通時(shí)間的不同，功率管運(yùn)用狀態(tài)可分為甲類(lèi)、乙類(lèi)、甲乙類(lèi)、丙類(lèi)等多種。功率管運(yùn)用狀態(tài)通常靠選擇靜態(tài)工作點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)。 甲類(lèi)：功率管在一個(gè)周期內(nèi)導(dǎo)通 (如小信號(hào)放大)。 乙類(lèi)：功率管僅在半個(gè)周期內(nèi)導(dǎo)通。 甲乙類(lèi)：管子在大于半個(gè)周期小于一個(gè)周期內(nèi)導(dǎo)通。丙類(lèi)：功率管小于半個(gè)周期內(nèi)導(dǎo)通。 2. 不同運(yùn)用狀態(tài)下的C管子的運(yùn)用狀態(tài)不同，相應(yīng)的Cmax 也不同。 減小 PC 可提高C。 假設(shè)集電極瞬時(shí)電流和電壓分別為 iC 和 vCE，則 PC 為 討論：若減少 PC，則要減少 iC vCE 途徑 1：由甲類(lèi)甲乙類(lèi)乙類(lèi)丙類(lèi)，減小管子在信號(hào)周期內(nèi)的導(dǎo)通時(shí)間，即增大 i

4、C 0 的時(shí)間。 途徑 2：使管子運(yùn)用在開(kāi)關(guān)狀態(tài) (又稱(chēng)丁類(lèi))；管子在半個(gè)周期內(nèi)飽和導(dǎo)通，另半個(gè)周期內(nèi)截止。飽和導(dǎo)通時(shí)，vCE vCE (sat) 很小，因此導(dǎo)通的半個(gè)周期內(nèi)，瞬時(shí)管耗 iC vCE 處在很小的值上。截止時(shí)，不論 vCE 為何值，iC 趨于 0，iC vCE 也處在零值附近。結(jié)果 PC 很小，C 顯著增大。 1. 電路(1) 輸入端： RB偏置電阻CB旁路電容Tr1耦合變壓器(2) 輸出端： Tr2耦合變壓器，對(duì)交流，Tr2起阻抗變換作用， 1.2.2 甲類(lèi)、乙類(lèi)功放的電路組成及功率性能 一、甲類(lèi)變壓器耦合功放二、乙類(lèi)推挽功率放大器 乙類(lèi)工作時(shí)，為了在負(fù)載上合成完整的正弦波，必

5、須采用兩管輪流導(dǎo)通的推挽 (Push-Pull) 電路。可有多種實(shí)現(xiàn)方案：(1) 變壓器耦合乙類(lèi)推挽功放(2) 互補(bǔ)推挽功放第 2 章 諧振功率放大器 諧振功放是一種用諧振系統(tǒng)作為匹配網(wǎng)絡(luò)的功率放大器，一般工作在丙類(lèi)（或丁類(lèi)、乙類(lèi)），主要用在無(wú)線電發(fā)射機(jī)中，用來(lái)對(duì)載波或已調(diào)波進(jìn)行功率放大。 用途：對(duì)載波或已調(diào)波進(jìn)行功率放大 構(gòu)成：匹配網(wǎng)絡(luò)為諧振系統(tǒng)應(yīng)用狀態(tài)：丙類(lèi)（或丁類(lèi)、乙類(lèi)） 2.1 諧振功率放大器的工作原理 在諧振功率放大器中，它的管外電路由直流饋電電路和濾波匹配網(wǎng)絡(luò)兩部分組成。 2.1.1 丙類(lèi)諧振功率放大器 1. 電路組成 ZL 外接負(fù)載，呈阻抗性，用 CL 與 RL 串聯(lián)等效電路表示

6、。 Lr 和 Cr 匹配網(wǎng)絡(luò)，與 ZL 組成并聯(lián)諧振回路。調(diào)節(jié) Cr 使回路諧振在輸入信號(hào)頻率。 VBB基極偏置電壓，設(shè)置在功率管的截止區(qū)，以實(shí)現(xiàn)丙類(lèi)工作。2. 集電極電流 ic 若忽略基區(qū)寬度調(diào)制效應(yīng)及管子結(jié)電容的影響，則在輸入信號(hào)電壓 的作用下，根據(jù) ，在靜態(tài)轉(zhuǎn)移特性曲線 (icvBE)上畫(huà)出的集電極電流波形是一串周期重復(fù)的脈沖序列，脈沖寬度小于半周用付里葉級(jí)數(shù)可將電流脈沖序列分解為平均分量、基波分量和各次諧波分量之和，即 3. 輸出電壓 vo (1) 對(duì)基波分量 由于集電極諧振回路調(diào)諧在輸入信號(hào)頻率上，因而它對(duì) iC 中的基波分量呈現(xiàn)的阻抗最大，且為純電阻，稱(chēng)為諧振電阻，在高 Q 回路中

7、，其值 Re 近似為其中：式中， 回路總電容 回路諧振角頻率 回路有載品質(zhì)因數(shù) (2) 對(duì)非基波分量 諧振回路對(duì) iC 中的其它分量呈現(xiàn)的阻抗均很小，平均分量和各次諧波分量產(chǎn)生的電壓均可忽略。 結(jié)論：回路上僅有由基波分量產(chǎn)生的電壓vc，因而在負(fù)載上可得到所需的不失真信號(hào)功率。 小結(jié)：丙類(lèi)諧振功率放大器的功能 (1) 選頻：利用諧振回路的選頻作用，可將失真的集電極電流脈沖變換為不失真的輸出余弦電壓。 (2) 阻抗匹配：諧振回路將含有電抗分量的外接負(fù)載變換為諧振電阻 Re，而且調(diào)節(jié) Lr 和 Cr 還能保持回路諧振時(shí)使 Re 等于放大管所需的集電極負(fù)載值，實(shí)現(xiàn)阻抗匹配。 所以，諧振功率放大器中，諧

8、振回路起到選頻和匹配負(fù)載的雙重作用。 4. 丙類(lèi)功放的功率特性分析 (1) 丙類(lèi)功放的問(wèn)題 若提高集電極效率，管子導(dǎo)通時(shí)間減??；但引起 iC 中基波分量幅度 Icm 減小，從而導(dǎo)致輸出功率減小。 (2) 解決方法 將基極偏置電壓 VBB 向負(fù)值方向增大，減少管子導(dǎo)通時(shí)間。 增大集電極脈沖高度，即提高輸入激勵(lì)電壓幅度 Vbm，使減小導(dǎo)通時(shí)間的同時(shí)維持輸出功率不變。 后果：加到基極上的最大反向電壓(VBBVbm)可能使功率管發(fā)射結(jié)反向擊穿。 在維持輸出功率的條件下，一味地減管子導(dǎo)通時(shí)間來(lái)提高集電極效率的做法往往是不現(xiàn)實(shí)的。為進(jìn)一步提高效率，可采用開(kāi)關(guān)工作的諧振功率放大器丁類(lèi)。 2.1.2 丁類(lèi)和戊

9、類(lèi)諧振功率放大器 1. 丁類(lèi)簡(jiǎn)介 (1) 電路 Tr 次級(jí)兩繞組相同，極性相反。 T1 和 T2 特性配對(duì)，為同型管。(2) 原理 若 vi 足夠大，則vi 0時(shí)，T1 飽和導(dǎo)通，T2 截止， vi 0，T2 飽和導(dǎo)通，T1 截止，A 點(diǎn)幅值： vA = vA1 vA2 = 該電壓加到 L、C、R 串聯(lián)諧振回路上，若諧振回路工作在輸入信號(hào)角頻率上， 且其 Q 值足夠高，則可近似認(rèn)為通過(guò)回路的電流 iL 是角頻率為 的余弦波，RL 上獲得不失真輸出功率。 (3) 性能特點(diǎn) T1、T2 盡管導(dǎo)通電流很大，但相應(yīng)的管壓降很小( ) ，管耗小，放大器的效率高。(90% 以上) 考慮結(jié)電容、分布電容等影

10、響，實(shí)際波形如 vA 虛線所示，管子動(dòng)態(tài)管耗增大，丁類(lèi)功放效率受限。 2. 戊類(lèi)放大器 為了克服這個(gè)缺點(diǎn)，在開(kāi)關(guān)工作的基礎(chǔ)上采用一個(gè)特殊設(shè)計(jì)的集電極，保證 vCE 為最小值的一段期間內(nèi)，才有集電極電流流通，這是正在發(fā)展的戊類(lèi)放大器。 2. 實(shí)現(xiàn)原理 在丙類(lèi)諧振放大器中，將輸出諧振回路調(diào)諧在輸入信號(hào)頻率的 n 次諧波上，則輸出諧振回路上僅有 iC 中的 n次諧波分量產(chǎn)生的高頻電壓，而其它分量產(chǎn)生的電壓均可忽略，因而 RL 上得到了頻率為輸入信號(hào)頻率 n 倍的輸出信號(hào)功率。 2.1.3 倍頻器 1. 概念 倍頻器 (Frequency Multiplier)：將輸入信號(hào)的頻率倍增 n 倍的電路。

11、濾波。諧振回路需濾除高于 n 和低于n 的各次分量。低于 n 的分量幅度較大，濾除較難。倍頻次數(shù)越高，對(duì)諧振回路提出的濾波要求越苛刻，不易實(shí)現(xiàn)。 (2) 變?nèi)荻O管、階躍二極管構(gòu)成參量倍頻器，適用于倍頻次數(shù)較高時(shí)。 (1) 三極管倍頻器 倍頻次數(shù)不能太高，一般為二倍或三倍頻。原因： 效率。集電極電流脈沖中包含的諧波分量的幅度隨著 n 的增加而迅速減小。倍頻次數(shù)過(guò)高，倍頻器的輸出功率和效率就會(huì)過(guò)低。 作業(yè)：2.2 諧振功率放大器的性能特點(diǎn)2.2.1 近似分析方法 1. 概述 非諧振功率放大器：集電極負(fù)載為純電阻，在特性曲線上作負(fù)載線，畫(huà)出激勵(lì)信號(hào)下的集電極電流和電壓求出功率性能 丙類(lèi)諧振功率放大

12、器：集電極負(fù)載為包含電抗元件的諧振回路，使得集電極電壓，電流波形不同。但二者又互為確定(vCE 由 iC 產(chǎn)生，而 vCE 通過(guò)基極寬度調(diào)制效應(yīng)影響 iC)。要精確分析諧振功放，要解非線性方程，繁瑣。 2. 諧振功放的近似分析方法準(zhǔn)靜態(tài)分析法 (1) 方法基于下面的兩個(gè)假設(shè) 假設(shè)一：諧振回路具有理想的濾波特性，只能產(chǎn)生基波電壓（在倍頻器中，只能產(chǎn)生特定次數(shù)的諧波電壓），其它分量的電壓均可忽略。 所以，盡管集電極電流為脈沖波，但集電極電壓卻是余弦的。同理，放大器輸入端也有諧振回路，盡管基極電流為脈沖波，但基極電壓是余弦的，可表示為：(2-2-1) 假設(shè)二：功率管的特性用輸入和輸出靜態(tài)特性曲線表示

13、，其高頻效應(yīng)可忽略。分析時(shí)的輸出特性曲線，其參變量采用 vBE，而不是通常的 iB。 (2) 分析步驟 由式 2-2-1 確定 vBE 和 vCE：先設(shè)定VBB、Vbm、VCC、Vcm 四個(gè)電量數(shù)值，并將t 按等間隔 (t = 0，15，30 ，) 給定不同的數(shù)值，則 vBE 和 vCE 便確定(圖 a)。 (2-2-1) 由輸出特性畫(huà) iC：根據(jù)不同間隔上的 vBE 和vCE 值，在輸出特性曲線上（以 vBE 為參變量）找到對(duì)應(yīng)的動(dòng)態(tài)點(diǎn)，由此可以確定 iC 值的波形，其中動(dòng)態(tài)點(diǎn)的連線稱(chēng)為諧振功率放大器的動(dòng)態(tài)線。 (a) (b)不到VCC，因?yàn)閷?dǎo)通角小于 .(3) 功率性能分析 諧振電阻 用付

14、里葉變換對(duì) iC 脈沖波進(jìn)行分解，求出其中的平均分量 IC0 和基波分量 Ic1m。由此可以確定所需的集電極諧振回路諧振電阻 Re。 功率性能 (4) 討論 四變量VBB、Vbm、VCC、Vcm 不同，iC 的波形和數(shù)值就不同，由此求得的 Re 及相應(yīng)的功率性能就不同。應(yīng)了解四變量的影響。 2.2.2 欠壓、臨界和過(guò)壓狀態(tài) 1. VBB、Vbm、VCC 不變，iC 隨 Vcm 的變化規(guī)律 (1) iC 的寬度：由圖所示，主要取決于 VBB、Vbm，VBB、Vbm 一定，iC 脈寬近似確定，與 Vcm 關(guān)系不大。 (2) iC 的值： 由 當(dāng) t = 0 時(shí)， 當(dāng) VBB、Vbm 即 vBEma

15、x 為定值時(shí)，VcmvCEmin 動(dòng)態(tài)點(diǎn)A左移 情況 A：Vcm 的取值，使所對(duì)應(yīng)的動(dòng)態(tài)點(diǎn)處在放大區(qū)。 情況 A：Vcm 增大，使 t = 0 所對(duì)應(yīng)的動(dòng)態(tài)點(diǎn)處在臨界點(diǎn)，iCmax 略微減小。 情況 A：Vcm 繼續(xù)增大，使 t = 0 所對(duì)應(yīng)的動(dòng)態(tài)點(diǎn)處在飽和區(qū)，iC 迅速減小，電流脈沖出現(xiàn)凹陷，且隨 Vcm 增大，凹陷加深。 結(jié)論：當(dāng)VBB、Vbm、VCC固定不變，Vcm由小增大時(shí)， 由大變小，故動(dòng)態(tài)線左移。 2. 欠壓、臨界、過(guò)壓 欠壓 (Undervoltage)：vCEmin 對(duì)應(yīng)的動(dòng)態(tài)點(diǎn)處于放大區(qū)。 臨界 (Critical)：vCEmin 對(duì)應(yīng)的動(dòng)態(tài)點(diǎn)處于放大區(qū)和飽和區(qū)之間的臨界點(diǎn)

16、。 過(guò)壓(Overvoltage)：vCEmin 對(duì)應(yīng)的動(dòng)態(tài)點(diǎn)處于飽和區(qū)。 3. iC平均分量IC0 與基波分量Ic1m 由此可求功率性能。 由于丙類(lèi)工作，在管子導(dǎo)通期間，iC 和 cost 均為正值，因此，iC 脈沖越寬，高度越高，IC0 和 Ic1m 就越大。如果出現(xiàn)凹陷，則凹陷越深，IC0 和 Ic1m 就越小。作業(yè) 2-5，2-82.2.3 四個(gè)電量對(duì)性能影響的定性討論 一、負(fù)載特性 1. 含義：諧振功放的負(fù)載特性是指 VBB、Vbm 和 VCC 一定，放大器性能隨 Re 的變化特性。 2. 特性 Re 的增加勢(shì)必將引起 Vcm 增大( ) ReVcmvCEmin放大器欠壓過(guò)壓 iC

17、由接近余弦變化的電流脈沖轉(zhuǎn)變?yōu)橹虚g有凹陷的脈沖波。據(jù)此可以畫(huà)出 Ic0 和 Ic1m 隨 Re 變化的特性。 Vcm = ReIc1m Po = VcmIc1m/2 PD = VCCIC0 PC = PDPo C = Po/ PD由 IC0 和 Ic1m 的變化就可以畫(huà)出 Vcm、Po、PD、PC、C 隨 Re 變化的曲線。 3. 討論 (1) 欠壓區(qū)：由圖(a)，Re 由小增大時(shí)，iC 脈沖的高度略有減小，相應(yīng)的 IC0、Ic1m 也略有減小，因而由圖(b)，Vcm (ReIc1m)和 Po( )近似線性增大，而PD(= VCCIC0) 略有減小，C 增大，PC 減小。 (2) 過(guò)壓區(qū)：隨

18、Re 增大，電流脈沖高度減小，凹陷加深，相應(yīng)的 IC0、Ic1m 減小，結(jié)果使 Vcm 略有增加，Po、PD 減小，且Po比PD減小的慢，從而 C 略有增加，PC 略有減小。 (3) 匹配負(fù)載：如果 Re 的取值使管子工作在臨界狀態(tài)，則 Po 最大，且 C 較大，PC 較小，放大器性能接近最佳性能。將此時(shí)的 Re 稱(chēng)為諧振功放的匹配負(fù)載，用 Reopt 表示。 二、調(diào)制特性 包括集電極調(diào)制和基極調(diào)制兩種特性。 1. 集電極調(diào)制特性 (1) 含義：VBB、Vbm 和 Re一定，放大器性能隨 VCC變化的特性。 (2) 調(diào)制特性：VBB、Vbm一定，則 VBEmax 和 iC脈寬一定。而對(duì)應(yīng)于 V

19、CEmin 的動(dòng)態(tài)點(diǎn)必定在 vBE = VBEmax 的那條輸出特性曲線上移動(dòng)。 欠壓狀態(tài)：隨 VCC 減小，集電極電流脈沖高度略有減小，因而 IC0 和 Ic1m 也將略有減小，Vcm( = ReIc1m)也略有減小。 過(guò)壓狀態(tài)：隨 VCC減小，集電極電流脈沖的高度降低，凹深加深，因而IC0、Ic1m、Vcm 將迅速減小。 2. 基極調(diào)制特性 (1) 含義：Vbm、VCC、Re 一定，放大器性能隨 VBB 變化的特性。 (2) 調(diào)制特性：當(dāng) Vbm 一定，VBB 由負(fù)向正增大時(shí)，iC不僅寬度增加，而且其高度增加（因 VBEmax 增大），因而 IC0 和 Ic1m、Vcm 增大，結(jié)果使 VC

20、Emin 減小，放大器由欠壓進(jìn)入過(guò)壓狀態(tài)。 進(jìn)入過(guò)壓狀態(tài)后，隨VBB 向正值方向增大，集電極電流的寬度和高度均增加，使凹陷加深，結(jié)果使 IC0 和 Ic1m、Vcm 均將增大，但增大得十分緩慢，可認(rèn)為近似不變。 3. 調(diào)幅電路 調(diào)制特性是晶體三極管調(diào)幅電路的基本特性。 (1) 集電極調(diào)幅原理電路 圖中： 輸入高頻載波電壓，c 載波頻率 調(diào)制信號(hào)電壓， 為調(diào)制頻率 它們與諧振功放電路的不同僅是集電極回路接入了調(diào)制信號(hào)電壓。 為諧振回路上的輸出電壓。 令 作為放大器的等效集電極電源電壓。若要求 Vcm 按調(diào)制信號(hào)規(guī)律變化，即 Vcm(t) 按VCC(t) 的規(guī)律變換，則根據(jù)集電極調(diào)制特性，放大器必

21、須在 VCC(t) 的變化范圍內(nèi)工作在過(guò)壓狀態(tài)。 (2) 基極調(diào)幅原理電路 基極偏置電壓 使 Vcm 按 VBB(t) 的規(guī)律變化，放大器工作在欠壓狀態(tài)。 三、放大特性 1. 含義：當(dāng) VBB、VCC 和 Re 一定，放大器性能隨Vbm 變化的特性。 2. 特性：固定 VBB，增大 Vbm 與上述固定 Vbm 增大 VBB 的情況類(lèi)似，它們都使 iC 的寬度和高度增大，放大器由欠壓進(jìn)入過(guò)壓，圖 (a)。(1) 諧振功放作為線性功放時(shí) 為了使輸出信號(hào)振幅 Vcm 反映輸入信號(hào) Vbm 的變化，放大器必須在 Vbm 變化范圍內(nèi)工作在欠壓狀態(tài)，圖 (b)。 (2) 諧振功放作為振幅限幅器(Ampli

22、tude Limiter) 作用：將 Vbm 在較大范圍內(nèi)的變化轉(zhuǎn)換為振幅恒定的輸出信號(hào)。 特點(diǎn)：根據(jù)放大特性，放大器必須在 Vbm 的變化范圍內(nèi)工作在過(guò)壓狀態(tài)，或 Vbm 的最小值應(yīng)大于臨界狀態(tài)對(duì)應(yīng)的 Vbm 限幅門(mén)限電壓。 四、四個(gè)特性在調(diào)試中的應(yīng)用 在調(diào)試諧振功放時(shí)，上述四個(gè)特性十分有用。 例如，一丙類(lèi)諧振功放，設(shè)計(jì)在臨界狀態(tài)，若制作出后，Po 和 C 均不能達(dá)到要求，則應(yīng)如何進(jìn)行調(diào)整。 Po 達(dá)不到要求，表明放大器沒(méi)在臨界。若增大 Re 能使 Po 增大，則根據(jù)負(fù)載特性，斷定放大器工作在欠壓狀態(tài)，此時(shí)分別增大 Re、Vbm 和 VBB 或同時(shí)或兩兩增大均可使放大器由欠壓進(jìn)入臨界。 若增

23、大 Re，Po 減小，放大器實(shí)際工作在過(guò)壓狀態(tài)，可增大 VCC（同時(shí)，適當(dāng)增大 Re 或 Vbm 或 VBB），需注意管子安全。 實(shí)際上放大器的工作狀態(tài)除了改變 Re 外還可以根據(jù)實(shí)際情況通過(guò)改變 VCC、Vbm、VBB 來(lái)判斷，不過(guò)改變 Re 較普遍，但不論改變哪個(gè)量都必須保證回路諧振在工作頻率上。 2.3 諧振功率放大器電路 在諧振功率放大器中，它的管外電路由直流饋電電路和濾波匹配網(wǎng)絡(luò)兩部分組成。2.3.1 直流饋電電路1. 串饋與并饋 考慮到濾波匹配網(wǎng)絡(luò)元件的安裝方便，饋電電路(Power Supply Circuit) 對(duì)濾波匹配網(wǎng)絡(luò)的影響。直流饋電電路分為 (1) 串饋：直流電源 V

24、CC、濾波匹配網(wǎng)絡(luò)和功率管在電路形式上為串接的一種饋電方式。 LC高頻扼流圈，與 CC 構(gòu)成電源濾波電路。 在信號(hào)頻率上 LC 的感抗很大，接近開(kāi)路；CC 的容抗很小，接近短路，目的是避免信號(hào)電流通過(guò)直流電源而產(chǎn)生級(jí)間反饋，造成工作不穩(wěn)定。 (2) 并饋：直流電源 VCC、濾波匹配網(wǎng)絡(luò)和功率管在電路形式上為并接的一種饋電方式。 LC 高頻扼流圈，CC1 隔直電容，CC2 電源濾波電容 要求在信號(hào)頻率上，LC 的感抗很大，接近開(kāi)路，CC1、CC2 的容抗很小，接近短路。 此時(shí)，雖然電源與濾波匹配網(wǎng)絡(luò)在形式上是并聯(lián)的，但濾波匹配網(wǎng)絡(luò)兩端電壓 vc (t) 直接反映在 LC 上，因而有。與串饋電路相

25、同。(3) 串饋與并饋的比較： 相同點(diǎn)：兩種饋電方式，VCC都能全部加到集電極上；不同點(diǎn)：濾波匹配網(wǎng)絡(luò)的接入方式。 串饋：濾波匹配網(wǎng)絡(luò)處于直流高電位上，網(wǎng)絡(luò)元件不能直接接地。 并饋：由于 CC1 隔斷直流，匹配網(wǎng)絡(luò)處于直流地電位上，網(wǎng)絡(luò)元件可直接接地，安裝比串饋方便。但 LC 和 CC1 與匹配網(wǎng)絡(luò)相并聯(lián)，它們的分布參數(shù)影響網(wǎng)絡(luò)調(diào)諧。2. 基極偏置電路 (1) 作用：為放大電路提供合適的偏置電壓，使功率管工作在丙類(lèi)。(2) 常用類(lèi)型：三種常用的基極偏置電路。 圖(a)，基極偏置電壓由 VCC 通過(guò) RB1 和 RB2 分壓提供，為保證丙類(lèi)工作，其值應(yīng)小于功率管的導(dǎo)通電壓。圖 (b)、（c），自

26、給偏置電路。 圖 (b) 偏置電路：LB、RB、CB1。RB 產(chǎn)生壓降，提供自偏電壓；LB 避免 RB、CB1 對(duì)輸入濾波匹配網(wǎng)絡(luò)的旁路影響圖 (c) 偏置電路：LB 產(chǎn)生壓降，提供自偏電壓；3. 自給偏置電路(1) 自給偏壓 IB0 的產(chǎn)生 以圖(b) 為例，ib 為脈沖電流，可分解為 IB0、Ib1m、Ib2m由基爾霍夫定律得 電流 i2 通路有高頻扼流圈 LB，只有直流電流可以通過(guò)，而 ib 中的直流分量為 IB0，故 i2 為 IB0。ibi2i1 (2) 稱(chēng)為自給偏置的原因：當(dāng)未加輸入信號(hào)時(shí)，偏置為零；當(dāng)輸入信號(hào)由小增大時(shí)，由于 IB0 相應(yīng)增大，加到 B-E 間的偏置電壓 VBE

27、= IB0RB 均將向負(fù)值方向增大。這種偏置電壓隨輸入信號(hào)電壓振幅而變化的效應(yīng)稱(chēng)為自給偏置效應(yīng)。(3) 自給偏置電路的作用： 用于放大等幅載波信號(hào)的功率放大器，可以在輸入信號(hào)振幅變化時(shí)起到自動(dòng)穩(wěn)定輸出電壓振幅的作用。 用于正弦振蕩器，可以提高振蕩幅度的穩(wěn)定性。 若用于線性功率放大器，會(huì)使放大器偏離乙類(lèi)工作，造成輸出信號(hào)失真，應(yīng)當(dāng)避免。1. 串聯(lián)諧振回路（P368）(1) 電路：r 固有損耗電阻(2) 分析式中，。 稱(chēng)為諧振頻率。此時(shí)，回路電流達(dá)到最大，并且與電壓同相。引入?yún)?shù) 有載品質(zhì)因數(shù)Qe 越大，頻率選擇性越強(qiáng)，濾波效果越好。 固有品質(zhì)因數(shù) 由于 RS、RL 使 Qe 小于 Q0，增加了通

28、頻帶寬，要改善必須增大 Qe，除選用 Q0 大的電感外，還要電壓源 RS 小，并限制 RL。2. 并聯(lián)諧振回路(1) 電路(2) 分析令回路總電導(dǎo)為 0，求得諧振角頻率 ，此時(shí)，輸出電壓 V 最大，并與 I 同相。令 有載品質(zhì)因數(shù) 固有品質(zhì)因數(shù)要增大的電流源，的負(fù)載。2.3.2 濾波匹配網(wǎng)絡(luò) 1. 位置：對(duì)交流通路而言，濾波匹配網(wǎng)絡(luò)(Filter-Matched Network)介于功率管 T 和外接負(fù)載 RL 之間。2. 對(duì)濾波匹配網(wǎng)絡(luò)的要求（3條） (1) 變換將外接負(fù)載 RL 變換為放大管所要求的負(fù)載 Re，以保證放大器高效率地輸出所需功率。 (2) 濾波充分濾除不需要的高次諧波分量，以

29、保證在外接負(fù)載上輸出所需基波功率(在倍頻器中為所需的倍頻功率)。工程上用諧波抑制度Hn表示濾波性能的好壞。 設(shè) IL1m 和 ILnm 分別為通過(guò)外接負(fù)載電流中基波和 n 次諧波分量的振幅，相應(yīng)的基波和 n 次諧波功率分別為 PL 和 PLn，則對(duì) n 次諧波的諧波抑制度定義為 Hn 越小，網(wǎng)絡(luò)對(duì) n 次諧波的抑制能力越強(qiáng)。通常n 選 2，即對(duì)二次諧波的抑制度。 (3) 高效將功率管給出的信號(hào)功率 Po 高效地傳送到外接負(fù)載上，即要求網(wǎng)絡(luò)的傳輸效率接近 1。 3. 討論 (1) 諧波抑制度Hn和傳輸效率K間的矛盾 在實(shí)際濾波匹配網(wǎng)絡(luò)中，提高諧波抑制度 Hn，就會(huì)犧牲傳輸效率K，反之亦然。 (2

30、) 說(shuō)明 通過(guò) LC 并聯(lián)諧振回路來(lái)簡(jiǎn)要說(shuō)明。 圖中 L 和 C 為濾波網(wǎng)絡(luò)(在諧振功放中，簡(jiǎn)稱(chēng) L 型網(wǎng)絡(luò))，rL 為 L 中的固有損耗電阻，RL 為外接負(fù)載電阻。令 為回路固有品質(zhì)因數(shù)，在高 Q 條件下，它的有載品質(zhì)因數(shù) Qe 近似為 顯然，當(dāng) Q0 一定時(shí)，Qe 越小，即 RL 越大于rL，相應(yīng)的K就越大。但 Qe 越小，回路諧振曲線越平坦，對(duì)諧波的抑制能力就越差。 諧振功放匹配濾波網(wǎng)絡(luò)的基本形式兩種（串聯(lián)諧振，并聯(lián)諧振）其作用：阻抗匹配、選頻濾波。滿足上述要求的匹配濾波網(wǎng)絡(luò)形式有多種。不論形式有何不同，均可由下述串-并聯(lián)阻抗變換公式將其等效為上述兩種基本網(wǎng)絡(luò)的組合。常用濾波匹配網(wǎng)絡(luò)的結(jié)

31、構(gòu)、組成元件的表達(dá)式參閱教材表2-3-1。 (P101)4. 串、并聯(lián)阻抗轉(zhuǎn)換公式 若將一個(gè)由電抗和電阻相串接的電路與相并接的電路等效轉(zhuǎn)換，根據(jù)等效原理，令兩者的端導(dǎo)納相等，即 (1) 串轉(zhuǎn)并公式由此得 (2) 并轉(zhuǎn)串公式 (3) 說(shuō)明 式中， Xp 和 Xs 為實(shí)數(shù) 電容： X 電感： XLL 上述各式表明，Qe 取定后，Rp 和 Rs，Xp 和 Xs 之間可以相互轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換前后的電抗性質(zhì)不變( Xs 和 Xp 有相同的正負(fù)號(hào))。 5. 濾波匹配網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì) 在諧振功率放大器中，為了提高傳輸效率，回路的有載品質(zhì)因數(shù)都較小，一般在 10 以下?？紤]到諧波抑制度，常用的濾波匹配網(wǎng)絡(luò)除了上述最簡(jiǎn)單的 L 型外，更多的是由三個(gè)電抗元件組成的 、T 型以及由它們組成的多級(jí)混合網(wǎng)絡(luò)。下面就介紹濾波匹配網(wǎng)絡(luò)的阻抗變換特性。 假設(shè)濾波匹配網(wǎng)絡(luò)的固有損耗電阻為零，即回路傳輸效率趨近于 1，外接負(fù)載電阻為 RL，要求與 Re 和 C0 的串接或并接阻抗相匹配，C0 為功率管的分布電容。利用串并聯(lián)阻抗轉(zhuǎn)換公式