第3章高頻諧振放大器

第三章高頻諧振放大器3.1高頻小信號放大器3.2低噪小信號放大器的設(shè)計(jì)3.3高頻功率放大器的原理與特性3.4高頻功率放大器的實(shí)際線路3.1高頻小信號放大器“小信號”——指的是輸入信號的電平較低，放大器工作在他的線性范圍。(a)根據(jù)頻帶寬度可分為窄帶放大器和寬帶放大器。一般被放大的都是窄帶信號。小信號放大器的基本類型是頻帶（窄帶）放大器，它是以各種選頻電路作負(fù)載，如并聯(lián)諧振回路、耦合諧振回路等；如果要放大多個(gè)高頻信號，這時(shí)用高頻寬帶放大器，采用無選頻作用的負(fù)載電路，如高頻變壓器或傳輸線變壓器。一、概述2.分類1.功能：放大各種無線電設(shè)備中的高頻小信號、阻抗變換和選頻濾波4.

性能指標(biāo)要求（1）增益高，即放大量大（b）按有源器件可分為以分立源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。（2）頻率選擇性要好。選擇所需信號，抑制無用信號的能力要強(qiáng)。放大器的頻帶寬度和矩形系數(shù)是衡量選擇性的重要參數(shù)。（3）工作穩(wěn)定可靠。要求放大器的性能盡可能的不受外界因素變化的影響，不產(chǎn)生任何自激。3.特點(diǎn)：（1）管子線性放大，輸入信號很小，著眼于電壓增益。(2)以LC回路做負(fù)載，完成濾波和阻抗匹配。二、高頻小信號諧振放大器的工作原理圖3─1(a)是一典型的高頻小信號諧振放大器的實(shí)際線路。實(shí)際線路交流等效電路圖中采用抽頭諧振回路作為放大器負(fù)載，對信號頻率諧振，即ω=ω0，完成阻抗匹配和選頻濾波功能。輸入的是高頻小信號，放大器工作在A（甲）類狀態(tài)甲類（A）工作狀態(tài)：晶體管發(fā)射結(jié)一直處于正向偏置；乙類（B）工作狀態(tài)：晶體管發(fā)射結(jié)半個(gè)周期正向，半個(gè)周期反向；甲乙類（AB）工作狀態(tài)：介于甲類和乙類之間。正偏時(shí)間大于半個(gè)周期丙類（C）：發(fā)射結(jié)正偏時(shí)間小于半個(gè)周期。三、放大器性能分析1.晶體管高頻等效電路圖3─2(a)是晶體管在高頻運(yùn)用時(shí)的混Π等效電路圖中，Cπ=Cb’e；Cμ=Cb’c，直接用混π等效電路分析放大器性能很不方便，因此用Y參數(shù)等效電路來分析。Y參數(shù)等效電路其中：Yie是輸出交流短路時(shí)的輸入導(dǎo)納：Yre是輸入交流短路時(shí)的反向傳輸導(dǎo)納：Yfe輸出交流短路時(shí)正向傳輸導(dǎo)納：Yoe是輸入交流短路時(shí)輸出導(dǎo)納：

晶體管的Y參數(shù)可以直接測量得到，也可根據(jù)混等效電路換算得來。在忽略rb’e及滿足Cπ?Cμ的條件下,Y參數(shù)與混Π參數(shù)之間的關(guān)系為：(3─1)(3─2)(3─3)(3─4)一般在工程上會做如下近似：（1）分析放大器的增益時(shí)，忽略yre的影響；分析放大器穩(wěn)定性時(shí)，考慮yre的影響。（2）小信號放大器，窄帶工作，故在討論的頻率范圍內(nèi)，近似認(rèn)為各參數(shù)為常數(shù)，不隨頻率變化。Y參數(shù)等效電路的參數(shù)方程為：(3─5a)(3─5b)Y參數(shù)等效電路

2．放大器的性能參數(shù)圖3-1的高頻等效電路為：圖3-3高頻小信號放大器的高頻等效電路從圖中可以看出：(3-6a)(3-6b)外部方程(3-5a)(3-5b)內(nèi)部方程Ys電源導(dǎo)納；YL’是負(fù)載導(dǎo)納根據(jù)以上方程可以導(dǎo)出高頻小信號放大器的主要性能指標(biāo)：電壓放大倍數(shù)K由3-5b、3-6b可得：一般輸入導(dǎo)納Yi：（3-7）由（3-5a）和（3-7）有：(3-8)輸出導(dǎo)納Yo由（3-5a、3-6a）以及Is=0，有：由（3-5b）有：(3-9)通頻帶和矩形系數(shù)因?yàn)樨?fù)載是一單諧振回路，故矩形系數(shù)K0.1為9.95。式中：f0為回路諧振頻率：

L為回路電感；為回路總電容

QL為有載品質(zhì)因素：

g∑為回路總電導(dǎo)。四、高頻諧振放大器的穩(wěn)定性1.不穩(wěn)定的原因晶體管高頻工作時(shí)，由于Yre的存在（混π電路中的Cμ），使輸出信號反饋到輸入端，引起輸入電流的變化，如果反饋在信號某一頻率上滿足正反饋條件，則會產(chǎn)生自激振蕩。關(guān)鍵：Yre的存在2.提高放大器穩(wěn)定性的方法提高穩(wěn)定性的關(guān)鍵是消除自激，有以下兩種方法：（1）減少反饋參數(shù)Yrea.選Yre小的管子；b．中和法抵消Yre（中和法）（2）降低放大器的增益（失配法）：破壞正反饋的振幅條件。a.中和法基本思想：在輸入輸出端引入一附加的外部反饋電路（中和電路）來抵消晶體管內(nèi)部參數(shù)Yre的反饋?zhàn)饔?，從而保證放大器的穩(wěn)定工作。由電橋平衡條件（對臂阻抗乘積相等）有：調(diào)節(jié)CN，總可以

使中和的目的就是使調(diào)節(jié)CN或N1或N2可實(shí)現(xiàn)中和抵消。局限性：因?yàn)镃bc隨頻率變化，因而中和只能在某一頻率范圍內(nèi)進(jìn)行。b.失配法失配法通過增加負(fù)載導(dǎo)納，進(jìn)而增加總回路導(dǎo)納，使輸出電路失配，輸出電壓相應(yīng)減小，對輸入端的影響也就減小?？梢娛浞ㄊ褂脿奚娐吩鲆鎭頁Q取電路的穩(wěn)定。為了滿足增益和穩(wěn)定性的要求，失配法常用共發(fā)-共基電路

圖3─6共發(fā)—共基電路共基電路輸入導(dǎo)納大，而共發(fā)電路的輸出導(dǎo)納較小，二者相連相當(dāng)于增大了共發(fā)電路的負(fù)載導(dǎo)納而使之失配，從而使共發(fā)晶體管內(nèi)部反饋減弱而提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。五、多級諧振放大器1.多級單調(diào)諧放大器多級單調(diào)諧放大器各級諧振頻率相同，均為信號中心頻率，各級諧振時(shí)電壓放大倍數(shù)為K01，K02，…，K0n，則放大器總的放大倍數(shù)為：由單振蕩回路歸一化頻率特性（參見2-9）：則有n個(gè)回路的多級放大器的歸一化頻率特性為：2.多級雙調(diào)諧放大器（參見2-34）表3-2多級雙調(diào)諧放大器的帶寬和矩形系數(shù)3.2低噪聲小信號放大器的設(shè)計(jì)對于接收機(jī)，小信號放大器與天線想連，位于接收機(jī)的前端，因此小信號放大器本身的噪聲特性將嚴(yán)重影響到整機(jī)的靈敏度，因此噪聲是小信號放大器需要考慮的主要因素之一。此時(shí)的小信號放大器也成低噪放大器（LNA-LowNoiseAmplifier）。為了抑制后面的各級噪聲對系統(tǒng)的影響，還要求有一定的增益。但為了不使后面的混頻器過載，產(chǎn)生非線性失真，它的增益不宜過大。另外，接收到的信號微弱，并且強(qiáng)度變化大，要求小信號放大器線性范圍大。3.2低噪聲小信號放大器的設(shè)計(jì)LNA的基本要求是：噪聲系數(shù)低，足夠的功率增益，工作穩(wěn)定可靠，足夠的帶寬和大的動態(tài)范圍。LNA與一般的小信號放大器的區(qū)別：一般小信號放大器為了獲得高的功率增益，放大器的每一級都按功率匹配原則進(jìn)行設(shè)計(jì)；而LNA為了獲得低NF,第一級必須進(jìn)行最佳噪聲匹配，后級再進(jìn)行功率匹配，從而使系統(tǒng)具有較好的噪聲性能和增益特性。功率匹配——是指源阻抗與負(fù)載阻抗匹配，以使放大器獲得最大的功率輸出。最佳噪聲匹配——是指信號源阻抗與最佳源阻抗相匹配，以使放大器獲得最佳的噪聲性能。3.3高頻功率放大器的原理和特性一、概述1.作用：不失真地放大高頻信號，且以高效輸出大功率。主要應(yīng)用于無線電發(fā)射機(jī)2.分類:因?yàn)槟芰炕蚬β适遣荒芊糯蟮?，高頻信號的功率放大，其實(shí)質(zhì)是在輸入高頻信號的控制下，將電源直流功率轉(zhuǎn)換成交流輸出功率（高頻功率）。即電流供給集電極以直流功率，當(dāng)輸入信號電流加到晶體管的基極時(shí)，由于晶體管電流控制作用，很小的基極電流變化就可能引起很大的集電極電流的變化，這樣在負(fù)載上就得到一個(gè)大的輸出功率。因此高頻功率放大器除了產(chǎn)生符合要求的高頻功率外，還應(yīng)要求具有高的轉(zhuǎn)換效率（1）寬帶功放：效率不高，適用于中小功率（2）諧振功放：高效大功率，頻帶窄4.諧振功放的特點(diǎn)：（1）以調(diào)諧回路做負(fù)載，完成濾波和阻抗變換（2）工作在C類，以高效輸出大功率（3）工作在大信號狀態(tài):線性放大區(qū)和截至區(qū)3.與低頻功放的異同：（2）工作頻率和相對頻率寬度不同：高頻功放工作頻率很高，相對頻帶窄，一般采用選頻網(wǎng)絡(luò)作為負(fù)載。也稱諧振功率放大器。低頻功放工作頻率低，相對頻帶寬，因此不能采用調(diào)諧負(fù)載，只能用電阻、變壓器等非調(diào)諧負(fù)載（1）都要求高效輸出大功率二、工作原理1.基本線路組成：晶體管、輸入回路、諧振回路、電源、偏置電路電路要求：（1）要求工作在C類狀態(tài)，要求基極偏置電壓UBB為負(fù)值，使晶體管工作在截止區(qū)。（2）激勵(lì)信號為大信號，要求Ub≥0.5v(3)負(fù)載為諧振回路晶體管工作在截止和導(dǎo)通兩種狀態(tài)下，基極電流ib和集電極電流ic都是高頻脈沖。ic除了含有有用基波分量外，還有諧波分量和其他頻率成份，因此用諧振回路選出有用分量，濾除無用的頻率分量。采用部分接入，使諧振回路呈現(xiàn)出高頻功放所要求的最佳負(fù)載阻抗值，即匹配。使高頻功放高效輸出大功率。2.電流、電壓波形設(shè)輸入信號為：由圖有：則Ube的波形為：（3-17）由晶體管的轉(zhuǎn)移特性可獲得ic的波形由于輸入為大信號，當(dāng)管子導(dǎo)通時(shí)，主要工作在線性區(qū)，因此轉(zhuǎn)移特性進(jìn)行了折線化的近似。由圖可看出，波形有如下特點(diǎn)：（1）基極偏置可能為負(fù)，若無激勵(lì)信號，則晶體管截止；（2）Ub很大，Ub>0.5v；（3）晶體管處于開關(guān)狀態(tài)：因此ic是一周期性的余旋脈沖定義：通角——一個(gè)周期內(nèi)電流導(dǎo)通角度的一半，用θ表示周期性脈沖可以分解成直流、基波(信號頻率分量)和各次諧波分量,即對ic進(jìn)行傅氏級數(shù)展開有：(3─18)分解系數(shù)的數(shù)值參見附錄。3.回路濾波作用

為了得到不失真的輸出，采用LC并聯(lián)諧振回路對ic進(jìn)行濾波，取出基波分量，濾除直流和諧波分量。因?yàn)橹C振回路的諧振頻率為激勵(lì)信號的頻率，它對ic基波分量呈現(xiàn)出大的諧振電阻，而對于諧振頻率相差較大的直流和諧波分量呈現(xiàn)出很小的阻抗，因而輸出很小，幾乎為0。此時(shí)回路的輸出電壓為：uo=uc=Ic1RLcos(ωt)=Uccos(ωt)則集電極電壓為：uce=UCC-uo=UCC-Uccos(ωt)電流電壓波形圖：由圖可知：（1）uce中的交流分量與uc反向；（2）wt=0時(shí)，Icmax，Ucemin，Ubemax同時(shí)出現(xiàn)，因此，當(dāng)集電極電壓Uce最大時(shí)，電流Ic為0，所以集電極管耗功率減小，這正好c類放大器效率高的原因。4、高頻功放的能量關(guān)系（1）輸出功率P1——諧振回路得到的高頻功率(高頻一周的平均功率)：（2）集電極電源供給的直流輸入功率P0為：（3）管耗功率——直流輸入功率與集電極輸出高頻功率之差：（3-24）（4）集電極效率η其中為波形系數(shù)；

為集電極電壓利用系數(shù)。η的物理意義：說明直流功率轉(zhuǎn)換成交流功率的能力。（3-25）

由（3-24、3-25）有：(3─26)晶體管允許的損耗功率Pc一定時(shí)，效率η越高，輸出功率P1越大。（5）激勵(lì)功率——基極電路中，信號源供給的功率設(shè)基波電流振幅為Ib1，且與Ub同相，則激勵(lì)功率為：(3─27)（6）功率放大倍數(shù)(3─29)(3─28)5.提高效率的途徑：（2）提高波形系數(shù)（1）提高電壓利用系數(shù)。

提高Uc，可通過提高回路諧振阻抗RL來實(shí)現(xiàn)。圖3-19給出了波形系數(shù)、各次諧波分解系數(shù)與通角的關(guān)系曲線，由圖可知：

但是太小，，輸出功率下降，通常θ選65o~75o根據(jù)導(dǎo)通角劃分晶體管工作類別：三、高頻諧振功率放大器的工作狀態(tài)1.工作狀態(tài)的劃分：依據(jù)導(dǎo)通期間所經(jīng)歷的工作區(qū)域不同，可分為欠壓狀態(tài)，臨界狀態(tài)和過壓狀態(tài)。2.高頻功放的動特性（1）定義：

動特性是指加上激勵(lì)信號及接上負(fù)載阻抗時(shí)，晶體管集電極電流ic與電極電壓（ube或uce）的關(guān)系曲線。由ube、uce同時(shí)變化所確定的瞬時(shí)工作點(diǎn)的連線叫做動態(tài)線或動態(tài)特性曲線

在非諧振功放中，負(fù)載是純電阻，Uc=icRL，此時(shí)負(fù)載線是斜率為1/RL的直線；在諧振功放中，負(fù)載是并聯(lián)諧振回路，；而2.動特性曲線不同的Uc（=RLIc1），可得到不同的動特性，從而工作在不同的區(qū)。3.高頻功放的工作狀態(tài)由動特性的工作區(qū)域，尤其是A的位置來區(qū)分高頻功放的工作狀態(tài)。當(dāng)Uc不是很大時(shí)，晶體管只是在截止和放大區(qū)變化，集電極電流ic為余弦脈沖，在此區(qū)域內(nèi)Uc增加時(shí)，集電極電流ic基本不變，即Ic0，Ic1基本不變，故輸出功率P1=Uc1Ic1/2隨Uc的增加而增加，而P0=UCCIc0基本不變，所以效率隨Uc的增加而增加，這表明集電極電壓利用不夠充分，這種工作狀態(tài)稱為欠壓工作狀態(tài)。前面講到，提高電壓利用系數(shù)，即增加Uc，可以提高效率。下面討論Uc由小到大變化時(shí)，動特性曲線的變化。欠壓狀態(tài)的ic波形當(dāng)Uc加大到接近Ucc時(shí)，Ucemin將小于Uces（晶體管的飽和壓降），這是發(fā)射結(jié)和集電結(jié)都處于正向偏置狀態(tài)，即工作到飽和狀態(tài)。由于飽和區(qū)Uce對ic的強(qiáng)烈反作用，電流ic隨uce的下降而迅速下降，動特性與飽和區(qū)的電流下降段重合。故此時(shí)A點(diǎn)進(jìn)入飽和區(qū)時(shí)動特性曲線用臨界飽和線代替。此時(shí)ic為頂部出現(xiàn)凹陷的余弦脈沖。高頻功放的這種工作狀態(tài)稱為過壓狀態(tài)。Ucemin<Uces過壓狀態(tài)的ic波形圖當(dāng)Uc介于欠壓和過壓之間的某一值時(shí)，動特性曲線的上端正好位于電流下降線上，此狀態(tài)稱為臨界工作狀態(tài)。此時(shí)Ucemin=Uces綜上，諧振功率放大器工作狀態(tài)的判定：（1）臨界工作狀態(tài)：Ucemin=Uces；此時(shí)放大器工作在放大區(qū)，且到臨界飽和線上

ic為余弦脈沖（2）欠壓工作狀態(tài)：Ucemin>Uces；此時(shí)放大器工作與放大區(qū)，ic為余弦脈沖（3）過壓工作狀態(tài)該：Ucemin<Uces;

此時(shí)放大器進(jìn)入飽和區(qū)，ic為帶凹陷的余弦脈沖四、高頻功放的外部特性

高頻功放的外部特性——放大器的性能隨放大器的外部參數(shù)變化的規(guī)律，外部參數(shù)主要包括負(fù)載RL，激勵(lì)Ub，偏置電壓UBB和UCC；外部特性還包括負(fù)載在調(diào)諧過程中的調(diào)諧特性。1．高頻功放的負(fù)載特性

負(fù)載特性是指UBB，Ub，UCC一定時(shí)，只改變負(fù)載電阻RL,高頻功放電流、電壓、功率及效率η變化的特性。

當(dāng)RL較小時(shí)，Uc也較小，高頻功放工作在欠壓狀態(tài)。在欠壓狀態(tài)下，RL增加，因?yàn)樵谇穳籂顟B(tài)下，ic的大小和形狀基本不變，即Ic0、Ic1不變。這是因?yàn)榫w管其他參數(shù)不變，因此晶體管的通角不變，而ic的最大值由Ube的最大值決定，因此icmax不變。因此說此時(shí)ic的大小和形狀基本不變。此時(shí)，RL↑Uc=RLIc1↑,即Uc與RL成近似線性關(guān)系。當(dāng)RL增加到RL=RLcr時(shí)，Ucemin=UCC-Uc=Uces，此時(shí)放大器工作在臨界狀態(tài)，此時(shí)ic仍為一完成的余弦脈沖，與欠壓狀態(tài)時(shí)的ic基本相同，Ic0，Ic1也基本不變，但此時(shí)的Uc大于欠壓狀態(tài)時(shí)的Uc。RL繼續(xù)增加，Uc會進(jìn)一步增加，此時(shí)晶體管在導(dǎo)通期間進(jìn)入飽和區(qū)，從而使放大器工作在過壓狀態(tài)，集電極電流出現(xiàn)凹頂。進(jìn)入飽和區(qū)越深，凹頂現(xiàn)象越嚴(yán)重，從ic中分解出的Ic0、Ic1就越小。Ic1的迅速下降，Uc=Ic1RL則只是慢慢增加。高頻功放的負(fù)載特性在過壓狀態(tài)，因隨RL增加稍有增加，所以也稍有增加。當(dāng)RL很大，到達(dá)強(qiáng)過壓狀態(tài)時(shí)，因?yàn)閕c波形強(qiáng)烈畸變，波形系數(shù)要下降，效率也會有所下降。分析效率的變化情況：在欠壓狀態(tài)時(shí)，，因?yàn)榛静蛔?，故與及RL成近似線性關(guān)系。

（1）臨界狀態(tài)（RL=RLcr）：輸出功率最大，效率較高，為最佳狀態(tài)，通常選擇在此狀態(tài)工作。Ic為余弦脈沖。保證最佳工作狀態(tài)的措施：a.調(diào)諧f0=fc，ZL=RLb.阻抗變換：RL=RLcr（2）過壓狀態(tài)（RL>RLcr

）：效率高，損耗小，輸出電壓受負(fù)載電阻RL的影響小，近似為交流恒壓源特性。（3）欠壓狀態(tài)(RL<RLcr)：輸出電流受電阻RL的影響小，近似為交流恒流源特性。但是效率低，集電極損耗大，一般不選擇此狀態(tài)工作。結(jié)論：工作狀態(tài)的選擇：（1）輸出級：希望效率高，功率大選臨界狀態(tài)。（2）中間級：希望輸出電壓穩(wěn)定選弱過壓狀態(tài)。2．高頻功放的振幅特性高頻功放的振幅特性——只改變激勵(lì)信號振幅Ub時(shí),放大器電流、電壓、功率及效率的變化特性。Ube=UBB+Ubcos(ωt)當(dāng)UBB不變時(shí)，Ub↑Ubemax↑icmax↑,θ↑在欠壓狀態(tài)時(shí)，ic的面積增加從中分解出的Ic0，Ic1增加，Uc=Ic1RL

↑2．高頻功放的振幅特性Ub

↑

Ubemax

↑Uces↑,而Ucemin不變,因此當(dāng)Ub增加到Uces=Ucemin時(shí)，放大器由欠壓狀態(tài)臨界工作狀態(tài)Ub繼續(xù)增加，當(dāng)增加到Uces>Ucemin時(shí)，放大器進(jìn)入到過壓狀態(tài)。此時(shí)雖然ic的波形產(chǎn)生凹頂現(xiàn)象，但因?yàn)閁bemax增加，icmax和θ還會增加，從ic中分解出來的Ic0，Ic1隨Ub的增加略有增加。Uc=Ic1RL的變化與Ic1相同。高頻功放的振幅特性可以看出在過壓區(qū)，Uc幾乎不變；在欠壓區(qū)，Ic0，Ic1，Uc隨Ub的增加而增加，但不一定是線性關(guān)系。結(jié)論：（1）如果對已調(diào)波放大，應(yīng)使放大器工作在欠壓區(qū)，保證包絡(luò)不失真。（B類工作狀態(tài)）（2）如果作恒壓輸出，應(yīng)使放大器工作在過壓區(qū)，起到限幅的作用。要使Uc和Ub成線性關(guān)系，則只有在θ=90o的乙（B）類工作狀態(tài)下才能得到，因?yàn)榇藭r(shí)，，Ub變化時(shí)，θ不變，而只有icmax隨Ub線性變化，從而使Ic1隨Ub線性變化。此時(shí)可用來放大振幅變化的高頻信號。3.高頻功放的調(diào)制特性調(diào)制特性——Ub，RL一定時(shí)，放大器性能隨Ucc/UBB變化的特性。（1）基極調(diào)制特性——僅改變UBB時(shí)，放大器電流、電壓、功率及效率的變化特性UBB,Ub決定了放大器的ubemax改變UBB的情況與改變Ub的情況類似。即：UBB↑icmax↑,θ↑放大器：欠壓臨界過壓基極調(diào)制特性在欠壓區(qū)，Uc基本上與UBB成線性關(guān)系，可完成基極調(diào)制。（2）集電極調(diào)制特性——只改變UCC，放大器的電流、電壓、功率及效率的變化特性。UCC↑，因?yàn)閁ce=UCC-Uccos(wt)Ucemin

↑，又Uces不變當(dāng)UCC很小時(shí)，Ucemin<Uces,此時(shí)放大處于過壓狀態(tài)；當(dāng)UCC

增大到Ucemin>Uces時(shí)，放大器處于欠壓狀態(tài)；UCC

↑,放大器：過壓臨界欠壓Ic凹形余弦脈沖完整余弦脈沖

結(jié)論：過壓區(qū)可完成集電極調(diào)制利用諧振功放完成調(diào)制時(shí)，若調(diào)制信號加在基極，則應(yīng)使放大器工作在欠壓狀態(tài)；若調(diào)制信號加在集電極，應(yīng)使放大器工作在過壓狀態(tài)。4.高頻功放的調(diào)諧特性：調(diào)諧特性——改變回路元件參數(shù)時(shí)，放大器的外部電流Ic0，Ic1，電壓Uc的變化特性。利用這種特性可以判斷放大器是否調(diào)諧?；芈肥еC時(shí)，阻抗|ZL|↓，且存在一幅角ψ，uc=Ic1|ZL|cos(ψ),Uc與Ic1不再同相Ucemin與Ubemax不再同時(shí)出現(xiàn)。假設(shè)調(diào)諧時(shí)，放大器工作在弱過壓狀態(tài)，則失諧時(shí)，由于|ZL|↓，因此由放大器的負(fù)載特性可知，此時(shí)放大器向臨界以及欠壓狀態(tài)變化，Ic0，Ic1增大，而Uc下降。高頻功放的調(diào)諧特性由圖可中，可以利用Ic0，Ic1最小，或Uc的最大來指示放大器的調(diào)諧。一般，因?yàn)镮c0變化明顯，又只用直流電流表，對回路影響小，故采用Ic0指示調(diào)諧的較多。注：回路失諧時(shí)，直流輸入功率P0=Ic0UCC隨Ic0的增加而增加，而輸出功率P1=Uc1Ic1cosψ/2將因cosψ而下降，因此失諧后集電極功耗Pc將迅速增加。因此高頻功放必須經(jīng)常保持在諧振狀態(tài)。調(diào)諧過程中，失諧狀態(tài)的時(shí)間要盡可能短，調(diào)諧動作要迅速，否則晶體管會因?yàn)檫^熱而損壞。

為了防止調(diào)諧時(shí)損壞晶體管，在調(diào)諧時(shí)可降低Ucc或激勵(lì)電壓Ub。

3.4高頻功率放大器的實(shí)際線路

一、直流饋電線路1.直流饋電線路的組成原則直流饋電線路包括集電極和基極饋電線路，它應(yīng)保證：（a）ube=UBB+ub，使基極回路得到正確的工作點(diǎn)Eb和激勵(lì)電壓ub（b）uce=UCC-uc，使集電極回路得到正確的工作點(diǎn)Ec及輸出電壓uc

使Ic0，Ic1，Ib0，Ib1各自有各自的通路，不開路不短路Ib0：beUBBbIb1:be基極回路bIc0：ceUCCcIc1:ce輸出回路c正確使用扼流圈、隔直電容a.高頻扼流圈（大電感）Lc：通直流、斷交流b.旁路電容Cc：通交流、隔直流交流信號不能通過直流電源，偏置電壓一端接地。交流有交流通路，直流有直流通路，交流不過直流源2.集電極饋電線路饋電（供電，直流源）形式：串聯(lián)饋電、并聯(lián)饋電串聯(lián)饋電——晶體管、回路、電源三者串聯(lián)a.串聯(lián)饋電高頻等效Lb—扼流圈，將Ec與高頻電流隔開；Cb—旁路電容，對高頻短路，使高頻不流過直流源Ec中心抽頭用來完成阻抗匹配優(yōu)點(diǎn)：Lb，Cb接高頻低電位，其對地的分布參數(shù)對回路無影響；缺點(diǎn)：回路L，C兩段都不能接地，安裝不方便。并聯(lián)饋電——晶體管、回路、電源三者串聯(lián)并聯(lián)饋電高頻等效電路Lb——扼流圈，通直隔交：直流短路，交流開路Cb——隔直電容，對交流短路，直流開路優(yōu)點(diǎn)：回路的一端，尤其是C的一端，高頻接地，便于安裝；缺點(diǎn)：Lb，Cb接在高頻高電位，分布參數(shù)對回路調(diào)諧有影響。3.基極饋電線路饋電形式：串饋、并饋b.并聯(lián)饋電注：一般要求直流電源一端接地，因此Lc和Eb的位置不要交換。偏壓的供給方法：固定偏壓，自給偏壓，組合偏壓，零偏壓（a）固定偏壓，外加Eb（如上圖）優(yōu)點(diǎn)：電壓穩(wěn)定；缺點(diǎn)：須外加電源或分壓電路（b）自給偏壓串饋?zhàn)越o偏壓并饋?zhàn)越o偏壓ib中分解的直流分量Ib0通過Rb/Re產(chǎn)生壓降，使Eb=-Ib0Rb自給偏壓的優(yōu)點(diǎn)：不用外加電流，且能自動調(diào)節(jié)工作狀態(tài)。Ib↑ic↑,Ib0↑Eb=-Ib0Rb↓放大器工作狀態(tài)變化不大ube=Eb+ub↓ic↓（c）.組合偏壓：固定及自給偏壓組合使用（d）.零偏壓：偏壓為0組合偏壓零偏壓二、輸出匹配網(wǎng)絡(luò)高頻功放的級與級之間或功放與負(fù)載之間是用輸出匹配網(wǎng)絡(luò)來連接的，一般用雙端口網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)。雙端口網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)：（a.）保證放大器傳輸?shù)截?fù)載的功率最大，即起到阻抗匹配的作用。（b.）抑制工作頻率范圍外的不需要的頻率，即有良好的濾波作用。（c）改變工