高頻知識(shí)要點(diǎn)

1、第一章 緒論本章要求：本章要求深刻理解與熟練掌握的重點(diǎn)內(nèi)容有： （1） 無線通信系統(tǒng)的基本組成及各功能模塊的作用（2） 高頻電路在無線通信系統(tǒng)中的地位、作用；（3） 調(diào)制、解調(diào)在無線通信中的作用；要求一般理解與掌握的內(nèi)容有：（1） 無線電信號(hào)的頻譜特性；（2） 無線電波的頻段劃分本章補(bǔ)充內(nèi)容：1、名詞解釋： 通信：信息的傳輸與交換 信息：消息中包含的有意義的內(nèi)容 消息：信息的載體。有不同的形式，如：語言、文字、圖像等 同樣的信息可用不同形式的消息來發(fā)布，如天氣預(yù)報(bào)，可用語言、圖 像、文字、多媒體等形式發(fā)布； 信道：信息從一地向另一地傳輸時(shí)通過的媒質(zhì) 有線：架空明線、電纜、光纜等 無線：利用無線

2、電波在空間（大氣層的自由空間和穿過大氣層的宇宙 空間） 的傳播來傳遞信息 通信方式：目前最廣泛的是電通信，發(fā)展最快的是光通信 通信系統(tǒng)：為完成通信任務(wù)所需要的一切技術(shù)、設(shè)備和傳輸媒質(zhì)構(gòu)成 的總體 模擬通信系統(tǒng)-信道中傳輸模擬信號(hào) 數(shù)字通信系統(tǒng)-信道中傳輸數(shù)字信號(hào)2、無線通信系統(tǒng)的組成 無線通信系統(tǒng)的種類很多，常見的有：無線廣播、電視發(fā)送接收系統(tǒng)、蜂窩式移動(dòng)通信系統(tǒng)，CDMA擴(kuò)頻通信系統(tǒng)，無線對(duì)講機(jī)設(shè)備等。雖然不同的系統(tǒng)其設(shè)備的復(fù)雜性有較大差異，但它們的基本組成是相同的?？捎靡粋€(gè)結(jié)構(gòu)框圖表示非電/電轉(zhuǎn)換 調(diào)制信號(hào) 已調(diào)波 載波音頻放大調(diào)制器變頻器激勵(lì)放大功率放大天線開關(guān)話筒振蕩器揚(yáng)聲器 fi f

3、s fL非電/電轉(zhuǎn)換 調(diào)制信號(hào)音頻放大解調(diào)器中放器混頻器 高 頻小信號(hào)放大振蕩器 簡(jiǎn)單無線發(fā)射接收系統(tǒng)框圖它由（1）發(fā)送設(shè)備和接收設(shè)備兩大部分組成（2）天線用來輻射電磁波和感應(yīng)接收電磁波的收發(fā)公用設(shè)備，由天線開關(guān) 來決定它當(dāng)前的功能。（3）信道為自由空間*發(fā)送設(shè)備需解決如下兩個(gè)問題 1） 當(dāng)天線的幾何尺寸L與所發(fā)送的信號(hào)的波長滿足如下關(guān)系時(shí) L 天線才能有效輻射電磁波，而語音、圖像等信號(hào)中包含了大量的低頻信號(hào)分量，為了能有效高質(zhì)量地發(fā)送信號(hào)，天線的長度將很長，現(xiàn)實(shí)中是無法做到的。例如：無線廣播所發(fā)送的語音信號(hào)，其頻率范圍為20HZ20KHZ，對(duì)應(yīng)的波長為 =15000KM15KM （） ；C為

4、光速， f為信號(hào)頻率。2） 各電臺(tái)同時(shí)工作時(shí)，所發(fā)送的信息處于同一個(gè)頻率范圍，在接收端將無法區(qū)分各電臺(tái)的信息#解決方法： 在發(fā)送端加調(diào)制器，將低頻的基帶信號(hào)（調(diào)制信號(hào)）裝載到高頻載波上，形成的攜帶信息高頻已調(diào)波 就可通過天線有效輻射傳播。裝載：用調(diào)制信號(hào)控制載波的某個(gè)或某些參數(shù)（如幅度、頻率、相位）由此 1：天線尺寸可以物理實(shí)現(xiàn) 2：各電臺(tái)采用不同頻率的高頻載波裝載信號(hào)，在接收端可根據(jù)不同載頻選擇電臺(tái)。*若需要進(jìn)一步提高已調(diào)信號(hào)的頻率或需要進(jìn)行多路信號(hào)的頻分復(fù)用，需加變頻器將已調(diào)信號(hào)的中心頻率搬至規(guī)定的頻率上。*若需要提高已調(diào)信號(hào)的功率，可加若干級(jí)高頻放大和功率放大器使信號(hào)經(jīng)天線輻射傳送更遠(yuǎn)距

5、離。*接收設(shè)備需解決的問題 在接收端，天線感應(yīng)到N個(gè)電臺(tái)發(fā)出得的載有信息的高頻信號(hào)USi（i=1，2。N），它們的中心頻率分別為fSi（i=1，2。N） ,因經(jīng)過遠(yuǎn)距離傳輸，這些信號(hào)很微弱，需經(jīng)過高頻小信號(hào)放大器進(jìn)行選頻（選臺(tái)）和初步放大，那么這個(gè)信號(hào)能否直接送去解調(diào)？ 還不行，信號(hào)太小，需放大 如何放大？直接后接若干級(jí)放大器對(duì)USi放大？ 不合理，原因：一個(gè)接收設(shè)備需接收N個(gè)電臺(tái)的信號(hào)，即fSi是變化的，使得后接的若干級(jí)放大器的中心頻率要隨之變化，這樣，放大器設(shè)計(jì)上的難度增大、設(shè)備復(fù)雜、性能指標(biāo)不好。#解決方法： 引入混頻器，實(shí)現(xiàn)輸入信號(hào)US與本地載波信號(hào)UL的混頻，輸出信號(hào)Ui，其攜帶的信

6、息不變，但其載波頻率變?yōu)閒i=fL-fs 。在選擇不同電臺(tái)時(shí)，fs 在變，若能讓本地載波信號(hào)的頻率fL同步改變，則使得混頻器輸出信號(hào)的fi不變，保持為某一固定的、較低的頻率，這樣就可將中頻放大器做成高增益、高性能的放大器（典型的超外差式接收機(jī)工作原理）3、無線電波分段:中波MW（102103m）/中頻MF（300KHZ3MHZ）:地波、天波。通信、廣播、導(dǎo)航短 波SW (10100m) /高頻 HF（3MHZ30MHZ） :地波、天波。通信、廣播超短波VSW(110m) /甚高頻VHF（30MHZ300MHZ）:直線傳播、對(duì)流層散射 。通信、電視廣播、調(diào)頻廣播、雷達(dá)USW (10100cm)

7、/特高頻 UHF（300MHZ3GHZ）:直線傳播、散射傳播。 通信、電視廣播、中繼/衛(wèi)星通信、雷達(dá)SSW (110cm) /超高頻 SHF（3GHZ30GHZ）:直線傳播。 中繼/衛(wèi)星通信、雷達(dá)ESW (1 cm 10mm) /極高頻 EHF（30GHZ300GHZ）:直線傳播。微波通信、 雷達(dá)微波 電離層分布圖 60km600kmF2F1ED第二章 高頻電路基礎(chǔ)本章要求：1要求深刻理解與熟練掌握的重點(diǎn)內(nèi)容有：（1） 高頻電路中元件、器件和組件（高頻基本電路）的高頻特性； (2) 串聯(lián)諧振、并聯(lián)諧振、耦合雙調(diào)諧回路的諧振特性曲線、通頻帶基 本概念和基本分析計(jì)算；（3） 抽頭并聯(lián)振蕩電路及接入

8、系數(shù)概念、計(jì)算及在電路匹配中的應(yīng)用；（4） 石英晶體諧振器結(jié)構(gòu)、性能、工作原理與應(yīng)用；2要求一般理解與掌握的內(nèi)容有：（1） 陶瓷濾波器、聲表面濾波器等新型濾波器件的結(jié)構(gòu)、性能、工作原 理與應(yīng)用；（2） 高頻變壓器的特點(diǎn)及等效電路；（3） 電子噪聲的來源、特性及測(cè)量方法；本章補(bǔ)充內(nèi)容： 高頻電路基礎(chǔ)-指的是用于構(gòu)成無線電設(shè)備中各功能電路（如高頻放大器、 調(diào)制/解調(diào)器、高頻振蕩器等）的無源元件、有源器件和組件1、高頻電路中無源元件-電阻、電容、電感（1）高頻電阻-不僅呈現(xiàn)電阻特性R=v/i、還表現(xiàn)出電抗特性（見pag13） 電阻R的高頻等效電路 電抗產(chǎn)生的原因：當(dāng)高頻電流通過電阻時(shí)，電荷的趨膚效應(yīng)

9、、渦流、電磁感應(yīng)（2）高頻電容-以電場(chǎng)形式儲(chǔ)存電能，主要用作諧振、濾波元件（見pag13）電容C的高頻等效電路 * 電容器的容抗XC=1/C * 電容器SRF-由Lc和C組成的串諧，0= * 電容器極間絕緣電阻RC是由電容兩導(dǎo)電極板間介質(zhì)（云母、陶瓷、紙等）的非理想帶來的。它也決定著電容器的品質(zhì)因素 QC= 儲(chǔ)能/耗能 = 高頻電路中，常使用片狀電容和表面貼裝電容，電容器的極間絕緣電阻RC可視 作開路（損耗很?。琎C趨于無窮。當(dāng)進(jìn)入微波波段后，RC需考慮。（3）高頻電感-以磁場(chǎng)形式儲(chǔ)存磁能，主要用作諧振、濾波元件和高頻阻隔元件（被稱為高頻扼流圈（見pag14） 電感L的高頻等效電路 CL r

10、L L 電感器的感抗XL=L 高頻電感線圈的損耗不能忽略（集膚效應(yīng)、渦流損失、電磁輻射及磁芯電感 磁滯損耗帶來的能量損失隨著工作頻率的增加而增加，用交流電阻rL來等效。 常用來表示電感線圈損耗性能的參數(shù)是 品質(zhì)因素Q=儲(chǔ)能/耗能= 在一定的頻率范圍內(nèi)，可以認(rèn)為電感線圈品質(zhì)因素Q近似為常數(shù) 電感器SRF-由L和CL組成的并諧，0=2、高頻電路中有源器件-二極管、晶體管、場(chǎng)效應(yīng)管、集成電路，完成信號(hào)的放大、非線性變換等功能。（Pag15-16）（1）二極管 在高頻電路中，二極管主要用于調(diào)制/解調(diào)、混頻、檢波等非線性電路中 特點(diǎn)：工作在低電平上 要求高頻特性要好（極間電容小，工作頻率高） 因此，高頻

11、電路中主要用點(diǎn)接觸式二極管和表面勢(shì)壘二極管 *在高頻電路中還有一類特殊用途的二極管-變?nèi)荻O管 其電容值隨其上偏置電壓變化而變化。 用途：調(diào)頻電路、壓控振蕩器 (2) 晶體管和場(chǎng)效應(yīng)管 高頻管的性能指標(biāo)要比低頻管高。 高頻小功率管-用于高頻小信號(hào)放大，要求;高增益、低噪聲 雙極性：工作頻率可達(dá)幾千兆赫茲，噪聲系數(shù)幾分貝 場(chǎng)效應(yīng)：工作頻率可達(dá)十幾千兆赫茲，噪聲更低 高頻功率管-在高頻時(shí)有較大的功率輸出 雙極性：工作頻率可達(dá)幾百兆赫茲，輸出功率10-1000w(3) 集成電路-類型和品種比較少 通用型：寬帶集成放大器、模擬乘法器 專用型：集成解調(diào)器、單片集成接收機(jī)等 3、高頻電路中組件-高頻振蕩回

12、路、高頻變壓器、諧振器和濾波器 （1）高頻振蕩回路-簡(jiǎn)單振蕩回路、抽頭LC并聯(lián)諧振回路、耦合振蕩回路 （a）簡(jiǎn)單振蕩回路-只有一個(gè)由電感和電容串聯(lián)/并聯(lián)組成的回路 * LC串聯(lián)諧振回路 學(xué)習(xí)要點(diǎn)： l 基本電路形式l 回路空載品質(zhì)因素與電感線圈的品質(zhì)因素的關(guān)系l 回路兩端的串聯(lián)阻抗表達(dá)式l 回路諧振的定義、物理意義及電路特征l 求諧振頻率0的表達(dá)式l 阻抗模、幅角與的關(guān)系及判斷回路性質(zhì)的方法- 當(dāng)0 ， ZSr ,電壓相位滯后電流相位，回路呈容性 當(dāng)0 ， ZSr ,電壓相位超前電流相位，回路呈感性 當(dāng)=0 ， ZS=r ,電壓、電流同相位，回路呈純阻且最小 串聯(lián)諧振曲線及由此導(dǎo)出的失諧、廣義

13、失諧、選擇性、通頻帶等重要概念。（見課堂筆記） I/I0 1 1/2 Q1 Q2 Q1 Q2 f0 B f*回路發(fā)生并串聯(lián)諧振時(shí)，儲(chǔ)能元件電容/電感上電壓（VCVL遠(yuǎn)大于回路端口處電壓（近似Q倍）， 串聯(lián)諧振又被稱為電壓諧振*LC并聯(lián)諧振回路 學(xué)習(xí)要點(diǎn)：l 基本電路形式l 回路空載品質(zhì)因素與電感線圈的品質(zhì)因素的關(guān)系l 回路兩端的并聯(lián)阻抗表達(dá)式l 回路諧振的定義、物理意義及電路特征l 求諧振頻率、諧振電阻的表達(dá)式阻抗特性曲線及由此導(dǎo)出的判斷回路性質(zhì)的方法、失諧、廣義失諧、選擇性、通頻帶等重要概念。# 并聯(lián)阻抗、諧振頻率、諧振電阻推導(dǎo)LC并聯(lián)諧振回路 a Ii I L C rb Zp= X=L r

14、 / Cr/C(L1/C)j(r2/C+L2/CL/C2)r+jL+1/jC(r+jL) 1/jCr2+(L1/C)2當(dāng)X=0時(shí)，回路發(fā)生并聯(lián)諧振 =0= 當(dāng)Q1 0 0L=1/0Cr2+(L1/C)2L r / Cr/C(L1/C) R0= =L/C r = Q/0C= Q0L*回路發(fā)生并聯(lián)諧振時(shí)，回路電流（I=ILIC遠(yuǎn)大于端口處Ii（近似Q倍）， 并聯(lián)諧振又被稱為電流諧振阻抗特性曲線 Zabs/R0 1 1/2 Q1 Q2 Q1 Q2 f0 B f Z /2Q2 Q1 Q2 f0 f Q1 -/2 回路性質(zhì)與頻率關(guān)系： 當(dāng)0 ， ZPR0 ,電壓相位超前電流相位，回路呈感性 當(dāng)0 ， Z

15、PR0 , 電壓相位滯后電流相位，回路呈容性 當(dāng)=0 ， ZS= R0, 電壓、電流同相位，回路呈純阻且最大（b）帶抽頭LC并聯(lián)諧振回路 VT VT I C1I L C R0 L R0 L1V1 V1 C2 (a) (b) VT VT C1 C L VL L VL L1 C2 R1 R1(c) (d) VT L C1 VL V L1 C2 R1 (e) 學(xué)習(xí)要點(diǎn)：l 常見的電路形式l 接入系數(shù)的定義、計(jì)算方法l 作用分析（實(shí)現(xiàn)阻抗變換、回路與信號(hào)源的功率匹配(C) 耦合振蕩電路：由與激勵(lì)源相連的初級(jí)LC并聯(lián)諧振回路和與負(fù)載相連的次級(jí)LC并聯(lián)回路通過互感或電容相連而成。*1、電感耦合 I1 V1

16、 V2 M R1 C1 L1 L2 C2 R2I1 V1 CC V2R1 L1 C1 C2 L2 R2*2、電容耦合阻抗特性曲線 Z21 / Z21max 1 1/2 kk0 k=k0 kk0 f0 ffa fb學(xué)習(xí)要點(diǎn)：l 電路結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及常見電路形式l 功能特點(diǎn)： 阻抗變換、信號(hào)選擇能形成較好的頻率特性（與單LC諧振回路比較） *指在通帶內(nèi)特性曲線平坦，信號(hào)有較平穩(wěn)的輸出，線性失真小 在通帶外，衰減快、選擇性好l 電路設(shè)計(jì)、使用的條件：兩回路參數(shù)對(duì)稱、都對(duì)信號(hào)頻率調(diào)諧均為高Q回路l 重要的關(guān)系反映兩回路耦合強(qiáng)弱的參數(shù) *耦合系數(shù)k *轉(zhuǎn)移阻抗Z21 *耦合因子A 阻抗模頻率特性曲線Z21 /

17、 Z21max f 掌握 A等于1；小于1；大于1時(shí)電路的工作特點(diǎn)(2) 高頻變壓器工作原理：同低頻變壓器功能：進(jìn)行信號(hào)的傳輸、阻抗變換和隔直流，但無選頻能力與低頻變壓器的不同：*一般用于高頻、小信號(hào)場(chǎng)合，尺寸小、線圈匝數(shù)少，主要采用環(huán)形結(jié)構(gòu)。*磁芯多采用導(dǎo)磁率高、高頻損耗少的軟磁材料電路符號(hào)、等效電路（見Pag 29）重要關(guān)系式（理想）：V1/V2=N1/N2=n ; I1/I2=-N2/N1=-1/n阻抗變換作用: Z11=V1/I1=-n2V2/I2=-n2Z22影響高頻變壓器性能的因素及解決辦法:（見Pag 29）(3) 石英晶體諧振器 組成結(jié)構(gòu)、工作原理及應(yīng)用場(chǎng)合（見Pag 3234

18、）； 電路符號(hào)及等效電路（諧振頻率附近的等效電路） 諧振頻率：串聯(lián)諧振和并聯(lián)諧振頻率 石英晶體諧振器的電抗曲線（見Pag 36）； 主要特點(diǎn)（見Pag 36）； 陶瓷濾波器、聲表面波濾波器的工作原理、主要特性及實(shí)際應(yīng)用。 d 叉指形電極 吸聲材料（避免 波反射） 襯底 a b 發(fā)端 收端 聲表面波濾波器 中心頻率：第三章 高頻諧振放大器本章要求： 1要求深刻理解與熟練掌握的重點(diǎn)內(nèi)容有：（1） 具有單調(diào)諧回路的高頻小信號(hào)放大器的組成、工作原理、交流等 效電路。其增益、帶寬、矩形系數(shù)的基本分析方法和計(jì)算； （2） 高頻功率放大器的電路結(jié)構(gòu)及提高效率的工作原理，高頻功率放 大器效率以及各功率的分析方

19、法及計(jì)算； （3） 高頻功率放大器的直流饋電電路組成原則; （4） 高頻功放外特性-負(fù)載特性2要求一般理解與掌握的內(nèi)容有： （1） 具有臨界耦合雙調(diào)諧回路的高頻小信號(hào)放大器的組成、工作原理、 交流等效電路、增益、帶寬、矩形系數(shù)的基本計(jì)算; （2） 單調(diào)諧多級(jí)放大器的增益、帶寬、矩形系數(shù)的計(jì)算; （3） 基本的匹配網(wǎng)絡(luò)的工程計(jì)算方法; （4） 集成電路諧振放大器與集中參數(shù)濾波器的電路特點(diǎn)本章補(bǔ)充內(nèi)容： 高頻小信號(hào)放大器部分： 1、功能、特點(diǎn)、分類、性能指標(biāo)見（Pag 62-63） 2、放大器件-晶體管的高頻等效電路1）晶體管特性-電流分配關(guān)系、輸入輸出特性曲線、頻率特性2）晶體管微變等效電路-靜

20、態(tài)工作點(diǎn)附近的混等效和Y參數(shù)等效 e cb b *混等效-與管子內(nèi)部的物理過程相對(duì)應(yīng) Cbc b rbb b c c rbc Cbe rbe C gmvbe rce Ccee erbb：基極體電阻； rbe ： 發(fā)射結(jié)結(jié)電阻 近似等于26/IE ；rbc ：集電結(jié)結(jié)電阻； rce： 集射間電阻C ： 發(fā)射結(jié)電容； c： 集電結(jié)電容gmvbe：受控電壓控制電流源 Cce 、Cbe 、Cbc高頻時(shí)由晶體管引線、封裝等引起的電容效應(yīng)，常可忽略* rbc、c 跨接在管子的輸入、輸出之間，是管子內(nèi)部的反饋支路，并有相移，可能引起自激，對(duì)高頻應(yīng)用不利。*Y參數(shù)等效：-形式等效（不管管子內(nèi)部的物理過程，僅從

21、管子引腳處電流電壓關(guān)系等效） 圖見Pag 64 (b) 圖 Y參數(shù)方程見Pag 64 3-5a; 3-5b Y參數(shù)：（1）查手冊(cè) ；（2）用實(shí)驗(yàn)方法測(cè)得 （3）由混參數(shù)通過公式換算得到（Pag 64 3-1；3-2；3-3；3-4）b c e b Cbc b rbb b c c rbc Cbe rbe C gmvbe rce Ccee e 3、典型電路分析 單級(jí)諧振小信號(hào)放大器電路（取多級(jí)放大器中的一級(jí)） P2 C2 R1 C L P1 C1 TIS R2 R3 Yie2 YS LF -EC CE CF電路分析：*直流偏置電路采用分壓式工作點(diǎn)穩(wěn)定電路，設(shè)計(jì)好R1、R2、R3值， 使靜態(tài)工作點(diǎn)設(shè)

22、置在器件的線性區(qū)。 *采用帶抽頭的LC并聯(lián)諧振回路做交流負(fù)載，完成阻抗變換和選頻任務(wù) *前級(jí)放大器可視作本級(jí)放大器的帶內(nèi)阻的信號(hào)源（用電流源等效） *后級(jí)放大器可視作本級(jí)負(fù)載，用導(dǎo)納表示 包含電導(dǎo)和電納（由電 容引起）部分 *LF、CF 組成電源濾波電路，消除各級(jí)放大器通過電源帶來的相互干擾。 R1 ICQ VB IEQ R2 R3-EC 直流偏置電路（分壓式工作點(diǎn)穩(wěn)定電路）利用R3上的直流負(fù)反饋，穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn) c T P1 b C L IS YS R1 R2 P2 Yie2 e交流通路交流等效電路 b Ib c + + a + IS YS Yie1 Y0e1 C G0 P1Vi VC YL

23、 L Yie2 V0 Yre1 VC Y fe1Vi P2 e YL其中G0=1/R0 ；R0=Q00L= Q0/0C； Q0：回路空載時(shí)品質(zhì)因素 推導(dǎo)高頻小信號(hào)主要性能指標(biāo) 增益、通頻帶、矩形系數(shù)（見課堂筆記）舉例3-1 電路如上所示，設(shè)工作頻率f=30MHZ,晶體管采用3DG47，當(dāng)靜態(tài)工作點(diǎn)VCEQ=6V，IEQ=2mA時(shí), 其Y參數(shù)為 Yie：gie=1.2 ms Cie=12pf Yoe: goe=1 ms Coe=9.5=58.3 ms Yre回路參數(shù)L=1.4H，接入系數(shù)P1=1，P2=0.3 ，回路空載品質(zhì)因素QO=100求：諧振時(shí)電壓放大倍數(shù)AVO，帶寬B0.707，并問回路

24、中C是多少時(shí)，才能使回路諧振。 （見課堂筆記）高頻功率放大器 一、功能、特點(diǎn)、分類、性能指標(biāo)見Pag73-74二、工作原理及性能指標(biāo)： VBB VCC VCEVBE圖示是一個(gè)采用晶體管的高頻功放原理電路。除電源和偏置電路外，它是由晶體管、諧振回路和輸入回路三部分組成。（又稱丙類，集電極電 流導(dǎo)通角21800）* VBB極性使發(fā)射結(jié)反向偏置， 放大管工作在C類 或VBB取值為零，發(fā)射結(jié)零偏置，放大管工作在C類 目的：提高功放電路的效率. 為什么高頻功放工作在丙類狀態(tài)，能獲得高的效率？1、放大電路中放大器件的作用：用加到管子發(fā)射結(jié)上的信號(hào)控制集電極回路中直流電源所提供的直流能量（直流功率P0），使

25、之轉(zhuǎn)換成交流信號(hào)的能量輸出（輸出功率P1）。但這種轉(zhuǎn)換不可能是百分之百，因?yàn)橹绷麟娫此┙o的功率除換成交流信號(hào)的能量輸出外，還有一部分以熱能的形式消耗在集電結(jié)上（耗散功率PC） 2、三者關(guān)系：P0 直流電源供給的直流功率 P1 交流輸出功率 PC 集電結(jié)耗散功率（等于瞬時(shí)集電極電流iC和瞬時(shí)集電極電壓vCE 的乘積） P0 = P1 + PC = P1/ P0 = P1 /( P1 + PC)3、方法：因?yàn)镻C= iCvCE ，若能使得iC在vCE最低的一段時(shí)間里流過集電結(jié)，就可使PC大大降低， 結(jié)論：流過放大器集電極電流iC應(yīng)當(dāng)是脈沖狀（導(dǎo)通角小于1800），且脈沖的瞬時(shí)最大值出現(xiàn)在vCE最

26、低時(shí)刻。 4、實(shí)現(xiàn)：在管子的基極回路中加反向偏置電壓或零偏壓，只有在激勵(lì)信號(hào)為正而且幅值達(dá)到一定值后，管子才導(dǎo)通，產(chǎn)生基極脈沖電流iB，管子的集電極電流iC也是脈沖狀電流。 5、iC電流分析： 設(shè)輸入為一單頻正弦信號(hào)，Vb=Vbmcost , 則iC是一個(gè)周期同輸入一樣的脈沖狀電流，對(duì)其分解后（傅氏級(jí)數(shù)展開），可得到iC=IC0+IC1cost+IC2 cos2t+ ICn cosnt+ 其中 IC0= IC1= ICn= 為余弦脈沖分解系數(shù)，可查表獲得（見附錄）輸入為正弦信號(hào)，輸出為脈沖狀電流，產(chǎn)生了嚴(yán)重的失真但iC中包含著與信號(hào)相同的基波分量，只要設(shè)法將它提取出來，并轉(zhuǎn)換成輸出電壓，就可實(shí)

27、現(xiàn)在高效率前提下獲得不失真被放大信號(hào)的目的。6、提取方法：集電極回路的負(fù)載采用選頻網(wǎng)絡(luò)，并調(diào)諧于信號(hào)的中心頻率上，則回路對(duì)iC中基波分量呈現(xiàn)很大的諧振電阻RL，而對(duì)iC中諧波分量呈現(xiàn)阻抗很小，可視作短路，回路輸出電壓V0= Vc=RL IC1cost=Vcmcost ； Vcm= RL IC1 集電極瞬時(shí)電壓VCE=VCC - Vcmcost= VCC - RL IC1 cost = VCC - RL cost; 當(dāng)cost =1 ，有VCEmin= VCC - RL ; VCEmin和同時(shí)出現(xiàn)。*的確定：VBE= Vb-VBB= Vbmcost - VBB ，當(dāng)VBE=管子開啟電壓V，BBt

28、= cos=（V，BB+ VBB）/Vbm3、方法：因?yàn)镻C= iCvCE ，若能使得iC在vCE最低的一段時(shí)間里流過集電結(jié)，就可使PC大大降低， 結(jié)論：流過放大器集電極電流iC應(yīng)當(dāng)是脈沖狀（導(dǎo)通角小于1800），且脈沖的瞬時(shí)最大值出現(xiàn)在vCE最低時(shí)刻。7、高頻功放能量關(guān)系（重要的性能指標(biāo)） 輸出功率 直流電源輸出功率 =流過電源的直流電流乘電源電壓= 耗散功率 效率 與有關(guān)，稱波形系數(shù) ；關(guān)系曲線見Pag78 集電極電壓利用系數(shù)（1）提高效率的途徑：（1）提高集電極電壓利用系數(shù)，通過提高回路諧振電阻RL=QL0L= QL/0C （2）提高波形系數(shù)（與有關(guān)），越小，越大但會(huì)影響輸出功率，兼顧兩

29、者 一般取在650750之間 與有關(guān)，稱波形系數(shù) ；關(guān)系曲線見Pag78 集電極電壓利用系數(shù)（1）提高效率的途徑：（1）提高集電極電壓利用系數(shù)，通過提高回路諧振電阻RL=QL0L= QL/0C （2）提高波形系數(shù)（與有關(guān)），越小，越大但會(huì)影響輸出功率，兼顧兩者 一般取在650750之間例3-2 某高頻諧振功率放大器工作于臨界狀態(tài)，輸出功率P0=6W ,集電極電源EC=24V，集電極電流直流分量ICO=300mA，電壓利用系數(shù) =0.95。試計(jì)算：直流電源提供的功率P=，功放管的集電極損耗功率PC及效率，臨界負(fù)載電阻RL解法1 解法2 三、高頻諧振功放的工作狀態(tài)（欠壓、臨界、過壓）和性能指標(biāo)與外

30、部參數(shù)的 關(guān)系（僅討論與諧振負(fù)載電阻RL之間關(guān)系） 高頻功放動(dòng)特性-指高頻功放在輸入信號(hào)控制下，輸出回路中動(dòng)態(tài)工作點(diǎn) （iC，VCE）的運(yùn)動(dòng)軌跡（類似于低頻電路中的交流負(fù)載線）。 *在輸出回路諧振條件（RL）下，軌跡形狀為一條直線。該直線方程推導(dǎo)： 條件：晶體管特性曲線被折線近似 負(fù)載選頻回路調(diào)諧（RL） ic Sc 0 VBB vBE （1）晶體管特性曲線的解析表達(dá)式(管子內(nèi)部) 轉(zhuǎn)移特性：i c v BE折線方程 i c = Sc(vBE- VBB) vBEVBB (1) ic = 0 vBEEb ic Scr0 vCE SC: 折線斜率 VBB開啟電壓 輸出特性：i c vCE 折線近似

31、后臨界線臨界線直線方程 ic=ScrvCE VBB VCC VCEVBE （2）管子外部電路電流電壓關(guān)系設(shè)輸入信號(hào)為Vb=VbmCOSt ; VBE=-VBB + Vbm (2) VBE=-VBB+ Vbmcost VCE= VCC- V cm cost 在電路中，電流電壓關(guān)系應(yīng)同時(shí)滿足管子內(nèi)部關(guān)系（1）和外部關(guān)系（2）聯(lián)立求解得 動(dòng)特性方程-在輸出回路諧振時(shí)的 ic VCE ic=gd(VCE-V0) ； 其中 斜率： gd= - Sc Vbm/ Vcm ； 在橫軸上截距 V0=VCC- Vcm/ Vbm(VBB+ VBB)；其中：Vcm= IC1RL； SC 轉(zhuǎn)移特性的折線斜率 ； VBB

32、開啟電壓。由此可在ic VCE平面上畫出動(dòng)特性曲線 ic Scr0 vCE 注意：該直線的斜率和截距不是常數(shù)，它們與輸入信號(hào)的幅度，諧振電阻的大小，偏置電壓VBB大?。▽?dǎo)通角）等有關(guān)在輸入信號(hào)作用下，電路中電流電壓波形 ic ic ic icmax 0 VBE t V0 VCE VBE VCE VBB VBBVb=VbmCOStV0=VcmCOStVCEminvcc 在高頻電路中，根據(jù)管子集電極脈沖電流的最大電流icmax 是否進(jìn)入飽和區(qū)？是否在臨界線上、將高頻功放工作狀態(tài)分為：欠壓工作狀態(tài)：icmax在臨界線的右邊，此時(shí)交流輸出電壓幅度（Ucm）較小；臨界工作狀態(tài)：icmax在臨界線上，交流

33、輸出電壓幅度（Ucm=Ec-Uces）變大；過壓工作狀態(tài)：icmax過臨界線進(jìn)入飽和區(qū)，交流輸出電壓幅度Ucm較大。 l 例如，在上圖中，icmax落在了臨界線，高頻功放工作為臨界工作狀態(tài)l 若減少輸入信號(hào)的幅度，其它條件不變，icmax將在臨界線的右邊，高頻功放工作狀態(tài)為欠壓工作狀態(tài)l 若增大輸入信號(hào)的幅度，其它條件不變，icmax將過臨界線進(jìn)入飽和區(qū)，高頻功放工作狀態(tài)為過壓工作狀態(tài)高頻功放外特性-指放大器的工作狀態(tài)和性能指標(biāo)（P1、等）隨外部參數(shù) 變化的規(guī)律1） 隨負(fù)載不同變化-負(fù)載特性*2） 隨激勵(lì)信號(hào)幅度Ubm不同的變化-振幅特性3） 隨Ec、Eb不同的變化-調(diào)制特性4） 隨回路電容C

34、不同的變化-調(diào)諧特性 1）負(fù)載特性- 描述欠壓、臨界、飽和三種工作狀態(tài)及IC0、IC1、Vcm、P1、Pc、P0、與選頻負(fù)載網(wǎng)絡(luò)諧振電阻RL的關(guān)系（*回路調(diào)諧且其他參數(shù)不變）動(dòng)特性 斜率 gd*RL 見下圖示意 截距 V0iCiBUCE - icmaxiCiB4iB3iB2iB1iB0UCE A A A2 A1 A3V0 ECiBmaxEbTiC 臨界線iC icmax t討論1：當(dāng)RL由小變大，動(dòng)特性曲線斜率的絕對(duì)值由大變小，在輸入信號(hào)不變的 條件下，功放的工作狀態(tài)變化是：欠壓 臨界 過壓 *在欠壓和臨界狀態(tài)，動(dòng)態(tài)工作點(diǎn)在管子的放大區(qū)，iC=iB 集電極電流與基極電流一樣是余弦尖頂脈沖。 *在過壓狀態(tài)，動(dòng)態(tài)工作點(diǎn)有一段時(shí)間進(jìn)入了管子的飽和區(qū)，集電極電流脈沖出現(xiàn)了凹頂。*隨RL增