第3章高頻功率放大器

1、第第3 3章章 高頻功率放大器高頻功率放大器本章的主要內(nèi)容本章的主要內(nèi)容 ： 1.諧振高頻功率放大電路的工作原理、諧振高頻功率放大電路的工作原理、 狀態(tài)分狀態(tài)分 析、特性及相關(guān)參數(shù)的計算。析、特性及相關(guān)參數(shù)的計算。重點重點 ：2.諧振高頻功率放大電路的直流饋電路、以及匹諧振高頻功率放大電路的直流饋電路、以及匹 配網(wǎng)絡(luò)。配網(wǎng)絡(luò)。難點難點 ：諧振高頻功率放大電路的狀態(tài)分析及特性。諧振高頻功率放大電路的狀態(tài)分析及特性。功率放大器的的概述功率放大器的的概述一、高頻功放在發(fā)射機中的位置一、高頻功放在發(fā)射機中的位置功率放大器的的概述功率放大器的的概述二、高頻諧振功放與高頻小信號調(diào)諧放大器的區(qū)別二、高頻諧振

2、功放與高頻小信號調(diào)諧放大器的區(qū)別相同點：相同點：工作在高頻段、調(diào)諧回路作負載工作在高頻段、調(diào)諧回路作負載不同點不同點：（1）輸入信號大小不同輸入信號大小不同: 功放一般為大信號，在功放一般為大信號，在0.5v以以 上，可達上，可達12v。 （2）分析方法不同：）分析方法不同： 功放采用折線法功放采用折線法 小信號放大器采用線性法。小信號放大器采用線性法。（3）任務(wù)不同：）任務(wù)不同： 功放主要任務(wù)是功率放大功放主要任務(wù)是功率放大 小信號放大器是放大電壓幅度。小信號放大器是放大電壓幅度。（4）工作狀態(tài)不同：）工作狀態(tài)不同： 功放工作在丙類或者丁狀態(tài)功放工作在丙類或者丁狀態(tài) 小信號放大器工作在甲類狀

3、態(tài)小信號放大器工作在甲類狀態(tài)二、高頻諧振功放與高頻小信號調(diào)諧放大器的區(qū)別二、高頻諧振功放與高頻小信號調(diào)諧放大器的區(qū)別功率放大器的的概述功率放大器的的概述三、高頻功放與低頻功放的區(qū)別三、高頻功放與低頻功放的區(qū)別相同點：相同點：輸出功率大、效率高輸出功率大、效率高不同點不同點：（：（1）頻帶寬度不同）頻帶寬度不同 低功放：工作頻率低功放：工作頻率20Hz20kHz， 相對頻帶寬。相對頻帶寬。 高功放：工作頻率幾百高功放：工作頻率幾百kHz幾百幾百 MHz，相對頻帶窄。，相對頻帶窄。 （2）負載不同）負載不同功率放大器的的概述功率放大器的的概述四、四、 功放設(shè)計中各方面的折衷關(guān)系功放設(shè)計中各方面的折

4、衷關(guān)系（1） 丙類導通角丙類導通角UBZ時，晶體管才導通，才有電流通過。時，晶體管才導通，才有電流通過。 （三極管工作在導通狀態(tài)）（三極管工作在導通狀態(tài)）工作原理及性能分析工作原理及性能分析gcuBEiCgc uBEiCgc (uBE -UBE(on) )Uimvbet0-qc+qcVBBvbe轉(zhuǎn)移特性iCVBZo理想化/Bii-UBEBBmuVcost0-qc+qctiCib周期性的余弦脈沖，周期性的余弦脈沖， iC 被放大后也為周期性的余弦脈沖被放大后也為周期性的余弦脈沖3.13.1 丙類諧振功率放大器的工作原理丙類諧振功率放大器的工作原理效率與失真矛盾的解決方法效率與失真矛盾的解決方法重

5、點體會重點體會：電流波形嚴重失真，但輸出波形又電流波形嚴重失真，但輸出波形又 不失真（完整的正弦波），且頻率不失真（完整的正弦波），且頻率 為輸入頻率，這樣的矛盾如何解決？為輸入頻率，這樣的矛盾如何解決？3.13.1 丙類諧振功率放大器的工作原理丙類諧振功率放大器的工作原理 當當uBE UBZ時，晶體管才導通，有電流通過。時，晶體管才導通，有電流通過。iCgc (uBE - UBZ ) iC gc (-VBBUim coswt - UBZ )當當 wtq q 時時 iC0得：得： cosq qc=（UBZ+VBB）/ Uim q qc叫做導通角叫做導通角uBE -VBBUim coswt 0-

6、qc+qctiCCcimBBBZcimcigU cos tVUg Ucos tcos若基極電源為正電源則：若基極電源為正電源則： cosq qc=（UBZ -VBB）/ Uim 電流電流iC為周期性的余弦脈沖，用傅里葉級數(shù)展開得為周期性的余弦脈沖，用傅里葉級數(shù)展開得 iCIC0IC1m coswtIC2m cos2wt ICnmcosnwt其中：其中： 1)IC0為直流分量；為直流分量； 2) IC1m coswt為為基波基波分量即：分量即：輸入信號的同輸入信號的同 頻率信號頻率信號,也就是放大器需要放大的頻率也就是放大器需要放大的頻率 信號。信號。 3)IC2m cos2wt二次諧波分量二次

7、諧波分量3.13.1 丙類諧振功率放大器的工作原理丙類諧振功率放大器的工作原理lowhigh3n2 20 丙類丙類(C類類) 放大器的效率最高，但是波形失真也最嚴重。放大器的效率最高，但是波形失真也最嚴重。iCIC0IC1m coswtIC2m cos2wt ICnmcosnwt3.13.1 丙類諧振功率放大器的工作原理丙類諧振功率放大器的工作原理 通過并聯(lián)諧振網(wǎng)絡(luò)作為負載，使諧振頻率與基波頻通過并聯(lián)諧振網(wǎng)絡(luò)作為負載，使諧振頻率與基波頻率相等（率相等（基波頻率基波頻率=輸入頻率輸入頻率），即從丙類余弦周期脈），即從丙類余弦周期脈沖里恢復基波完整周期信號。沖里恢復基波完整周期信號。有源器件有源器

8、件諧振回路諧振回路窄帶諧振放大器窄帶諧振放大器32154Tr1Tr2CLyLT輸入回路輸入回路輸出回路輸出回路晶體管晶體管3.13.1 丙類諧振功率放大器的工作原理丙類諧振功率放大器的工作原理t 或電壓或電壓電流電流0VBZVCCVBBUimVcmq qiCic maxciCvCEvBEvCE min1. iC 脈沖最大時，脈沖最大時，vCE最小，使得最小，使得Pc較??；較??；2. 導通時間越短，即導通角導通時間越短，即導通角越小，越小，導通角導通角q qc uces功放工作在欠壓狀態(tài)功放工作在欠壓狀態(tài) uCEmin=uces功放工作在臨界狀態(tài)功放工作在臨界狀態(tài) uCEmin uces功放工作

9、在過壓狀態(tài)功放工作在過壓狀態(tài) 3.欠壓欠壓臨界臨界過壓轉(zhuǎn)變時，集電極電流過壓轉(zhuǎn)變時，集電極電流iC逐漸逐漸 減小，但減小，但uCE卻隨之增大。卻隨之增大?？偨Y(jié)：總結(jié)：5.諧振功放的最佳狀態(tài)：見教材諧振功放的最佳狀態(tài)：見教材P663.2 諧振功放的特性分析諧振功放的特性分析四、三種工作狀態(tài)比較四、三種工作狀態(tài)比較（3） 過壓狀態(tài)：弱過壓時過壓狀態(tài)：弱過壓時 C最高，但最高，但Po逐步減小，逐步減小， ic為為 有凹陷有凹陷 余弦脈沖。余弦脈沖。 Ucm隨隨Rc變化不大，變化不大， 即即Ucm較為穩(wěn)定。較為穩(wěn)定。小小 結(jié)結(jié)（1）欠壓狀態(tài)：）欠壓狀態(tài)： Po 、 C均低，均低， Pc較大，較大，ic

10、為為 尖頂余弦脈沖。尖頂余弦脈沖。（2） 臨界狀態(tài)：臨界狀態(tài)： Po最大，最大， C較高，較高， ic為尖頂余弦脈沖為尖頂余弦脈沖 最佳狀態(tài)。最佳狀態(tài)。 條件：條件：VCC Ucm = UCES icmax=gcr UCES諧振功率放大器的基本電路諧振功率放大器的基本電路3.2 諧振功放的特性分析諧振功放的特性分析RP回憶：回憶：高頻功率放大器的三種工作狀態(tài)波形圖高頻功率放大器的三種工作狀態(tài)波形圖欠壓區(qū)欠壓區(qū)臨界區(qū)臨界區(qū)過過壓壓區(qū)區(qū)A5A4四、高頻諧振功放的調(diào)制特性四、高頻諧振功放的調(diào)制特性 在輸入信號在輸入信號Uim 和和RP 不變的條件下兩個直流電源不變的條件下兩個直流電源VCC、VBB

11、變化時，電路參數(shù)與狀態(tài)的變化。（由于它變化時，電路參數(shù)與狀態(tài)的變化。（由于它主要用主要用 于信號的振幅調(diào)制中，故叫做于信號的振幅調(diào)制中，故叫做“調(diào)制調(diào)制”特性）特性） 在輸入信號在輸入信號Uim 、RP和直流電源和直流電源 VBB不變的條件下，不變的條件下，直流電源直流電源VCC變化時，電路參數(shù)與狀態(tài)的變化規(guī)律。變化時，電路參數(shù)與狀態(tài)的變化規(guī)律。調(diào)制特性：調(diào)制特性：集電極調(diào)制：集電極調(diào)制：1.概念：概念：3.2 諧振功放的特性分析諧振功放的特性分析結(jié)論結(jié)論1 1：VCC 變化時變化時，動態(tài)曲線的斜率不變。動態(tài)曲線的斜率不變。 結(jié)論結(jié)論2 2：VCC 變化時變化時，Q點水平移動。點水平移動。 最

12、后結(jié)論：最后結(jié)論：VCC 變化時變化時，動態(tài)曲線的斜率不變的條件下水平動態(tài)曲線的斜率不變的條件下水平 左右移動，且集電極電流的寬度不變。左右移動，且集電極電流的寬度不變。 vceiCvbemaxQVCCQVCCQVCCt iC過壓過壓欠壓欠壓0臨臨界界VCCc1mI0cIcmV過壓過壓欠壓欠壓0臨臨界界VCCEocPP CCc0DPVIDcoPPPP2c1moRI21P 2.高頻諧振功放的集電極調(diào)制特性高頻諧振功放的集電極調(diào)制特性欠壓區(qū)欠壓區(qū)臨界區(qū)臨界區(qū)過壓區(qū)過壓區(qū)重要結(jié)論：重要結(jié)論：輸出信號的振幅輸出信號的振幅Ic1m、Vcm 在在過過壓狀態(tài)壓狀態(tài)與與VCC 呈呈線性線性關(guān)系。關(guān)系。 3.2

13、 諧振功放的特性分析諧振功放的特性分析集電極調(diào)制特性在振幅調(diào)幅中的應(yīng)用集電極調(diào)制特性在振幅調(diào)幅中的應(yīng)用: : vb(t) + + VCC + VBB + VC(t) + vCE vBE + L C vc v + 集電極調(diào)幅電路集電極調(diào)幅電路-Vc(t)=VCC+u(t)高頻載高頻載波信號波信號低頻低頻調(diào)制調(diào)制信號信號振幅調(diào)幅波形圖振幅調(diào)幅波形圖低頻調(diào)制信號：聲音低頻調(diào)制信號：聲音信號或者圖像信號信號或者圖像信號高頻載波信號高頻載波信號已調(diào)振幅調(diào)制波已調(diào)振幅調(diào)制波問題：問題：要使輸出已調(diào)要使輸出已調(diào)波的振幅波的振幅Vcm隨隨調(diào)制信號調(diào)制信號u(t)的變化而的變化而變化，即變化，即振幅振幅Vcm不

14、失真的不失真的再現(xiàn)調(diào)制信號再現(xiàn)調(diào)制信號u(t)的波形，的波形，必須使集電極必須使集電極調(diào)幅電路工作調(diào)幅電路工作于什么區(qū)？于什么區(qū)？重要結(jié)論：重要結(jié)論：集電極調(diào)幅集電極調(diào)幅是通過改變是通過改變VCCCC來改變來改變c1mc1m與與Vcm實現(xiàn)調(diào)幅的，實現(xiàn)調(diào)幅的，因此，集電因此，集電極調(diào)幅電路極調(diào)幅電路必須工作于必須工作于過壓區(qū)過壓區(qū)。結(jié)論：結(jié)論：VBB絕對值的增加等效于減少輸入信號的振幅絕對值的增加等效于減少輸入信號的振幅 Uim，因此兩者產(chǎn)生的特性也相同。，因此兩者產(chǎn)生的特性也相同。3.高頻諧振功放的基極調(diào)制特性高頻諧振功放的基極調(diào)制特性 輸入信號輸入信號Uim 、RP 和和 VCC不變的條件下

15、，直流不變的條件下，直流 電源電源VBB變化時，電路參數(shù)與狀態(tài)的變化。變化時，電路參數(shù)與狀態(tài)的變化?；鶚O調(diào)制：基極調(diào)制：4.高頻諧振功放的放大特性高頻諧振功放的放大特性 直流電源直流電源Vcc、VBB和和RP 不變的條件下，不變的條件下，輸入信號輸入信號Uim變化時，電路參數(shù)與狀態(tài)的變化。變化時，電路參數(shù)與狀態(tài)的變化。3.2 諧振功放的特性分析諧振功放的特性分析uBE-VBBUim coswt2. 改變Uim對工作狀態(tài)的影響vceiCvbemax1vbemax2QVCCvbemax4t iCvbemax3欠壓過壓0臨界Vbmc1mI0cIcmU欠壓過壓0臨界VbmDPPoc CCc0DPVIc

16、oDPPPocmc1m1U2PIimBBBZUVVuBE-VBBUim coswt Uim ubemax基極調(diào)制、放大特性原理圖基極調(diào)制、放大特性原理圖VBB/Vbm過過壓壓區(qū)區(qū)臨界區(qū)臨界區(qū)欠欠壓壓區(qū)區(qū)重要結(jié)論：重要結(jié)論：輸出信號的振幅輸出信號的振幅Ic1m、Ucm 在在欠壓欠壓狀態(tài)狀態(tài)與與VBB呈呈線性線性關(guān)系。關(guān)系。 輸入信輸入信號振幅號振幅Ubm/直流電直流電源源UBB問題：問題：要使輸出已調(diào)要使輸出已調(diào)波的振幅波的振幅Vcm隨隨調(diào)制信號調(diào)制信號u(t)的變化而的變化而變化，即變化，即振幅振幅Vcm不失真的不失真的再現(xiàn)調(diào)制信號再現(xiàn)調(diào)制信號u(t)的波形，的波形，必須使基極調(diào)必須使基極調(diào)幅

17、電路工作于幅電路工作于什么區(qū)？什么區(qū)？ C vb(t) VCC + L + VBB vb + + + VB(t) VCC vc(t) 基極調(diào)幅電路基極調(diào)幅電路基極調(diào)制特性在振幅調(diào)幅中的應(yīng)用基極調(diào)制特性在振幅調(diào)幅中的應(yīng)用: :重要結(jié)論：重要結(jié)論：基極調(diào)幅是基極調(diào)幅是通過改變基通過改變基極直流電源極直流電源VB B實現(xiàn)對輸實現(xiàn)對輸出信號的振出信號的振幅幅c1mc1m與與U Ucm的調(diào)幅功能，的調(diào)幅功能，故，基極調(diào)幅故，基極調(diào)幅電路必須工作電路必須工作于于欠壓區(qū)。欠壓區(qū)。VB(t)=VBB+u(t)高頻載高頻載波信號波信號低頻調(diào)制信號低頻調(diào)制信號振幅調(diào)制波形振幅調(diào)制波形低頻調(diào)低頻調(diào)制信號制信號高頻載

18、高頻載波信號波信號振幅調(diào)制振幅調(diào)制已調(diào)波已調(diào)波基極調(diào)制原理圖基極調(diào)制原理圖VB小小 結(jié)結(jié)5. 5. 三種特性的比較三種特性的比較（1）負載特性：）負載特性： 負載負載RP越大，電路由欠壓越大，電路由欠壓臨界臨界過壓狀態(tài)轉(zhuǎn)化。過壓狀態(tài)轉(zhuǎn)化。（2）集電極調(diào)制特性：）集電極調(diào)制特性： 直流電源直流電源VCC越大，電路由過壓越大，電路由過壓臨界臨界欠壓狀態(tài)轉(zhuǎn)化。欠壓狀態(tài)轉(zhuǎn)化。 主要用于集電極振幅調(diào)制電路中，電路工作在過壓狀態(tài)。主要用于集電極振幅調(diào)制電路中，電路工作在過壓狀態(tài)。（3）基極調(diào)制特性：）基極調(diào)制特性： 直流電源直流電源VBB越大越大(電源由負向正方向改變電源由負向正方向改變) ，電路由欠壓，

19、電路由欠壓 臨界臨界過壓狀態(tài)轉(zhuǎn)化。過壓狀態(tài)轉(zhuǎn)化。主要用于基極振幅調(diào)制電路中，主要用于基極振幅調(diào)制電路中， 電路工作在欠壓狀態(tài)。電路工作在欠壓狀態(tài)。3.2.2 例題例題例例1 1 有一個用硅有一個用硅NPNNPN外延平面型高頻功率管外延平面型高頻功率管3DA13DA1做成做成 的諧振功率放大器的諧振功率放大器. . 已知已知: :CCCC2424，工作頻率，工作頻率MHz。 由晶體管手冊已知參數(shù)由晶體管手冊已知參數(shù): : f7070MHz ，A Ap p（功率增益）（功率增益）13 13 dB， CmaxCmax750750, ,CE(sat)CE(sat)( (集電極飽和壓降集電極飽和壓降)1

20、.5)1.5, , CMCMW W。 試求：試求： 1. 1.電路工作在最佳狀態(tài)時的轉(zhuǎn)化效率電路工作在最佳狀態(tài)時的轉(zhuǎn)化效率c , , 導通角取導通角取7070o o， 2. 2.電路是否安全工作？電路是否安全工作？0.436)(70o10.253)(70o03.2 諧振功放的特性分析諧振功放的特性分析 ）由前面的討論已知，工作狀態(tài)最好選用臨界狀態(tài)。）由前面的討論已知，工作狀態(tài)最好選用臨界狀態(tài)。作為工程近似估算，可以認為此時集電極最小瞬時電壓作為工程近似估算，可以認為此時集電極最小瞬時電壓解：解： 1.5VvvCESCmin22.5V1.5V24vVVCminCCcm 2 2）178mA0.17

21、8AA126.522.5RVIpcmc1m126.522(22.5)2PVR2o2cmp 3 3）選）選q qc c=70=70o o， 4 4）0.436)(c1178mA408mA750mA0.436c1mCmax1cIi ( )未超過電流安全工作范圍。未超過電流安全工作范圍。0.253)(c03.2 諧振功放的特性分析諧振功放的特性分析 5 5）103mA0.253mA408)(iIc0Cmaxc0 7 7）DcoCMPPP(2.472 2)W0.472WP(1W) 6 6）D3CCc0PVI24103 10 W2.472W 8 8）DocP281%P2.472 9 9）10poiA1.

22、310P22PW0.1W10203.2 諧振功放的特性分析諧振功放的特性分析3.33.3 實際諧振功率放大電路實際諧振功率放大電路概念上明確：概念上明確：前面的高頻功率放大器的電路僅僅前面的高頻功率放大器的電路僅僅是其原理圖。欲使高頻功率放大器正常工作于丙類是其原理圖。欲使高頻功率放大器正常工作于丙類某一最佳狀態(tài)，在其輸入和輸出端還需接有：某一最佳狀態(tài)，在其輸入和輸出端還需接有：直流饋電電路的分類：直流饋電電路的分類： 輸入回路的基極饋電電路輸入回路的基極饋電電路 輸出回路的集電極饋電電路輸出回路的集電極饋電電路直流饋電電路：為晶體管各級提供合適的偏置；直流饋電電路：為晶體管各級提供合適的偏置

23、；交流匹配網(wǎng)絡(luò)：將交流功率信號有效地傳輸。交流匹配網(wǎng)絡(luò)：將交流功率信號有效地傳輸。3.3.13.3.1集電極饋電電路的組成原則（補充內(nèi)容）集電極饋電電路的組成原則（補充內(nèi)容）直流通路的原則：直流通路的原則： 直流分量是電路產(chǎn)生功率的源泉，因此直流電源直流分量是電路產(chǎn)生功率的源泉，因此直流電源VCC應(yīng)應(yīng)全部全部加到集電極和發(fā)射極之間，不應(yīng)有其他直流加到集電極和發(fā)射極之間，不應(yīng)有其他直流損耗。即：損耗。即：管外的管外的ICO應(yīng)短路。應(yīng)短路?？傇瓌t：總原則： 集電極電流是脈沖形狀集電極電流是脈沖形狀, 包括直流、基波分量及高包括直流、基波分量及高次諧波分量。不同的分量根據(jù)功能要求和特性不同次諧波分量

24、。不同的分量根據(jù)功能要求和特性不同 ，形，形成不同的通路。總之均為了保證：成不同的通路。總之均為了保證：uce=UCC-uO(t)3.33.3 實際諧振功率放大電路實際諧振功率放大電路基波分量基波分量IC1m通路的原則：通路的原則： 基波分量基波分量IC1m 應(yīng)通過負載回路產(chǎn)生所需要的高頻輸應(yīng)通過負載回路產(chǎn)生所需要的高頻輸出。出。即：即：IC1m 只在諧振回路上產(chǎn)生壓降，其余部分的外只在諧振回路上產(chǎn)生壓降，其余部分的外電路對其都應(yīng)該為短路電路對其都應(yīng)該為短路。高次諧波分量高次諧波分量ICnm通路的原則：通路的原則： 高次諧波分量高次諧波分量ICnm是電路的副產(chǎn)品，不應(yīng)消耗功率是電路的副產(chǎn)品，不

25、應(yīng)消耗功率（除倍頻外）。（除倍頻外）。即：即：對管外來說對管外來說ICnm的通路都應(yīng)該為短路的通路都應(yīng)該為短路。3.33.3 實際諧振功率放大電路實際諧振功率放大電路3.33.3 實際諧振功率放大電路實際諧振功率放大電路集電極饋電路集電極饋電路一、集電極饋電路的分類一、集電極饋電路的分類 1.串聯(lián)饋電電路：晶體管、直流電源和諧振回路三部分串聯(lián)串聯(lián)饋電電路：晶體管、直流電源和諧振回路三部分串聯(lián) 2.并聯(lián)饋電路：晶體管、直流電源和諧振回路三部分并聯(lián)并聯(lián)饋電路：晶體管、直流電源和諧振回路三部分并聯(lián)3.33.3 實際諧振功率放大電路實際諧振功率放大電路二、集電極饋電路二、集電極饋電路高頻扼流圈：對高頻

26、扼流圈：對直流信號相當于直流信號相當于短路，對高頻信短路，對高頻信號相當于開路號相當于開路隔直電容：對直流隔直電容：對直流信號相當于開路，信號相當于開路，對交流信號相當于對交流信號相當于短路短路高頻旁路電容：對高頻旁路電容：對直流信號相當于開直流信號相當于開路，對高頻信號相路，對高頻信號相當于短路當于短路高頻高頻旁路旁路電容電容高頻扼流高頻扼流圈圈基極饋電路基極饋電路一、基極饋電路的基本要求（補充內(nèi)容）一、基極饋電路的基本要求（補充內(nèi)容） 1.輸入信號應(yīng)全部加在基極和發(fā)射極，而不被其它元輸入信號應(yīng)全部加在基極和發(fā)射極，而不被其它元 件旁路或損耗串聯(lián)饋電路。件旁路或損耗串聯(lián)饋電路。 2.直流電源

27、直流電源VBB應(yīng)全部加在基極和發(fā)射極，而不被其應(yīng)全部加在基極和發(fā)射極，而不被其 它元件旁路或損耗串聯(lián)饋電路。它元件旁路或損耗串聯(lián)饋電路。3.33.3 實際諧振功率放大電路實際諧振功率放大電路二、基極饋電路二、基極饋電路高頻扼流高頻扼流圈圈隔直隔直電容電容高頻高頻旁路旁路電容電容高頻高頻旁路旁路電容電容CBLBLBLBCERBReVTVTVT二、二、 基極自偏饋電路基極自偏饋電路IBOVBBIBOIeo +VBB -RiRoRLRS功功 率率放大器放大器輸入輸入匹配匹配網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)輸出輸出匹配匹配網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)RLRSuS (1) 使負載阻抗與放大器所需要的最佳阻抗相匹配，以保證放大器使負載阻抗與放大器所

28、需要的最佳阻抗相匹配，以保證放大器 傳輸?shù)截撦d的功率最大傳輸?shù)截撦d的功率最大，即它起著匹配網(wǎng)絡(luò)的作用。即它起著匹配網(wǎng)絡(luò)的作用。 (2) 抑制工作頻率范圍以外的不需要頻率，即它抑制工作頻率范圍以外的不需要頻率，即它有良好的濾波作用。有良好的濾波作用。 (3) 在有幾個電子器件同時輸出功率的情況下，保證它們都在有幾個電子器件同時輸出功率的情況下，保證它們都能有效能有效 地傳送功率到公共負載地傳送功率到公共負載，同時又盡可能地使這幾個電子器件，同時又盡可能地使這幾個電子器件彼此彼此 隔離，互不影響隔離，互不影響。 輸入匹配網(wǎng)絡(luò)或級間耦合網(wǎng)絡(luò)輸入匹配網(wǎng)絡(luò)或級間耦合網(wǎng)絡(luò): :是用以與下級放大器的輸入端相

29、連接是用以與下級放大器的輸入端相連接輸出匹配網(wǎng)絡(luò)輸出匹配網(wǎng)絡(luò): :是用以輸出功率至天線或其他負載是用以輸出功率至天線或其他負載3.3.2 3.3.2 諧振功放的濾波匹配電路諧振功放的濾波匹配電路1.LC 匹配網(wǎng)絡(luò)匹配網(wǎng)絡(luò) 2.耦合回路耦合回路三、常見的輸入、輸出匹配網(wǎng)絡(luò)的分類三、常見的輸入、輸出匹配網(wǎng)絡(luò)的分類諧振功放的濾波匹配電路諧振功放的濾波匹配電路四、耦合回路匹配網(wǎng)絡(luò)四、耦合回路匹配網(wǎng)絡(luò)天線的等天線的等效電容效電容天線的輻天線的輻射電阻射電阻天線回路的天線回路的調(diào)諧電容調(diào)諧電容天線回路的天線回路的調(diào)諧電感調(diào)諧電感天線回路處于串聯(lián)諧振狀態(tài)為了天線回路處于串聯(lián)諧振狀態(tài)為了獲得最大的天線回路電流

30、，使天獲得最大的天線回路電流，使天線輻射功率達到最大線輻射功率達到最大2XLRLR2X1X1XLRLR2X2X1X1XPRPRPRPR四、四、L L型匹配網(wǎng)絡(luò)：型匹配網(wǎng)絡(luò)：L-L-型；型； L-型型L-型型L-型型最佳電路狀最佳電路狀態(tài)要求的負態(tài)要求的負載電阻載電阻2XLRLR2X1X1XPRPRjXRXRXRXR222L22L222L22L 222L22LLXRXRR 0XXRQ22L 因為容抗LPRR ：阻阻抗抗匹匹配配要要求求1.L-1.L-型型2L222L22L222L22LL2XRXRXRXRXRRXQ 222L2L2L2L2L2LXRjXRjXRjXRjXRjXR 222L22L2

31、XRXRX 諧振功放的濾波匹配電路諧振功放的濾波匹配電路體會：體會：1QRR2LL 1RRQ1QRRPL2LP PLLPRRRR. 1抗變換為低阻抗的諧振阻抗的輸出故此匹配網(wǎng)絡(luò)適合高阻，負載電阻由于要求的最佳負載 CRXRQL2L PRQC. 2最佳負載，很方便的得到要求的，改變品質(zhì)因數(shù)調(diào)節(jié)電容LLPRRR1Q 顯然：實現(xiàn)濾波功能。對低頻信號有隔離作用，電容對高次諧波有濾波作用電感,CL. 4LPPLL2RRRRQRX PLPP1RRRRQX 型的電抗參數(shù)值為：的情況下，可確定與已知LRR. 3LP諧振功放的濾波匹配電路諧振功放的濾波匹配電路體會：體會：P12LRXXRQ 1RRQPL 2XL

32、RLR2X1X1XLRLR2X2X1X1XPRPRPRPRLPRR ：阻阻抗抗匹匹配配要要求求2.2. L-型型jXRjXRjXR2L2L2L 同同理理：L22LRXXRQ PL2LRRQ1R 體會：體會：PLLPRRRR. 1抗變換為高阻抗的諧振阻抗的輸出故此匹配網(wǎng)絡(luò)適合低阻，負載電阻由于要求的最佳負載 諧振功放的濾波匹配電路諧振功放的濾波匹配電路1PL2XRRXQ PRQC. 2最佳負載，很方便的得到要求的，改變品質(zhì)因數(shù)調(diào)節(jié)電容 PL2LRRQ1R 1RRQLP PL2LRRQ1R LPLL2RRRRQX LPLPP1RRRRQRX 型的電抗參數(shù)值為：的情況下，可確定與已知LRR. 3LP

33、實現(xiàn)濾波功能。對低頻信號有隔離作用，電容對高次諧波有濾波作用電感,CL. 4諧振功放的濾波匹配電路諧振功放的濾波匹配電路六、例題六、例題 已知諧振功率放大器的工作頻率已知諧振功率放大器的工作頻率f=50=50Mhz，實際負載實際負載RL=10=10，放大器處于臨界工作狀態(tài)，放大器處于臨界工作狀態(tài)要求的諧振阻抗要求的諧振阻抗RP=200=200，試確定采用何種，試確定采用何種匹配網(wǎng)絡(luò)及網(wǎng)絡(luò)參數(shù)。匹配網(wǎng)絡(luò)及網(wǎng)絡(luò)參數(shù)。在大功率輸出級，在大功率輸出級，T型、型、型等濾波型的匹配網(wǎng)絡(luò)就得到了廣泛的應(yīng)用。型等濾波型的匹配網(wǎng)絡(luò)就得到了廣泛的應(yīng)用。圖中的圖中的R2一般代表終端一般代表終端(負載負載)電阻，電阻

34、，R1則代表由則代表由R2折合到左端的等效電阻，折合到左端的等效電阻，現(xiàn)以現(xiàn)以 (a)為例進行計算公式的推導為例進行計算公式的推導 七、七、 T T型和型和型型匹配網(wǎng)絡(luò)匹配網(wǎng)絡(luò) 兩種兩種型匹配網(wǎng)絡(luò)型匹配網(wǎng)絡(luò)(a)(b)L1R1C1C1R1L1C2R2R2C2 將并聯(lián)回路將并聯(lián)回路R1C1與與R2C2變換為串聯(lián)形式，由變換為串聯(lián)形式，由串、并聯(lián)阻抗轉(zhuǎn)換公式可得串、并聯(lián)阻抗轉(zhuǎn)換公式可得L1C1R1C2R21212c12c121111RRXXQRR C12C12121C1XXRRX 2212c22c22RRXXR C12C22222C2XXRRX L1C1R1C2R21212c12c121111RR

35、XXQRR C12C12121C1XXRRX 2212c22c22RRXXR C12C22222C2XXRRX 網(wǎng)絡(luò)匹配時，網(wǎng)絡(luò)匹配時，R1= R2 由諧振條件得由諧振條件得 :22c1c21222221c12c2XXRRRXRX2212L1c1c2c1c222221c12c2RRXXXXXRXRX例例 有一個輸出功率為有一個輸出功率為2W的高頻功率放大器、負載電阻的高頻功率放大器、負載電阻RL=50，EC=24V，f=50MHz，Q1=10，試求，試求型匹配網(wǎng)絡(luò)的元件值。型匹配網(wǎng)絡(luò)的元件值。 解解 :(2) (2) 濾波器型的匹配網(wǎng)絡(luò)濾波器型的匹配網(wǎng)絡(luò) L1R1C1R2= RLC2 R1應(yīng)該

36、是功率放大器所要求的匹配電應(yīng)該是功率放大器所要求的匹配電阻阻 Rp ,即即L1C1R1C2R2網(wǎng)絡(luò)匹配時，網(wǎng)絡(luò)匹配時，R1= R2 改寫為：改寫為： 解之得：解之得： 由諧振條件得由諧振條件得 :6 .22)75. 810501(110144102 注意，考慮到晶體管的輸出電容注意，考慮到晶體管的輸出電容Co后，后，C1應(yīng)減去應(yīng)減去Co之值，才是所需外加的調(diào)諧電容值。一般，之值，才是所需外加的調(diào)諧電容值。一般，當當L1確確定之后，用定之后，用C2主要調(diào)匹配，用主要調(diào)匹配，用C1主要調(diào)諧振。主要調(diào)諧振。 實際還有其它各種形式的匹配網(wǎng)絡(luò)。分析方法實際還有其它各種形式的匹配網(wǎng)絡(luò)。分析方法都很類似，都

37、很類似，即從匹配與諧振兩個條件出發(fā)，再加上即從匹配與諧振兩個條件出發(fā)，再加上一個假設(shè)條件一個假設(shè)條件(通常都是假定通常都是假定Q1值值)，即可求出電路，即可求出電路元件的數(shù)值。元件的數(shù)值。 1112112222c21c21111(1)1(1)1Q RR RQ RRXQ XQQQ22c112L1c112222c21c11c1XRRXXRXRXRXL11622.672nH2 50 10XL八、丙類諧振功放電路實例分析： 小小 結(jié)結(jié)1.丙類諧振功放效率高的原因在于導通角丙類諧振功放效率高的原因在于導通角小小, 也就是晶體管也就是晶體管 導通時間短導通時間短, 集電極功耗減小。但導通角集電極功耗減小。

38、但導通角越小越小, 將導致輸出將導致輸出 功率越小。功率越小。 所以選擇合適的所以選擇合適的角角, 是丙類諧振功放在兼顧效是丙類諧振功放在兼顧效 率和輸出功率兩個指標時的一個重要考慮。率和輸出功率兩個指標時的一個重要考慮。2.折線分析法是工程上常用的一種近似方法。折線分析法是工程上常用的一種近似方法。 利用折線分析法利用折線分析法 可以對丙類諧振功放進行性能分析可以對丙類諧振功放進行性能分析, 得出它的負載特性、得出它的負載特性、 放大放大 特性和調(diào)制特性。特性和調(diào)制特性。3.若丙類諧振功放用來放大等幅信號若丙類諧振功放用來放大等幅信號(如調(diào)頻信號如調(diào)頻信號)時時, 應(yīng)該工作在應(yīng)該工作在 臨界

39、狀態(tài)；臨界狀態(tài)； 若用來放大非等幅信號若用來放大非等幅信號(如調(diào)幅信號如調(diào)幅信號)時時, 應(yīng)該工作在應(yīng)該工作在 欠壓狀態(tài)；欠壓狀態(tài)； 若用來進行基極調(diào)幅若用來進行基極調(diào)幅, 應(yīng)該工作在欠壓狀態(tài)；應(yīng)該工作在欠壓狀態(tài)； 若用若用 來進行集電極調(diào)幅來進行集電極調(diào)幅, 應(yīng)該工作在過壓狀態(tài)。折線化的動態(tài)線在性應(yīng)該工作在過壓狀態(tài)。折線化的動態(tài)線在性 能分析中起了非常重要的作用能分析中起了非常重要的作用第三章第三章 習題講解習題講解1.1.諧振功放工作在欠壓狀態(tài)，為了提高輸出功率，將放大器提高到臨界狀態(tài)，諧振功放工作在欠壓狀態(tài)，為了提高輸出功率，將放大器提高到臨界狀態(tài)，可改變哪些參數(shù)來實現(xiàn)？當改變不同量時，

40、輸出功率是否一樣大？可改變哪些參數(shù)來實現(xiàn)？當改變不同量時，輸出功率是否一樣大？答：為了提高輸出功率，放大器由欠壓答：為了提高輸出功率，放大器由欠壓臨界狀態(tài)可以有以下幾種方案：臨界狀態(tài)可以有以下幾種方案： 方案一：方案一：改變負載電阻改變負載電阻RL的值，使諧振回路的總電阻的值，使諧振回路的總電阻RP增大。增大。 欠壓欠壓臨界時，臨界時，iCmax和導通角不變，則和導通角不變，則IC1m,ICO也不變，也不變， 則輸出功率則輸出功率PO,電源功率電源功率PE不變，則集電極耗散功率不變，則集電極耗散功率Pc, 轉(zhuǎn)化效率轉(zhuǎn)化效率c。 方案二：方案二：使直流電源使直流電源VCC，欠壓，欠壓臨界時，臨界

41、時，iCmax和導通角不變，和導通角不變， 則則IC1m,ICO也不變，輸出功率也不變，輸出功率PO不變不變,電源功率電源功率PE，則集電極，則集電極 耗散功率耗散功率Pc, 轉(zhuǎn)化效率轉(zhuǎn)化效率c。 第三章第三章 習題講解習題講解方案三：改變方案三：改變直流電源的值直流電源的值VBB，欠壓，欠壓臨界時，若為輸入回路臨界時，若為輸入回路VBB為為 正電源，則正電源，則VBB ，若為負電源則負電源的絕對值若為負電源則負電源的絕對值， iCmax 則則IC1m,ICO，輸出功率，輸出功率PO,電源功率電源功率PE，但，但PO增大的速度比增大的速度比 PE快，則集電極耗散功率快，則集電極耗散功率Pc,

42、轉(zhuǎn)化效率轉(zhuǎn)化效率c。 方案比較：方案二最不可取，因為輸出功率方案比較：方案二最不可取，因為輸出功率PO不變不變, ，方案一與方案三相比，方案一與方案三相比 較，方案一最便捷，只需要改變負載較，方案一最便捷，只需要改變負載RL與諧振回路的阻抗變換系與諧振回路的阻抗變換系 數(shù)即可。數(shù)即可。3.4 丁類和戊類功率放大器丁類和戊類功率放大器 晶體管丁類放大器都是由兩個晶體管組成的，晶體管丁類放大器都是由兩個晶體管組成的，它它們輪流導電，來完成功率放大任務(wù)?？刂凭w管工作們輪流導電，來完成功率放大任務(wù)?？刂凭w管工作于開關(guān)狀態(tài)的激勵電壓波形可以是正弦波，也可以是于開關(guān)狀態(tài)的激勵電壓波形可以是正弦波，也可

43、以是方波。晶體管丁類放大器有兩種類型的電路：方波。晶體管丁類放大器有兩種類型的電路：一種是一種是電流開關(guān)型，另一種是電壓開關(guān)型。電流開關(guān)型，另一種是電壓開關(guān)型。4.6 丁類高頻功率放大器丁類高頻功率放大器 丁類開關(guān)型放大器的工作機理：見教材丁類開關(guān)型放大器的工作機理：見教材P78VT1VT2要點二：要點二：諧振回路為諧振回路為LC串聯(lián)諧振回路串聯(lián)諧振回路。要點一：要點一：兩管兩管VT1與與VT2串聯(lián)在直流電源串聯(lián)在直流電源VCC上，構(gòu)成單端推挽式上，構(gòu)成單端推挽式 電路。且在激勵源的一個周期內(nèi)兩個管子仍然是輪流導通。電路。且在激勵源的一個周期內(nèi)兩個管子仍然是輪流導通。 故兩管子上的集電極電流故

44、兩管子上的集電極電流ic為半波整流波形。為半波整流波形。VT1VT2要點三：要點三：設(shè)設(shè)0時時管管VT1飽和飽和導通，導通，uce1=Uces（管子的飽和壓降）（管子的飽和壓降）0 A點的電壓等于點的電壓等于VCC； 2時時管管VT1截止，截止，VT2導通導通, A點的電壓等于點的電壓等于Uces（管子的飽和壓降）管子的飽和壓降）0,即即A點為占空比為點為占空比為 0.5，頻率與輸入激勵同頻的振幅為，頻率與輸入激勵同頻的振幅為VCC的方波信號，。的方波信號，。要點四：要點四：A點的方波信號按照傅里葉級數(shù)展開式可得基波分量的振幅點的方波信號按照傅里葉級數(shù)展開式可得基波分量的振幅 等于（等于（2/

45、）VCC 。圖圖 4.6.3 電壓開關(guān)型電路的輸出等效電路電壓開關(guān)型電路的輸出等效電路RS1、RS2為晶體管飽和導通時的等效內(nèi)阻，為晶體管飽和導通時的等效內(nèi)阻，R為為電感電感L的損耗電阻。的損耗電阻。負載（負載（R+RL）上的輸出電壓：）上的輸出電壓：tRRRVvLSLCCocos2輸出電壓的振幅：輸出電壓的振幅：2LSLCComRRRVV集電極電流為半波正弦，其振幅為：集電極電流為半波正弦，其振幅為：LomRVSLCCSLCCCCRRVttdRRVI2222cos221集電極電流的平均值集電極電流的平均值ICC：輸出到諧振回路的輸出交流功率輸出到諧振回路的輸出交流功率Po：222222SLL

46、CCLomoRRRVRVP直流電源的輸出功率直流電源的輸出功率PE：SLCCCCCCERRVIVP222轉(zhuǎn)換效率轉(zhuǎn)換效率c：SLLEocRRRPP結(jié)論：結(jié)論：晶體管的飽和內(nèi)阻晶體管的飽和內(nèi)阻RS越小，轉(zhuǎn)化效率越高，越小，轉(zhuǎn)化效率越高， 當飽和內(nèi)阻趨向于當飽和內(nèi)阻趨向于0時，轉(zhuǎn)換效率趨于時，轉(zhuǎn)換效率趨于100總結(jié)：總結(jié)： 丁類放大器的優(yōu)缺點丁類放大器的優(yōu)缺點優(yōu)點：優(yōu)點： 此類電路由于是兩管工作，且輸出中高次諧此類電路由于是兩管工作，且輸出中高次諧 波是三次的，而不是二次的，因此諧波輸出較波是三次的，而不是二次的，因此諧波輸出較 小，波形較好。小，波形較好。 效率高是其主要優(yōu)點典型值超過效率高是其

47、主要優(yōu)點典型值超過90，特別特別 適合于功率放大器尤其是晶體管飽和壓降很適合于功率放大器尤其是晶體管飽和壓降很 小，就更適合采用丁類放大器了。小，就更適合采用丁類放大器了。缺點：缺點： 由于開關(guān)轉(zhuǎn)換瞬間的器件功耗隨開關(guān)頻率的上由于開關(guān)轉(zhuǎn)換瞬間的器件功耗隨開關(guān)頻率的上 升而加大，因此頻率上限受到限制。從頻率上升而加大，因此頻率上限受到限制。從頻率上 限這方面比較，電壓開關(guān)型電路要比電流開關(guān)限這方面比較，電壓開關(guān)型電路要比電流開關(guān) 型好，因為它的電流是半波正弦的，而不是突型好，因為它的電流是半波正弦的，而不是突 變的方波。變的方波。VT1VT2要點一：要點一：激勵源可加正弦信號也可加方波信號且信號

48、足夠大，此時兩激勵源可加正弦信號也可加方波信號且信號足夠大，此時兩 管管VT1與與VT2輪流導通類似于推挽式電路。輪流導通類似于推挽式電路。要點二：要點二：電源電源VCC因為串聯(lián)了一個大電感因為串聯(lián)了一個大電感L/ , 無論管子的交流電壓如何無論管子的交流電壓如何 變化，變化， L/上的電流幾乎不變，即等效于直流電源上的電流幾乎不變，即等效于直流電源VCC向向A點提點提 供恒定的電流供恒定的電流ICC。要點三：要點三：兩管兩管VT1與與VT2上的電流為占空比為上的電流為占空比為0.5，振幅為，振幅為ICC的方波信的方波信 號，號，見教材見教材P86圖圖4.26VT1VT2要點五：要點五：設(shè)設(shè)0

49、時時管管VT1飽和飽和導通，導通，uce1=Uces（管子的飽和壓降）；（管子的飽和壓降）； 2時時管管VT1反向截止，反向截止，uce1=Uces +諧振回路兩端諧振回路兩端 交流電壓半個正弦波交流電壓半個正弦波,振幅設(shè)為振幅設(shè)為VCm。同理管同理管VT2導通時與導通時與 截止的波形與截止的波形與VT1類似，只是相位相差類似，只是相位相差180o要點四：要點四：兩管子的集電極電流兩管子的集電極電流ic為矩形波，根據(jù)傅里葉級數(shù)展開式為矩形波，根據(jù)傅里葉級數(shù)展開式。 ，LC選頻選頻 網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)的 諧振頻率與輸入激勵信號的頻率諧振頻率與輸入激勵信號的頻率fi相等，則在相等，則在LC兩端產(chǎn)生的兩端產(chǎn)

50、生的 正弦波電壓的頻率與集電極方波電流中的基波成分相同。正弦波電壓的頻率與集電極方波電流中的基波成分相同。 )sin51t5tt IIicsin331(sin22CCCC 輸出電壓輸出電壓振幅振幅Vcm要點六：要點六：中心抽頭中心抽頭A點的對地電壓點的對地電壓uA=1/2 (uCE1+uCE2)，顯然為周期顯然為周期 性的余弦脈沖波形，且瞬時最大值為性的余弦脈沖波形，且瞬時最大值為VM =1/2 (uCE1+uCE2) =1/2(Vcm+Uces+Uces) 輸出電壓的振幅輸出電壓的振幅Vcm=2(VM-Uces)。要點七：要點七：中心抽頭中心抽頭A點的電壓平均值等于電源電壓點的電壓平均值等于

51、電源電壓VCC輸出電壓輸出電壓振幅振幅Vcm222cos1cescesMcescesMCCUUVtdUtUVVuA電壓電壓振幅振幅1/2VMucescescesMCCUUVV2 cescesCCMUUV2V cesCCcesMcmUVUV2V PCCcmRIV2?cesCCPPcmCCUVRRVI222? 2cesCCP2P2coUVR2RVP 輸輸CCcesCCPCCCCEVUVRIVP22 2UVVcesCCc 輸出電壓的有效值輸出電壓的有效值Vc：001001CCcesCCcesCCEocVUVUVPP?UcesVCC體會：體會： 丁類放大器的晶體管工作于開關(guān)狀態(tài)：導通丁類放大器的晶體管

52、工作于開關(guān)狀態(tài)：導通時，管子進入飽和區(qū)，器件內(nèi)阻接近于零；截止時，時，管子進入飽和區(qū)，器件內(nèi)阻接近于零；截止時，電流為零，器件內(nèi)阻接近于無窮大。這樣，就使集電電流為零，器件內(nèi)阻接近于無窮大。這樣，就使集電極功耗大為減小，效率大大提高。在理想情況下，丁極功耗大為減小，效率大大提高。在理想情況下，丁類放大器的效率可達類放大器的效率可達100%。電流開關(guān)型的特點是：通過器件的電流為脈沖，并電流開關(guān)型的特點是：通過器件的電流為脈沖，并聯(lián)諧振回路提取電流中的基頻成分。通過諧振回路聯(lián)諧振回路提取電流中的基頻成分。通過諧振回路的總電流和通過器件的電流為同一電流，由于回路的總電流和通過器件的電流為同一電流，由

53、于回路的諧振特性，使得輸出電壓為正弦波的諧振特性，使得輸出電壓為正弦波4.6 丁類高頻功率放大器丁類高頻功率放大器 3.6 寬寬 帶功率放大器帶功率放大器 研究背景：研究背景： LC諧振功率放大器的缺點：雖然效率高，諧振功率放大器的缺點：雖然效率高，但當改變工作頻率時，必須改變?yōu)V波匹配網(wǎng)絡(luò)的諧振但當改變工作頻率時，必須改變?yōu)V波匹配網(wǎng)絡(luò)的諧振頻率，這往往實際操作起來十分麻煩和困難。因此只頻率，這往往實際操作起來十分麻煩和困難。因此只適用于窄帶功率放大。適用于窄帶功率放大。改進原則：改進原則： 在寬波段工作范圍內(nèi)采用自動調(diào)諧技術(shù)，在寬波段工作范圍內(nèi)采用自動調(diào)諧技術(shù)，以滿足迅速轉(zhuǎn)換工作頻率的要求。因

54、此采用寬帶高頻以滿足迅速轉(zhuǎn)換工作頻率的要求。因此采用寬帶高頻功率放大器，不需要調(diào)諧回路就能在很寬的波段范圍功率放大器，不需要調(diào)諧回路就能在很寬的波段范圍內(nèi)獲得線性放大。內(nèi)獲得線性放大。改進措施：改進措施： 運用具有寬帶特性的運用具有寬帶特性的傳輸線變壓器傳輸線變壓器的工作的工作原理構(gòu)成寬帶功率放大器。原理構(gòu)成寬帶功率放大器。以傳輸線變壓器為耦合電路以傳輸線變壓器為耦合電路1.1.寬帶放大器的特點：寬帶放大器的特點：通信中用于放大已調(diào)信號通信中用于放大已調(diào)信號下限截止頻率往往達到若干兆赫，不能下限截止頻率往往達到若干兆赫，不能 用來放大基帶信號用來放大基帶信號2.2.寬帶與窄帶的區(qū)別：寬帶與窄帶

55、的區(qū)別：所含所含頻譜帶寬與中心頻率之比大于頻譜帶寬與中心頻率之比大于0.10.1即可算即可算作為寬帶；否則為窄帶作為寬帶；否則為窄帶 基本概念：基本概念：3.6 寬寬 帶功率放大器帶功率放大器 3.6.1. 3.6.1. 普通變壓器不能在較寬頻內(nèi)工作的原因普通變壓器不能在較寬頻內(nèi)工作的原因( (補充內(nèi)容補充內(nèi)容) ) (c)高頻端等效電路高頻端等效電路(d)低頻端等效電路低頻端等效電路(e) 頻率響應(yīng)曲線頻率響應(yīng)曲線RsRsususrLsLCRLRLfs(a)原理電路原理電路(b)等效電路等效電路usRsRLuoRsusr1Ls1LLs2r2CRLuo一般變壓器的等效電路一般變壓器的等效電路

56、圖圖 (b)(b)中中L L、L Ls1s1、r r1 1是變壓器初級繞組的電感、是變壓器初級繞組的電感、漏感和損耗電阻；漏感和損耗電阻；L Ls2s2、r r2 2 是折合到初級后，次是折合到初級后，次級繞組的漏感和損耗電阻；級繞組的漏感和損耗電阻；C C是變壓器各分布電是變壓器各分布電容折合到初級后的總和；容折合到初級后的總和；R RL L是折合到初級后的等是折合到初級后的等效負載電阻。效負載電阻。 在高頻端由于初級繞組電感的感抗很強，因在高頻端由于初級繞組電感的感抗很強，因此在高頻端等效電路中可以認為電感此在高頻端等效電路中可以認為電感L L是開路，是開路，如圖如圖(c)(c)。在低頻端

57、，由于頻率較低，各漏感和。在低頻端，由于頻率較低，各漏感和損耗電阻很小，也可略去不計，可以認為電容損耗電阻很小，也可略去不計，可以認為電容C C開路，如圖開路，如圖 (d)(d)；(a)原理電路原理電路(b)等效電路等效電路(c)高頻端等效電路高頻端等效電路(d)低頻端等效電路低頻端等效電路(e) 頻率響應(yīng)曲線頻率響應(yīng)曲線usRsRLuoRsRsRsusususr1Ls1LLs2r2CRLrLsLCRLRLfsfuo一般變壓器的等效電路一般變壓器的等效電路(a)原理電路原理電路(b)等效電路等效電路(c)高頻端等效電路高頻端等效電路(d)低頻端等效電路低頻端等效電路(e) 頻率響應(yīng)曲線頻率響應(yīng)

58、曲線usRsRLuoRsRsRsusususr1Ls1LLs2r2CRLrLsLCRLRLfsfuo一般變壓器的等效電路一般變壓器的等效電路 可見工作頻率越低，電感可見工作頻率越低，電感L的旁路作用就越大，于是的旁路作用就越大，于是輸出電壓將隨著工作頻率的降低而下將。在高頻端負載輸出電壓將隨著工作頻率的降低而下將。在高頻端負載RL接在接在Ls和和C組成的串聯(lián)諧振回路容抗元件的兩端，在串組成的串聯(lián)諧振回路容抗元件的兩端，在串聯(lián)諧振頻率聯(lián)諧振頻率fs的附近，負載兩端的電壓急劇增加，并在的附近，負載兩端的電壓急劇增加，并在fs上達到最大值。但是，偏離諧振頻率上達到最大值。但是，偏離諧振頻率fs，電壓

59、將急劇減小，電壓將急劇減小 普通變壓器的波段覆蓋系數(shù)普通變壓器的波段覆蓋系數(shù) maxmindfKf 幾百結(jié)論：結(jié)論：由于分布參數(shù)影響，頻帶受限。由于分布參數(shù)影響，頻帶受限。 由以上分析得到的頻率響應(yīng)曲線如圖（由以上分析得到的頻率響應(yīng)曲線如圖（b b）所示。）所示。 maxfMHz幾十可達可達普通變壓器的頻率特性普通變壓器的頻率特性分解分解可為同軸線、平行線、雙絞線、可為同軸線、平行線、雙絞線、高強度漆包線高強度漆包線3.6.2. 傳輸線變壓器傳輸線變壓器 傳輸線變壓器是將傳輸線變壓器是將兩根等長的導線緊靠在一起兩根等長的導線緊靠在一起，并繞在高導，并繞在高導磁率低損耗的磁芯上構(gòu)成的。最高工作頻

60、率可擴展到幾百兆赫甚磁率低損耗的磁芯上構(gòu)成的。最高工作頻率可擴展到幾百兆赫甚至上千兆赫。至上千兆赫。 二根導線（傳輸線二根導線（傳輸線）1234注意：注意：傳輸線變壓器的工作方式是傳輸線原理和變壓器原理的結(jié)合，傳輸線變壓器的工作方式是傳輸線原理和變壓器原理的結(jié)合，因此它的能量根據(jù)因此它的能量根據(jù)激勵信號頻率的不同以傳輸線或變壓器的方式傳激勵信號頻率的不同以傳輸線或變壓器的方式傳輸。輸。一、傳輸線變壓器的結(jié)構(gòu)(TrammsSion-Line) 當工作在低頻段時當工作在低頻段時, , 信號波長遠大于傳輸線長度信號波長遠大于傳輸線長度, ,傳輸線傳輸線就是兩根普通的連接線，分布參數(shù)很小就是兩根普通的