高頻電子線路陽昌漢版第3章_高頻功率放大器

1、1 概述概述 丙類高頻功率放大器的工作原理丙類高頻功率放大器的工作原理 丙類高頻功率放大器的折線分析法丙類高頻功率放大器的折線分析法 丙類高頻功率放大器電路丙類高頻功率放大器電路 丙類倍頻器丙類倍頻器2 3.1 概概 述述一、高頻功率放大器的功能一、高頻功率放大器的功能用小功率的高頻信號去控制高頻功率放大器，將用小功率的高頻信號去控制高頻功率放大器，將直直流電源供給的能量轉(zhuǎn)換為大功率的高頻能量輸出流電源供給的能量轉(zhuǎn)換為大功率的高頻能量輸出，并保證輸出與輸入的頻譜相同。并保證輸出與輸入的頻譜相同。高高 頻頻 功功 率率 放放 大大 器器3二、高頻功率放大器的分類二、高頻功率放大器的分類(諧振諧振

2、功率放大器功率放大器)寬帶寬帶高頻功率放大器高頻功率放大器 分類：分類： 窄帶窄帶高頻功率放大器高頻功率放大器其放大信號的相對帶寬一其放大信號的相對帶寬一般不超過般不超過10，通常采用，通常采用LC諧振回路作負(fù)載諧振回路作負(fù)載 .其放大信號的相對帶寬一其放大信號的相對帶寬一般可達(dá)般可達(dá)30，通常采用，通常采用寬寬頻帶的傳輸線變壓器作負(fù)頻帶的傳輸線變壓器作負(fù)載。載。 4三、高頻功率放大器的三、高頻功率放大器的主要技術(shù)指標(biāo)主要技術(shù)指標(biāo)1 1、輸出功率、輸出功率2 2、效率、效率放大器的負(fù)載放大器的負(fù)載RL上得到的最大不失真功率上得到的最大不失真功率高頻輸出功率與直流電源供給輸入功率的比值高頻輸出功

3、率與直流電源供給輸入功率的比值3 3、功率增益、功率增益高頻輸出功率與信號輸入功率的比值高頻輸出功率與信號輸入功率的比值4 4、諧波抑制度、諧波抑制度是對非線性高頻功率放大器而提出的，諧振分量是對非線性高頻功率放大器而提出的，諧振分量相對于基波分量越小越好相對于基波分量越小越好5一、一、 高頻功率放大器工作狀態(tài)的選擇高頻功率放大器工作狀態(tài)的選擇3.2 丙類高頻功率放大器的工作原理丙類高頻功率放大器的工作原理6%5 .78max 222甲類（甲類（ 180 ）乙類（乙類（ 90 ）丙類丙類 (90 ）諧振功率放大器通常工作于丙類。諧振功率放大器通常工作于丙類。%50max %5 .78maxQB

4、ZVUQBZVUQBZVU7二、二、 丙類高頻功率放大器的電路組成丙類高頻功率放大器的電路組成 特點(diǎn)：特點(diǎn)：（1）輸入信號大輸入信號大，一般在幾百毫，一般在幾百毫 伏幾伏數(shù)量級伏幾伏數(shù)量級（2）一般一般VBB UBZ，發(fā)射結(jié)反偏，發(fā)射結(jié)反偏， 保證保證放大器工作于丙類狀態(tài)。放大器工作于丙類狀態(tài)。（3）負(fù)載為負(fù)載為LC回路回路，調(diào)諧于輸入信號，調(diào)諧于輸入信號的中心頻率，的中心頻率，選頻濾波和阻抗變換選頻濾波和阻抗變換作用。作用。（4）采用近似的分析方法）采用近似的分析方法折線法折線法來分析其工作原理和工作狀態(tài)。來分析其工作原理和工作狀態(tài)。中間級中間級輸出級輸出級8iC+uCE+ uBE iB-u

5、c+三、丙類高頻功率放大器的工作原理三、丙類高頻功率放大器的工作原理bbmcosuUt設(shè)BEBBbmBBBZcos,uVUt VU則Ci為尖頂余弦脈沖為尖頂余弦脈沖 ,可用傅立葉級數(shù)展開可用傅立葉級數(shù)展開 uBEiCVBBUBZubcciCccUbmICMgc9CECCcCCcmcosuVuVUt各級電流、電壓波形各級電流、電壓波形 c ciBmaxVBB tuBE0UBZiB t0 tiC0IC0 cICM.ncos.2coscoscnmc2mc1mC0C tItItIIiVCCuc tuCE0由由LC回路的選頻回路的選頻(選基波選基波)作用：作用：cc1mpcmcoscosuIt RUtc

6、mc1mp()UIR（基波）（基波） 10iC+uCE+ uBE iB-uc+丙類高頻功放工作原理小結(jié)：丙類高頻功放工作原理小結(jié)：設(shè)置設(shè)置VBB 0 ，使晶體管工作于丙類。，使晶體管工作于丙類。(2)當(dāng)輸入信號較大時，可得集電極余弦電流脈沖。當(dāng)輸入信號較大時，可得集電極余弦電流脈沖。(3)將將LC回路調(diào)諧在信號頻率上，就可將余弦電流脈沖變換回路調(diào)諧在信號頻率上，就可將余弦電流脈沖變換為不失真的余弦電壓輸出。為不失真的余弦電壓輸出。 諧振功放電路與諧振功放電路與小信號諧振放大器小信號諧振放大器電路有何區(qū)別？電路有何區(qū)別？11調(diào)諧功放與小信號調(diào)諧放大器的比較調(diào)諧功放與小信號調(diào)諧放大器的比較類型類型

7、實(shí)質(zhì)實(shí)質(zhì)任務(wù)任務(wù)輸入信輸入信號幅度號幅度工作工作狀態(tài)狀態(tài)性性 能能指指 標(biāo)標(biāo)小信小信號調(diào)號調(diào)諧放諧放大器大器能 量 轉(zhuǎn)能 量 轉(zhuǎn)換 器換 器 將 直 流將 直 流能 量 轉(zhuǎn)能 量 轉(zhuǎn)換 為 交換 為 交流 能 量流 能 量輸出輸出不失真地不失真地提高信號提高信號幅度幅度 小小 數(shù)量級數(shù)量級甲類甲類線 性 工線 性 工作狀態(tài)作狀態(tài) 電壓放大電壓放大倍數(shù)倍數(shù) ，選頻特性選頻特性等等高頻高頻調(diào)諧調(diào)諧功率功率放大放大器器在信號不在信號不失真或輕失真或輕度失真的度失真的條件下條件下提提高輸出功高輸出功率率 大大幾百幾百 V數(shù)量級數(shù)量級丙類丙類非 線 性非 線 性工 作 狀工 作 狀態(tài)態(tài)輸出功率輸出功率效

8、率效率信號失真信號失真度等度等VmVmV12折線分析法：將晶體管的特性曲線理想化為折線再分析。折線分析法：將晶體管的特性曲線理想化為折線再分析。一、一、 晶體管特性曲線的理想化及其解析式晶體管特性曲線的理想化及其解析式1. 轉(zhuǎn)移特性曲線（正向傳輸特性曲線轉(zhuǎn)移特性曲線（正向傳輸特性曲線)實(shí)際實(shí)際理想理想BZBEUu0C iBZBEUu)(BEcCBZUugi CcBEigu稱為稱為跨導(dǎo)跨導(dǎo) 集電極電壓恒定時，集電極集電極電壓恒定時，集電極電流與基極電壓的關(guān)系曲線電流與基極電壓的關(guān)系曲線 3. 3 丙類高頻功率放大器的折線分析法丙類高頻功率放大器的折線分析法132. 輸出特性曲線是以基極電壓（或基

9、極電流）為參量的集電極電流輸出特性曲線是以基極電壓（或基極電流）為參量的集電極電流與集電極電壓的關(guān)系曲線。與集電極電壓的關(guān)系曲線。 臨界飽和線臨界飽和線 放大區(qū)放大區(qū)飽和區(qū)飽和區(qū)臨界線方程：臨界線方程： CcrCEig u為臨界線的斜率為臨界線的斜率 crg14二、二、 集電極余弦電流脈沖的分解集電極余弦電流脈沖的分解 )cos1 (cbmcCMUgICcbmc(coscos) ig UtBZBEUu0CiBZBEUu)(BZBEcCUugi 當(dāng) t = c 時，時，iC=0，則BZBBcbmcos UVUBEBBbmcosuVUtCcBBbmBZ(cos)ig VUtU當(dāng)當(dāng) t = 0 時，

10、時，iC=ICM ，則，則BZBBbmccosUVUCMcbmc1 cosIg UcCCMccoscos1 costiI15C0C12Ii d tc1mC1cosIitd tCM0c()I CM1c()I c() 注：余弦電流脈沖分解系數(shù)利用傅里葉級數(shù)，可將利用傅里葉級數(shù)，可將iC的脈沖序列展開為的脈沖序列展開為CC0c1mcnmcoscosiIItIn tcnmC1cos()Iin tdtcccCMcsincos(1 cos)IcccCMcsincos(1 cos)ICMc()nIa直流分量分解系數(shù)直流分量分解系數(shù)基波分量分解系數(shù)基波分量分解系數(shù)n次諧波分量分解系數(shù)次諧波分量分解系數(shù)16)(

11、)()(c0c1c1g01 波形系數(shù)波形系數(shù) 最大)(,120c10c最大)(,60c20c最大)(,40c30cn0maxc12017三、三、 功率與效率功率與效率oc1mcm12PIU2c1mp12IRpcm2/21RUocPPCCcmC0c1m21VUII )(21c1cgCCcmc0c1)()(21VU（1）直流功率：）直流功率：C0CCPI V（2）輸出功率：）輸出功率： （3）集電極損耗功率：）集電極損耗功率：coPPP（4）集電極效率：）集電極效率： cmCCUV集電極電壓利用系數(shù)集電極電壓利用系數(shù) 18180c1)(c1gc50%90c57. 1)(c1gc78.5%90c甲類

12、：甲類：乙類：乙類：丙類：丙類：在在 條件下，條件下， 1 57. 1)(c1g%5 .78C oP小導(dǎo)通角越小，效率越高，導(dǎo)通角越小，效率越高， 但導(dǎo)通角不能取得太小，因?yàn)榈珜?dǎo)通角不能取得太小，因?yàn)?為了兼顧輸出功率和效率，通常導(dǎo)通角取為了兼顧輸出功率和效率，通常導(dǎo)通角取600800， 1.65-1.8)(c1gc82.5%-90%小c小)(c1小c1mI（5）導(dǎo)通角的選擇：）導(dǎo)通角的選擇：c1c1()2gc1c1()2g則c78.5%19例例1 某諧振功率放大器，某諧振功率放大器，VCC = 24 V，Po = 5W， c = 70 ， = 0.9, 求該功放的求該功放的 c、 P=、Pc

13、、ICM 和回路諧振阻抗和回路諧振阻抗Rp。解：解：oc(2)PP)W( 3 . 679. 05 co(3)6.351.3 (W)PPPoc1mcm12PIU因?yàn)閏1mCM1c0.463 1.05 (A)()0.44II )( 65.46)5(c1mcmp IURc1c11(1)()1.75 0.979%22g cmCC(4)0.9 2421.6(V)UVoc1mcm22 5 0.463(A)21.6PIU故201. 什么是靜態(tài)特性？什么是靜態(tài)特性？),(CEBECuufi沒有帶負(fù)載阻抗的條件下得到的沒有帶負(fù)載阻抗的條件下得到的的關(guān)系，是晶體管本身固有的。的關(guān)系，是晶體管本身固有的。四、丙類四

14、、丙類高頻功率放大器的動態(tài)特性高頻功率放大器的動態(tài)特性 2. 什么是動態(tài)特性？什么是動態(tài)特性？ 是指在電源電壓是指在電源電壓( (VCC和和VBB) )、晶體管、晶體管( (gc、UBZ) )、輸入、輸入信號信號Ubm和輸出電壓和輸出電壓Ucm（或諧振電阻（或諧振電阻Rp ）一定的條件下，）一定的條件下，集電極電流集電極電流iC = f (uBE, uCE)的關(guān)系稱為放大器的動態(tài)特性。的關(guān)系稱為放大器的動態(tài)特性。21當(dāng)當(dāng)放放大大器器工工作作在在諧諧振振狀狀態(tài)態(tài)時時，其其外外部部電電路路電電壓壓方方程程為為：cmCECCbmBBBEUuVUVu又又利利用用晶晶體體管管的的內(nèi)內(nèi)部部特特性性關(guān)關(guān)系系

15、式式（折折線線方方程程） ：BZBEcCUugi可可得得：BZcmCECCbmBBcCUUuVUVgiuBEiCgcUBZ3.3.動態(tài)特性的表示形式動態(tài)特性的表示形式22)(bmBBBZcmCCCEcmbmcUVUUVuUUgccmCC0cosUVUcmbmcdUUgg其中：表示表示動態(tài)特性曲線的斜率動態(tài)特性曲線的斜率 故動態(tài)特性的表示形式：故動態(tài)特性的表示形式：)(0CEdCUugiBZBEUuBZBEUu0Ci 可見動態(tài)特性為折線，而不是一條直線。可見動態(tài)特性為折線，而不是一條直線。BZcmCECCbmBBcCUUuVUVgi0CEdUugccmCCCEcmbmccosUVuUUg)()(

16、BBBZCCCEcmbmcVUVuUUg23U0ABVCCUcmuCEmingd4.4.動態(tài)特性的畫法動態(tài)特性的畫法(一）一） 截距法截距法（1）在輸出特性的）在輸出特性的 軸上取截距為軸上取截距為 點(diǎn)得BcosccmCC0UVUCEu（2）通過）通過B點(diǎn)作斜率為點(diǎn)作斜率為 gd的直線交的直線交 線于線于A點(diǎn)，則點(diǎn)，則AB直線即為直線即為 bemaxuBZBEUu段的動態(tài)特性段的動態(tài)特性在在uCE軸上找出相應(yīng)的軸上找出相應(yīng)的VCC點(diǎn)，點(diǎn)， A點(diǎn)在點(diǎn)在uCE軸上投影為軸上投影為: cmCCCEminUVuC(4)在在uCE軸上選取軸上選取 得得C點(diǎn)，點(diǎn)，BC直線即為直線即為 段的動態(tài)特性，則段的

17、動態(tài)特性，則AB-BC為總動態(tài)特性為總動態(tài)特性 BZBEUucmCCCEmaxUVu0uCEiCubemaxube4ube3ube2ube124(二）虛擬電流法二）虛擬電流法QCCCCEIiVu時，在點(diǎn)得和）由（Q)(1BBBZcQCCVUgIV和由bmBBBEmax)2(UVu點(diǎn)得AcmCCCEminUVu(3) 連接連接AQ交橫軸于交橫軸于B點(diǎn)（管子導(dǎo)通點(diǎn)）點(diǎn)（管子導(dǎo)通點(diǎn)）(4) 在在UCE軸上選取軸上選取 得得C點(diǎn)，點(diǎn)， cmCCCEmaxUVu則則AB-BC為總動態(tài)特性為總動態(tài)特性 Q)( )cos()(BBBZcbmBBBZcmcmbmccmCCCCd0CEdQVUgUVUUUUgU

18、VVgUugIc0uCEU0ABVCCUcmuCEmingdCiCubemaxube4ube3ube2ube1ABCQ(VCC , IQ )25 5高功放的三種工作狀態(tài)高功放的三種工作狀態(tài) uCEtQUcm1Ucm2Ucm3A1A2A3A3MiC欠壓狀態(tài)：欠壓狀態(tài)： A點(diǎn)在點(diǎn)在 線上，但是線上，但是在放大區(qū)，輸出電壓幅度在放大區(qū)，輸出電壓幅度較小，較小，iC為尖頂脈沖。為尖頂脈沖。 bemaxu 臨界狀態(tài)：臨界狀態(tài)： A點(diǎn)在點(diǎn)在 線和臨界線和臨界飽和線的交點(diǎn)上，輸出飽和線的交點(diǎn)上，輸出電壓幅度較大電壓幅度較大， iC為尖為尖頂脈沖。頂脈沖。 bemaxu過壓狀態(tài)：過壓狀態(tài)： A點(diǎn)在點(diǎn)在 的延長

19、線上的延長線上（實(shí)際上是不存在），進(jìn)（實(shí)際上是不存在），進(jìn)入晶體管飽和區(qū)，輸出電入晶體管飽和區(qū)，輸出電壓幅度大，壓幅度大，iC為凹頂脈沖為凹頂脈沖 bemaxuB2B1B3VCCuCE臨界線臨界線0iCubemaxube4ube3ube2ube126隨隨Rp增大，增大，dg減小減小五、五、 丙類高頻功率放大器的負(fù)載特性丙類高頻功率放大器的負(fù)載特性負(fù)載特性是指負(fù)載特性是指gc、UBZ、VCC 、VBB 、Ubm 不變時，改變諧振回路的諧振不變時，改變諧振回路的諧振電阻電阻 Rp，放大器的輸出電流、電壓、放大器的輸出電流、電壓、功率和效率等功率和效率等RP隨變化的關(guān)系。隨變化的關(guān)系。1什么是負(fù)載特

20、性？什么是負(fù)載特性？2負(fù)載特性的分析負(fù)載特性的分析Q點(diǎn)點(diǎn))(,(BBBZcCCVUgV， 不隨不隨Rp變化而變化的，以變化而變化的，以Q點(diǎn)為參考點(diǎn)點(diǎn)為參考點(diǎn)Q不變不變bmBBbemaxUVu不變不變Apc1cpc1cbmcbmcpc1CMbmcpc1mbmccmbmcd)()cos1 (1 )()cos1 ( )(RRUgUgRIUgRIUgUUgg cosbmBBBZcUVUVCCuCE臨界線臨界線0iCubemaxube4ube3ube2ube127QAgdVCCiCuCEubemaxube3ube2ube1ube4臨界線臨界線OiCRp欠壓欠壓過壓過壓Ic1mIc0Ucmpc1mcmRI

21、U p2cmpc1m2o2121RURIPCCC0VIP PcPoP= cocPPPPP /oc臨界狀態(tài)臨界狀態(tài): : 輸出功率最大輸出功率最大, ,效率也較高效率也較高，是功率放大器的最佳工作狀態(tài)是功率放大器的最佳工作狀態(tài) ，一般用于，一般用于發(fā)射機(jī)的輸出級。發(fā)射機(jī)的輸出級。 欠壓狀態(tài)：欠壓狀態(tài)：輸出功率和效率輸出功率和效率都較低，都較低，Pc較大，較大，Rp0，Pc最大，可能燒壞管最大，可能燒壞管子，應(yīng)避免。子，應(yīng)避免。但輸出電流幾乎不隨但輸出電流幾乎不隨Rp變變化，放大器可視為恒流源?；糯笃骺梢暈楹懔髟?。 過壓狀態(tài)過壓狀態(tài)：在：在弱過壓區(qū)效率最高，弱過壓區(qū)效率最高，而而輸出輸出功率下

22、降不多，且功率下降不多，且Rp變化時，輸出變化時，輸出電壓相電壓相對較平穩(wěn)，常用于發(fā)射機(jī)的中間級。對較平穩(wěn)，常用于發(fā)射機(jī)的中間級。 臨界臨界Rp欠壓欠壓過壓過壓臨界臨界28六、各級電壓變化對工作狀態(tài)的影響六、各級電壓變化對工作狀態(tài)的影響1 VCC 的影響的影響Q點(diǎn)點(diǎn))(,(BBBZcCCVUgV， icuceubemaxube3ube2ube1ube4臨界線臨界線OA集電極調(diào)制特性集電極調(diào)制特性（gc、UBZ、Rp 、VBB 、Ubm 不變）不變）pcc1d)cos1)(1RgbmBBBZccosUVUbmBBbemaxUVu不變不變改變改變QVCCVCC欠壓欠壓過壓過壓 臨界臨界IcoIc1

23、mVcmP=VCC欠壓欠壓過壓過壓臨界臨界P0PCQVCCVCCQ注意：注意：只有工作在過壓只有工作在過壓區(qū)才能有效地實(shí)現(xiàn)區(qū)才能有效地實(shí)現(xiàn)VCC對對Ucm的控制作用，的控制作用，故故集電極調(diào)幅電路應(yīng)工作集電極調(diào)幅電路應(yīng)工作在過壓區(qū)。在過壓區(qū)。 292 VBB 的影響的影響（gc、UBZ、Rp 、Ubm 、VCC 不變）不變）pcc1d)cos1)(1RgbmBBBZcUVVcosbmBBbemaxUVuBBVcQ點(diǎn)向上移動點(diǎn)向上移動)(BBBZcQVUgIube2maxube3maxube1maxVccicuCE臨界線臨界線OQ1A1B1Q2A2B2A3B3Q3ict基極調(diào)制特性基極調(diào)制特性3

24、0 進(jìn)入過壓狀態(tài)后，隨著進(jìn)入過壓狀態(tài)后，隨著VBB向正值方向增大，集電極脈沖電流的寬度向正值方向增大，集電極脈沖電流的寬度和幅度也增大，但凹陷加深，結(jié)果使和幅度也增大，但凹陷加深，結(jié)果使Ico、Icml增大得十分緩慢。增大得十分緩慢。 UcmIcoIcml臨界臨界 過壓過壓欠壓欠壓VBBO 在欠壓狀態(tài)：在欠壓狀態(tài)：VBB自負(fù)值向正值方向增大時，集電極脈沖電流的自負(fù)值向正值方向增大時，集電極脈沖電流的幅度幅度I ICMCM和導(dǎo)通角和導(dǎo)通角c增大，增大，故故Ico、Icml 隨隨VBB的增大而增大。的增大而增大。注意：注意：只有工作在欠壓區(qū)才能有效地實(shí)現(xiàn)只有工作在欠壓區(qū)才能有效地實(shí)現(xiàn)V VBBBB

25、對對VcmVcm的控制作用，的控制作用，故基極調(diào)幅電路應(yīng)工作在欠壓區(qū)。故基極調(diào)幅電路應(yīng)工作在欠壓區(qū)。31bmBBbeUVumaxUcmIcmlIcoUbm過壓過壓臨界臨界欠壓欠壓O3 Ubm 的影響的影響（gc、VBZ、RP 、VBB 、Vcc 不變）不變）(1)(1)當(dāng)諧振功率放大器作為線性功率放大器，當(dāng)諧振功率放大器作為線性功率放大器，放大器必須放大器必須 工作在欠壓狀態(tài)。工作在欠壓狀態(tài)。(2)(2)當(dāng)諧振功率放大器用作振幅限幅器時，當(dāng)諧振功率放大器用作振幅限幅器時，放大器必須放大器必須 工作在過壓狀態(tài)。工作在過壓狀態(tài)。bmBBBZcUVVcos32七、諧振功放在臨界狀態(tài)的計(jì)算七、諧振功放

26、在臨界狀態(tài)的計(jì)算)(mincmcccrcecrCMVVgugI VCCVcm33例例1 已知晶體管諧振功率放大已知晶體管諧振功率放大 器工作于臨界狀態(tài)，晶體管的器工作于臨界狀態(tài)，晶體管的飽和臨界線斜率飽和臨界線斜率，）（，）（查表得：查表得：得得由由410. 0232. 0,9 .6344. 05 . 2)5 . 0(6 . 0cos100 CCCbmBBBZCUVU PcCMbmCCBBBZcrRPPPAIVUVVVVVUVAg,),(8 . 1,5 . 2,18)(5 . 0),(6 . 0,/9 . 00試求：集電極電流脈沖幅值輸入電壓振幅，電源電壓壓轉(zhuǎn)移特性曲線的導(dǎo)通電解：由于工作于臨

27、界狀解：由于工作于臨界狀態(tài)，則有態(tài)，則有)(mincmcccrcecrCMVVgugI )(169 . 08 . 118VgIVVcrCMcccm 34)(417. 0232. 08 . 100AIICCMc ）（ )( 8 .75166 .41718) 1 (0mWIVPCCC )(8 .1612)3(mWPPPoc )(738. 0410. 08 . 111AIICCMmc ）（ )(5904738162121)2(1mWIUPmccmo %5 .788 .75165904)4( PPo 68.21738. 016)5(1mccmPIUR35例例2：某諧振功率放大器，：某諧振功率放大器，5

28、 . 06 . 1)2 . 0(6 . 0cos bmBBBZUVU 391. 0)(,218. 0)(,60100 ccc )(2 . 05012221)1(121ARPIRIppOmcpmcO ,2 .0VVBB ),( 1),(6 . 1),(50),(24)(4 . 0,6 . 0WPVURVVsgVUobmpCCcrBZ，飽和臨界線的斜率試求集電極電流最大值試求集電極電流最大值CMI,輸出電壓振幅輸出電壓振幅cmU集電極效率集電極效率,并判斷放大器工作于什么狀態(tài)。并判斷放大器工作于什么狀態(tài)。解解：)(512. 0391. 02 . 0)(11AIIcmcCM 36則則應(yīng)應(yīng)滿滿足足：假

29、假定定工工作作于于臨臨界界狀狀態(tài)態(tài)判判斷斷工工作作狀狀態(tài)態(tài)：,)4(28. 14 . 0512. 0min crCMCEgIu,minminCECEuu 欠欠壓壓狀狀態(tài)態(tài)結(jié)結(jié)合合上上圖圖可可知知，工工作作于于)(10502.0)2(1VRIUpmccm %3.37218.0512.0241)()3(00 CCMCCocCCooIVPIVPPP 14min cmCCCEUVu而而實(shí)實(shí)際際的的minCEu crCMCECEcrCMgIuugI minmin即即37諧振功率放大器的管外電路由兩部分組成諧振功率放大器的管外電路由兩部分組成 ：直流饋電線路：直流饋電線路：匹配網(wǎng)絡(luò)（耦合網(wǎng)絡(luò)）：匹配網(wǎng)絡(luò)（

30、耦合網(wǎng)絡(luò)）：一、一、 直流饋電電路直流饋電電路集電極饋電電路集電極饋電電路基極饋電電路基極饋電電路3.3 諧振功率放大器電路諧振功率放大器電路給放大器提供合適的偏置；給放大器提供合適的偏置；實(shí)現(xiàn)濾波選頻和阻抗變換。實(shí)現(xiàn)濾波選頻和阻抗變換。38（1） 集集電電極極饋饋電電電電路路的的組組成成原原則則： ci的的 基基 波波 分分 量量1CI只只 應(yīng)應(yīng) 在在 負(fù)負(fù) 載載 回回 路路 上上 產(chǎn)產(chǎn) 生生 電電 壓壓 降降 ， 其其 余余 部部 分分 電電 路路 對對1CI應(yīng)應(yīng) 短短 路路 。 ci的的 高高 次次 諧諧 波波 分分 量量CnI 不不 應(yīng)應(yīng) 消消 耗耗 功功 率率 ， 因因 此此CnI對

31、對 晶晶 體體 管管 外外 的的 電電 路路 應(yīng)應(yīng) 盡盡 可可 能能 短短 路路 。 IcoVCCIc1CLIcn391 集集電電極極饋饋電電電電路路：串聯(lián)饋電：串聯(lián)饋電：并聯(lián)饋電：并聯(lián)饋電：指直流電源指直流電源VCC、負(fù)載回路、負(fù)載回路(匹配網(wǎng)絡(luò)匹配網(wǎng)絡(luò))、功率管、功率管三者首尾相接。三者首尾相接。指直流電源指直流電源VCC、負(fù)載回路、負(fù)載回路(匹配網(wǎng)絡(luò)匹配網(wǎng)絡(luò))、功率管、功率管三者為并聯(lián)三者為并聯(lián)聯(lián)接。聯(lián)接。(a)串饋串饋 (b)并饋并饋 40(a)串饋串饋 (b)并饋并饋 L高頻扼流圈：通直流阻交流高頻扼流圈：通直流阻交流 C高頻旁路電容：通交流隔直流高頻旁路電容：通交流隔直流(隔直電容

32、隔直電容)tUVucmcccecoscece-Uc+-Uc+-Uc+串饋：串饋：(1)a點(diǎn)為交流地點(diǎn)為交流地,分布電容分布電容不影響回路的諧振頻率（優(yōu)點(diǎn)）不影響回路的諧振頻率（優(yōu)點(diǎn)）(2)LC 回路處于直流高電位，諧回路處于直流高電位，諧振元件不能直接接地。振元件不能直接接地。則則L,C的的安裝和調(diào)整不方便（缺點(diǎn)）安裝和調(diào)整不方便（缺點(diǎn)） a并饋：并饋：(1)L 、C 并聯(lián)于回路，其分布參數(shù)并聯(lián)于回路，其分布參數(shù)直接影響諧振回路的調(diào)諧。直接影響諧振回路的調(diào)諧。（缺點(diǎn)）（缺點(diǎn)） （2）LC 回路處于直流低電位，諧振元件回路處于直流低電位，諧振元件能直接接地，安裝能直接接地，安裝 和調(diào)整方便。和調(diào)

33、整方便。（優(yōu)點(diǎn)）（優(yōu)點(diǎn)）41串饋：串饋：晶體管、晶體管、 V VBBBB 、輸入信號三者串聯(lián)、輸入信號三者串聯(lián)聯(lián)接聯(lián)接 并饋：并饋：晶體管、晶體管、 V VBBBB 、輸入信號三者并聯(lián)、輸入信號三者并聯(lián)聯(lián)接聯(lián)接+Ub-+Ub42CBLBLBLBCERBReVTVTVT（1）（2）（3）Ib0UBBIb0Ieo +UBB -（并饋）（并饋）（并饋）（并饋）（串饋）（串饋） 在自給偏置電路中，當(dāng)輸入信號幅度加大時，在自給偏置電路中，當(dāng)輸入信號幅度加大時，iB增大，其增大，其直流分量直流分量 Ib0 也增大，反向偏壓隨之增大。這種也增大，反向偏壓隨之增大。這種偏置電壓隨輸偏置電壓隨輸入信號幅度而變化

34、的現(xiàn)象稱為自給偏置效應(yīng)。入信號幅度而變化的現(xiàn)象稱為自給偏置效應(yīng)。通常采用通常采用自給偏壓的方式提供基極偏置。自給偏壓的方式提供基極偏置。 BBebURII)(00或或優(yōu)點(diǎn)：這種電路能自動維持放大器的工作穩(wěn)定優(yōu)點(diǎn)：這種電路能自動維持放大器的工作穩(wěn)定43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)RLRSuSRiRp二、二、 匹配網(wǎng)絡(luò)匹配網(wǎng)絡(luò)輸入匹配網(wǎng)絡(luò)：輸入匹配網(wǎng)絡(luò)： 輸出匹配網(wǎng)絡(luò)：輸出匹配網(wǎng)絡(luò)： 級間耦合匹配網(wǎng)絡(luò)：級間耦合匹配網(wǎng)絡(luò)： 用于信號源與功率放大器之間，作用是信號源用于信號源與功率放大器之間，作用是信號源輸出阻抗與放大器輸入阻抗之間的匹配，以使輸出阻抗與放大器

35、輸入阻抗之間的匹配，以使信號源的功率有效的加到高功放的發(fā)射結(jié)上。信號源的功率有效的加到高功放的發(fā)射結(jié)上。 用于功率放大器與負(fù)載之間，作用是將負(fù)載變用于功率放大器與負(fù)載之間，作用是將負(fù)載變換為功率放大器工作狀態(tài)所需的最佳負(fù)載電阻換為功率放大器工作狀態(tài)所需的最佳負(fù)載電阻Rp。 用于兩級功率放大器之間，實(shí)現(xiàn)本級功放用于兩級功率放大器之間，實(shí)現(xiàn)本級功放的輸出阻抗與下級放大器的輸入阻抗之間的輸出阻抗與下級放大器的輸入阻抗之間的匹配。的匹配。441. L型濾波匹配網(wǎng)絡(luò)型濾波匹配網(wǎng)絡(luò)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

36、阻變高阻型）低阻變高阻型LCRL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，即這三種匹配網(wǎng)絡(luò)都可采用這三種匹配網(wǎng)絡(luò)都可采用L和和C組成的組成的L型、型、T型、或型、或 型這樣的型這樣的網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)及由它們組成的混合網(wǎng)絡(luò)及由它們組成的混合網(wǎng)絡(luò) 。45例例1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(2 QLL=1

37、46 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46（2） 高阻變低阻型高阻變低阻型CRLL電路在工作頻率上達(dá)到串聯(lián)諧振，即電路在工作頻率上達(dá)到串聯(lián)諧振，即 1 CL 1PL RRQ)1/( 2LPQRRRL 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1. L型濾波匹配網(wǎng)絡(luò)型濾波匹配網(wǎng)絡(luò)在在RL和和RL相差不大時，相差不大時，Q只能很小，會使濾波性能很差只能很小，會使濾波性能很差這時可采用這時可采用 型或型或T濾波匹配網(wǎng)絡(luò)。濾波匹配網(wǎng)絡(luò)。472. 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)選擇兩個恰當(dāng)選擇兩個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。48三、實(shí)際電路舉例三、實(shí)際電路舉例50MHz功率放大器由由 C1、C2 和和 L1 組成組成T型輸