第3章高頻諧振放大器

1、第三章第三章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器1 1第三章第三章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器 3.1 高頻小信號(hào)諧振放大器高頻小信號(hào)諧振放大器 3.2 低噪聲低噪聲小信號(hào)放大器的設(shè)計(jì)小信號(hào)放大器的設(shè)計(jì) 3.3 高頻功率放大器的原理和特性高頻功率放大器的原理和特性 3.4 高頻功率放大器的高頻效應(yīng)高頻功率放大器的高頻效應(yīng) 3.5 高頻功率放大器的實(shí)際線路高頻功率放大器的實(shí)際線路 3.6 功率放大器的功率放大器的線性化技術(shù)線性化技術(shù) 3.7 高頻功放、高頻功放、 功率合成與射頻模塊放大器功率合成與射頻模塊放大器 小信號(hào)小信號(hào)大信號(hào)大信號(hào)第三章第三章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器2 2第一節(jié)第一節(jié) 高

2、頻小信號(hào)諧振放大器高頻小信號(hào)諧振放大器 高頻小信號(hào)諧振放大器的高頻小信號(hào)諧振放大器的功用功用就是就是有頻率有頻率選擇性的選擇性的放大放大無線電設(shè)備中的無線電設(shè)備中的高頻小信號(hào)高頻小信號(hào)。此。此處的處的“小信號(hào)小信號(hào)”是指輸入信號(hào)的電平較低，是指輸入信號(hào)的電平較低，放放大器工作在它的線性范圍大器工作在它的線性范圍。 一、一、 高頻小信號(hào)諧振放大器的工作原理高頻小信號(hào)諧振放大器的工作原理 圖3 1(a)是一典型的高頻小信號(hào)諧振放大器的實(shí)際線路。 第三章第三章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器3音頻放大器調(diào)制器激勵(lì)放大輸出功率放大載波振蕩器天線開關(guān)高頻放大混頻器中頻放大與濾波解調(diào)器音頻放大器話筒本地振蕩

3、器揚(yáng)聲器變頻器 圖圖11 音頻無線通信系統(tǒng)的基本組成音頻無線通信系統(tǒng)的基本組成 第三章第三章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器4 4RL2L3C14VRb1Rb2CbReCe(a)5圖3 1 典型的高頻小信號(hào)諧振放大器典型的高頻小信號(hào)諧振放大器第三章第三章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器5 5二、二、 放大器放大器性能分析性能分析1 晶體管的高頻等效電路晶體管的高頻等效電路 放大電路的動(dòng)態(tài)參數(shù)如何？放大電路的動(dòng)態(tài)參數(shù)如何？第三章第三章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器6 6RL2LC5V(b)431 圖 3 1 高頻小信號(hào)諧振放大器 (b) 交流等效電路 BJT的的H參數(shù)參數(shù)模型模型 (太簡單不準(zhǔn)確太簡

4、單不準(zhǔn)確)第三章第三章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器7 7Ube.Yoebece(b)YieYreUce.YfeUbeUce. 圖圖 3 2 晶體晶體三極管等效電三極管等效電路路 (a) 混混等效電等效電路路; (不方便不方便)(b) Y參數(shù)參數(shù)等效等效電路電路rbbUbe.CgmUbe.Ycebeceb(a)C第三章第三章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器88),(CEBEBuufi ),(CEBECuufi 對(duì)小信號(hào)對(duì)小信號(hào)Y參數(shù)通過儀器測量，或查手冊，或由混合型等效電路求取第三章第三章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器99稱為晶體管輸出端交流短路時(shí)的輸入導(dǎo)納稱為晶體管輸出端交流短路時(shí)的正向傳輸導(dǎo)

5、納稱為晶體管輸入端交流短路時(shí)的反向傳輸導(dǎo)納稱為晶體管輸入端交流短路時(shí)的輸出導(dǎo)納第三章第三章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器1010 在忽略在忽略rbe及滿足及滿足CC的條件下的條件下, Y參數(shù)與混參數(shù)與混參參數(shù)之間的關(guān)系數(shù)之間的關(guān)系為為bburebbmfebbmbboebbierCjCjYrCjgYrCjgrCjCjYrCjCjY111 (3 1)(3 2) (3 3) (3 4) 輸出端交流短路時(shí)的輸出端交流短路時(shí)的輸入導(dǎo)納輸入導(dǎo)納:輸入端交流短路時(shí)的輸入端交流短路時(shí)的輸出導(dǎo)納輸出導(dǎo)納:輸出端交流短路時(shí)的輸出端交流短路時(shí)的正向傳輸導(dǎo)納正向傳輸導(dǎo)納:輸出端交流短路時(shí)的輸出端交流短路時(shí)的反向傳輸導(dǎo)

6、納反向傳輸導(dǎo)納:第三章第三章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器1111 由此可以得到晶體管由此可以得到晶體管Y參數(shù)等效電路的參數(shù)等效電路的Y參數(shù)方程參數(shù)方程coebfeccrebiebUYUYIUYUYI(3 5a) (3 5b) 第三章第三章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器1212 2 放大器的性能參數(shù)放大器的性能參數(shù) ISYSUb.Ib.YieUc.YreUc.YfeUb.Ic.YLYoe.圖 3 3 圖3 1高頻小信號(hào)放大器的頻小信號(hào)放大器的 高頻等效電路高頻等效電路 第三章第三章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器1313(3) 輸出導(dǎo)納輸出導(dǎo)納YoieSfereoeIccoYYYYYUIYS0

7、(3 9) LoerefeiebbiLoefebcYYYYYUIYYYYUUK(1) 電壓放大倍數(shù)電壓放大倍數(shù)K(2) 輸入導(dǎo)納輸入導(dǎo)納Yi (3 7) (3 8) 動(dòng)態(tài)參數(shù)動(dòng)態(tài)參數(shù)第三章第三章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器1414 三、高頻諧振放大器的穩(wěn)定性三、高頻諧振放大器的穩(wěn)定性 1放大器的放大器的穩(wěn)定性穩(wěn)定性(不發(fā)生自激振蕩的可能性不發(fā)生自激振蕩的可能性) 反向傳輸導(dǎo)納Yre引入的輸入導(dǎo)納, 記為Yir。 (4) 通頻帶通頻帶B 0.707與矩形系數(shù)與矩形系數(shù)K 0.1 通頻帶通頻帶B 0.707為為 LoQfB707. 0(3 10) 矩形系數(shù)矩形系數(shù) K 0.1=9.95第三章第三

8、章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器15電容反饋式振蕩電路第三章第三章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器1616)21 ()21 ()21 (00000LLmuLLmuirLLLLoeQjCgCjQjCgCjYQjGCYY (3 11) 反向傳輸導(dǎo)納反向傳輸導(dǎo)納Yre引入的輸入導(dǎo)納為引入的輸入導(dǎo)納為:當(dāng)當(dāng)=0即回路諧振時(shí)即回路諧振時(shí), Yir為一電容為一電容;當(dāng)當(dāng)0時(shí)時(shí), Yir的電導(dǎo)為正的電導(dǎo)為正,是負(fù)反饋是負(fù)反饋,穩(wěn)定穩(wěn)定;當(dāng)當(dāng) uCES 。 是指功放的最高工作狀態(tài)還未進(jìn)入飽和區(qū)的狀態(tài)，是指功放的最高工作狀態(tài)還未進(jìn)入飽和區(qū)的狀態(tài)，即動(dòng)特性的即動(dòng)特性的A點(diǎn)未進(jìn)入飽和區(qū)點(diǎn)未進(jìn)入飽和區(qū)的工作狀態(tài)。的工作

9、狀態(tài)。第三章第三章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器54 (2) 臨界狀態(tài)臨界狀態(tài)： 功放的最高工作狀態(tài)剛好進(jìn)入飽和區(qū)的邊緣狀態(tài)，即動(dòng)功放的最高工作狀態(tài)剛好進(jìn)入飽和區(qū)的邊緣狀態(tài)，即動(dòng)特性的特性的A點(diǎn)剛好進(jìn)入飽和區(qū)和放大區(qū)的邊緣，我們將這種工點(diǎn)剛好進(jìn)入飽和區(qū)和放大區(qū)的邊緣，我們將這種工作狀態(tài)稱為臨界狀態(tài)。作狀態(tài)稱為臨界狀態(tài)。 保證功放工作在這一狀態(tài)所需的集電極負(fù)載電阻保證功放工作在這一狀態(tài)所需的集電極負(fù)載電阻RL稱稱為為臨界電阻臨界電阻或或最佳負(fù)載電阻最佳負(fù)載電阻，一般用，一般用RLcr表示。表示。臨界狀態(tài)功放的特點(diǎn)：臨界狀態(tài)功放的特點(diǎn)：功放的工作點(diǎn)只在截止區(qū)和線性放大功放的工作點(diǎn)只在截止區(qū)和線性放

10、大區(qū)內(nèi)變化；功放的集電極電流為余弦脈沖；功放的輸出功率區(qū)內(nèi)變化；功放的集電極電流為余弦脈沖；功放的輸出功率最大，高頻功放一般工作在此狀態(tài)；有最大，高頻功放一般工作在此狀態(tài)；有UCEmin uCES 。第三章第三章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器55 (3) 過壓狀態(tài)：過壓狀態(tài)： 當(dāng)功放的最高工作狀態(tài)將進(jìn)入飽和區(qū)，即動(dòng)特性當(dāng)功放的最高工作狀態(tài)將進(jìn)入飽和區(qū)，即動(dòng)特性的的A點(diǎn)在飽和區(qū)的工作狀態(tài)，稱為過壓狀態(tài)。點(diǎn)在飽和區(qū)的工作狀態(tài)，稱為過壓狀態(tài)。 過壓狀態(tài)功放的特點(diǎn)過壓狀態(tài)功放的特點(diǎn)：功放的工作點(diǎn)將在截止區(qū)、線性放：功放的工作點(diǎn)將在截止區(qū)、線性放大區(qū)和飽和區(qū)三個(gè)區(qū)內(nèi)變化；功放的集電極電流為頂部凹大區(qū)和飽

11、和區(qū)三個(gè)區(qū)內(nèi)變化；功放的集電極電流為頂部凹陷的余弦脈沖；陷的余弦脈沖；P1和和P0都下降，在弱過壓狀態(tài)，都下降，在弱過壓狀態(tài)，有所增有所增加，但到達(dá)強(qiáng)過壓狀態(tài)，因加，但到達(dá)強(qiáng)過壓狀態(tài)，因IC波形強(qiáng)烈畸變，波形強(qiáng)烈畸變，要下降，要下降， 減小。減小。這種狀態(tài)下，有這種狀態(tài)下，有UCEmin uCES 。第三章第三章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器56第三章第三章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器573. 諧振功率放大器的計(jì)算諧振功率放大器的計(jì)算諧振功率放大器的諧振功率放大器的主要指標(biāo)是功率和效率主要指標(biāo)是功率和效率。以臨界狀態(tài)為例：以臨界狀態(tài)為例：1) 1) 首先要求得集電極電流脈沖的兩個(gè)主要參量首先

12、要求得集電極電流脈沖的兩個(gè)主要參量ic max和和bBBBBUUUcos1導(dǎo)通角導(dǎo)通角 集電極電流脈沖幅值集電極電流脈沖幅值Icm或從輸出特性曲線上直接得出?；驈妮敵鎏匦郧€上直接得出。第三章第三章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器582) 2) 電流余弦脈沖的各諧波分量系數(shù)電流余弦脈沖的各諧波分量系數(shù) 0( )、 1( )、 n( )可查表求得，并求得個(gè)分量的實(shí)際值?？刹楸砬蟮?，并求得個(gè)分量的實(shí)際值。3) 3) 諧振功率放大器的功率和效率諧振功率放大器的功率和效率直流功率：直流功率： P0=Ic0 UCC交流輸出功率：交流輸出功率：max111)(2121cCCcmcUIUPi集電極效率：集電極

13、效率：01PP4) 4) 根據(jù)根據(jù)LcrCCLcrcRURUP221)(2121可求得最佳負(fù)載電阻：可求得最佳負(fù)載電阻：122)(PURCCLcr第三章第三章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器59例例3-2:某諧振功率放大器的動(dòng)特性如圖某諧振功率放大器的動(dòng)特性如圖5中的所示試回中的所示試回答并計(jì)算以下各項(xiàng)：答并計(jì)算以下各項(xiàng)：（1）此時(shí)功率放大器工作于何種狀態(tài)？畫出）此時(shí)功率放大器工作于何種狀態(tài)？畫出的波形圖。的波形圖。)(tiC1PCP259. 0)(0444. 0)(1（）計(jì)算（）計(jì)算、輸出功率、輸出功率和集電極損耗功率和集電極損耗功率注：注：，動(dòng)特性曲線上特殊點(diǎn)的坐標(biāo)是分析、計(jì)算的關(guān)鍵動(dòng)特性曲

14、線上特殊點(diǎn)的坐標(biāo)是分析、計(jì)算的關(guān)鍵第三章第三章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器60研研究究的的問問題題：當(dāng)當(dāng)CE，BBU，bmU不不變變， 而而PR變變化化時(shí)時(shí)，與與 ccoDCCCPPPUII ,101 的的關(guān)關(guān)系系。 PR由由 小小maxci 幾幾 乎乎 不不 變變（ 略略 減減 少少 ）1C0CI ,I幾幾 乎乎不不 變變011CCDPccIEPRIU 幾幾 乎乎 不不 變變 1121CCoIUP CccoccEUII1121 oDCPPP 三、高頻功率放大器的外部特性三、高頻功率放大器的外部特性1，負(fù)載特性，負(fù)載特性第三章第三章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器61Rp欠壓區(qū)欠壓區(qū)過壓區(qū)過壓

15、區(qū)臨界區(qū)臨界區(qū)Rp欠壓區(qū)欠壓區(qū)過壓區(qū)過壓區(qū)臨界區(qū)臨界區(qū)Uc1IcoIc1PDPcc Po臨界狀態(tài)輸出功率最大臨界狀態(tài)輸出功率最大ocroPP ，效率，效率也較高，可以說是最佳工作狀態(tài)，常選此也較高，可以說是最佳工作狀態(tài)，常選此狀態(tài)為末級(jí)功放輸出狀態(tài)。過壓狀態(tài)，效狀態(tài)為末級(jí)功放輸出狀態(tài)。過壓狀態(tài)，效率高，但輸出功率較小。率高，但輸出功率較小。注意：注意：在欠壓狀態(tài)在欠壓狀態(tài)0CI，1CI幾乎不變，功放相當(dāng)于一個(gè)恒流源，而幾乎不變，功放相當(dāng)于一個(gè)恒流源，而過壓狀態(tài)過壓狀態(tài)1CU幾乎不變，相當(dāng)于一個(gè)恒壓源。幾乎不變，相當(dāng)于一個(gè)恒壓源。 icuceubemax第三章第三章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器

16、622高頻功放的振幅特性高頻功放的振幅特性 (1) 在欠壓區(qū)：Ic0、 Ic1、Uc隨Ub的增加而增加，但不成線性關(guān)系但不成線性關(guān)系, 因?yàn)橐驗(yàn)橐矔?huì)隨之增大也會(huì)隨之增大, 使使iC脈沖的寬度和高脈沖的寬度和高度都隨之增大。僅當(dāng)處于乙類工作度都隨之增大。僅當(dāng)處于乙類工作狀態(tài)時(shí)狀態(tài)時(shí), 固定固定90， 不會(huì)隨不會(huì)隨Ub的變的變化而變化化而變化, 此時(shí)此時(shí)Uc與與Ub才成正比關(guān)才成正比關(guān)系。系。 (2) 在過壓區(qū)：在過壓區(qū)： Ic0、 Ic1、Uc基基本上不隨本上不隨Ub的增加而增加，的增加而增加，可以認(rèn)可以認(rèn)為是恒壓區(qū)，放大等幅信號(hào)，應(yīng)選為是恒壓區(qū)，放大等幅信號(hào)，應(yīng)選擇這種狀態(tài)。擇這種狀態(tài)。 高頻

17、功放的高頻功放的振幅特性振幅特性是指只改變是指只改變激勵(lì)信號(hào)振幅激勵(lì)信號(hào)振幅Ub 時(shí)時(shí), 放大放大器電流、器電流、 電壓、電壓、 功率及效率的變化特性（功率及效率的變化特性（ RL 不變）。不變）。第三章第三章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器63 3. 高頻功放的調(diào)制特性高頻功放的調(diào)制特性 是指功放的性能隨放大器的偏置電壓和電源的變化特性。包括是指功放的性能隨放大器的偏置電壓和電源的變化特性。包括基極調(diào)基極調(diào)制特性和集電極調(diào)制特性。制特性和集電極調(diào)制特性。 (1) 基極調(diào)制特性：基極調(diào)制特性：是指僅改變放大器的基極偏置電壓是指僅改變放大器的基極偏置電壓UBB，放大器的，放大器的電流、電壓、功率及

18、效率的變化特性。電流、電壓、功率及效率的變化特性。tUUubBBBEcos因?yàn)橐驗(yàn)?所以所以 決定了決定了UBB 和和Ub maxBEu改變改變UBB與改變與改變Ub類似，不同的是類似，不同的是UBB可以為負(fù)值?？梢詾樨?fù)值。諧振功放用作基極調(diào)制電路諧振功放用作基極調(diào)制電路時(shí)，必須工作于欠壓區(qū)。時(shí)，必須工作于欠壓區(qū)。第三章第三章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器64（2）集電極調(diào)制特性）集電極調(diào)制特性 高頻功放的高頻功放的集電極極調(diào)制特性集電極極調(diào)制特性是指改變直流偏置是指改變直流偏置Ucc 時(shí)時(shí), 放放大器電流、大器電流、 電壓、電壓、 功率及效率的變化特性（功率及效率的變化特性（ UBB Ub

19、RL 不變）。不變）。 在在UBB Ub RL 不變時(shí)，動(dòng)特性曲線將隨不變時(shí)，動(dòng)特性曲線將隨Ucc的變化左右平移，的變化左右平移，由大變小時(shí)，工作狀態(tài)由由大變小時(shí)，工作狀態(tài)由 欠壓欠壓 臨界臨界 過壓，過壓，如圖如圖。電流。電流由完整到凹陷。由完整到凹陷。集電極調(diào)制特性曲線集電極調(diào)制特性曲線當(dāng)當(dāng)Ucc由小到大變化時(shí)，功由小到大變化時(shí)，功放的狀態(tài)將由過壓區(qū)逐步放的狀態(tài)將由過壓區(qū)逐步進(jìn)入欠壓區(qū)，進(jìn)入欠壓狀進(jìn)入欠壓區(qū)，進(jìn)入欠壓狀態(tài)后，態(tài)后，集電極電流幾乎不集電極電流幾乎不隨隨Ucc而改變，而完全取決而改變，而完全取決于激勵(lì)的大小。于激勵(lì)的大小。第三章第三章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器65諧振功放用

20、作集電極調(diào)制電路時(shí)，必須工作于過壓區(qū)。諧振功放用作集電極調(diào)制電路時(shí)，必須工作于過壓區(qū)。 在在UBB或或UCC上上疊加疊加一個(gè)緩慢變化的小信號(hào)（調(diào)制信號(hào)），一個(gè)緩慢變化的小信號(hào)（調(diào)制信號(hào)），使放大器工作在特定的狀態(tài)，則輸出信號(hào)的使放大器工作在特定的狀態(tài)，則輸出信號(hào)的振幅振幅就會(huì)隨疊加的小就會(huì)隨疊加的小信號(hào)變化，同時(shí)完成信號(hào)變化，同時(shí)完成放大放大和和調(diào)制調(diào)制，通常稱為，通常稱為高電平調(diào)制高電平調(diào)制。第三章第三章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器664. 高頻功放的調(diào)諧特性高頻功放的調(diào)諧特性 前面的分析都是假定放大器工作在調(diào)諧狀態(tài)，實(shí)際工作時(shí)放前面的分析都是假定放大器工作在調(diào)諧狀態(tài)，實(shí)際工作時(shí)放大器需要

21、調(diào)諧。大器需要調(diào)諧。 功放的調(diào)諧特性是指，功放的輸出電流，電壓，隨回路電功放的調(diào)諧特性是指，功放的輸出電流，電壓，隨回路電容容C或電感或電感L變化的特性。變化的特性。 失諧時(shí)，阻抗的模失諧時(shí)，阻抗的模RL，工作，工作狀態(tài)會(huì)發(fā)生變化。狀態(tài)會(huì)發(fā)生變化。 若諧振時(shí)處于弱過壓狀態(tài)，則失若諧振時(shí)處于弱過壓狀態(tài)，則失諧時(shí)，阻抗的模下降，由阻抗特性，諧時(shí)，阻抗的模下降，由阻抗特性，可知工作狀態(tài)：由可知工作狀態(tài)：由 臨界臨界 欠壓欠壓利用利用Uc和和Ic0的的峰值來調(diào)諧。峰值來調(diào)諧。為防止調(diào)諧過程中燒壞晶體管，動(dòng)作要快，先降低為防止調(diào)諧過程中燒壞晶體管，動(dòng)作要快，先降低Ucc或減小激勵(lì)電壓或減小激勵(lì)電壓。Ic

22、0和和Ic1要增大，而要增大，而Uc將下降。將下降。P1=Uc1Ic1cos/2將下降將下降第三章第三章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器67Ec第三章第三章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器68第三章第三章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器69第三章第三章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器70小結(jié)小結(jié) 根據(jù)以上對(duì)丙類諧振功放的性能分析根據(jù)以上對(duì)丙類諧振功放的性能分析, 可得出以下幾點(diǎn)結(jié)論可得出以下幾點(diǎn)結(jié)論: (1) 若對(duì)若對(duì)等幅信號(hào)進(jìn)行功率放大等幅信號(hào)進(jìn)行功率放大, 應(yīng)使功放工作在應(yīng)使功放工作在臨界狀態(tài)臨界狀態(tài), 此時(shí)輸此時(shí)輸出功率最大出功率最大, 效率也接近最大。比如對(duì)第效率也接近最大。比如對(duì)第7章將介紹

23、的調(diào)頻信號(hào)進(jìn)行功章將介紹的調(diào)頻信號(hào)進(jìn)行功率放大。率放大。 (2) 若對(duì)若對(duì)非等幅信號(hào)進(jìn)行功率放大非等幅信號(hào)進(jìn)行功率放大, 應(yīng)使應(yīng)使功放工作在欠壓狀態(tài)功放工作在欠壓狀態(tài), 但線但線性較差。若采用乙類工作性較差。若采用乙類工作, 則線性較好。比如對(duì)第則線性較好。比如對(duì)第6章將介紹的調(diào)幅信章將介紹的調(diào)幅信號(hào)進(jìn)行功率放大。號(hào)進(jìn)行功率放大。 (3) 丙類諧振功放在進(jìn)行功率放大的同時(shí)丙類諧振功放在進(jìn)行功率放大的同時(shí), 也也可進(jìn)行振幅調(diào)制可進(jìn)行振幅調(diào)制。若。若調(diào)制信號(hào)加在基極偏壓上調(diào)制信號(hào)加在基極偏壓上, 功放應(yīng)工作在欠壓狀態(tài)；功放應(yīng)工作在欠壓狀態(tài)； 若調(diào)制信號(hào)加在集若調(diào)制信號(hào)加在集電極電壓上電極電壓上,

24、功放應(yīng)工作在過壓狀態(tài)。功放應(yīng)工作在過壓狀態(tài)。 (4) 回路等效總電阻回路等效總電阻RL，對(duì)功放的各項(xiàng)性能指標(biāo)關(guān)系很大，對(duì)功放的各項(xiàng)性能指標(biāo)關(guān)系很大, 在分析和在分析和設(shè)計(jì)功放時(shí)應(yīng)重視負(fù)載特性。設(shè)計(jì)功放時(shí)應(yīng)重視負(fù)載特性。 第三章第三章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器71思考討論題思考討論題3.諧振功放原工作于臨界狀態(tài)，若集電極回路稍有失諧，諧振功放原工作于臨界狀態(tài)，若集電極回路稍有失諧，放大器的放大器的IC0、 IC1、 PC 將如何變化？有何危險(xiǎn)？將如何變化？有何危險(xiǎn)？ 答案：答案：回路阻抗減小，使放大器工作于欠壓區(qū)，回路阻抗減小，使放大器工作于欠壓區(qū)，IC0 和和IC1 增大；增大； PC增大

25、；失諧大時(shí)可能燒壞晶體管。增大；失諧大時(shí)可能燒壞晶體管。第三章第三章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器724.某諧振功放，當(dāng)增大某諧振功放，當(dāng)增大UCC時(shí)，發(fā)現(xiàn)輸出功率增大，則為什么？時(shí)，發(fā)現(xiàn)輸出功率增大，則為什么？若發(fā)現(xiàn)輸出功率增大不明顯，則又為什么？若發(fā)現(xiàn)輸出功率增大不明顯，則又為什么？答案：答案：P1增大明顯，則表明諧振功放原來工作于過壓區(qū)；否則增大明顯，則表明諧振功放原來工作于過壓區(qū)；否則 表明諧振功放原來工作于欠壓區(qū)。表明諧振功放原來工作于欠壓區(qū)。5.一諧振功率放大器一諧振功率放大器,原來工作在臨界狀態(tài)原來工作在臨界狀態(tài),后來發(fā)現(xiàn)該功率放大后來發(fā)現(xiàn)該功率放大器的輸出功率下降器的輸出功率下

26、降,但效率反而提高但效率反而提高,但電源電壓但電源電壓Ucc、輸出電壓、輸出電壓振幅振幅Uc及及Ubemax不變，問這是什么原因造成的，此時(shí)功率放不變，問這是什么原因造成的，此時(shí)功率放大器工作在什么狀態(tài)？大器工作在什么狀態(tài)？答案：答案：由已知，功率放大器的工作狀態(tài)不變。由已知，功率放大器的工作狀態(tài)不變。 由于由于 ，所以，所以 不變；而不變；而=1/2，故效率的提高是由于，故效率的提高是由于的增的增加，這是通過的減小加，這是通過的減小來實(shí)現(xiàn)的。要減小來實(shí)現(xiàn)的。要減小 ，有兩個(gè)途徑：一個(gè)是減小輸入，有兩個(gè)途徑：一個(gè)是減小輸入信號(hào)的振幅信號(hào)的振幅Ub，另一個(gè)是減小，另一個(gè)是減小UBB；但要求；但要

27、求Ubemax不變，故只能減小不變，故只能減小UBB ，同時(shí)增大，同時(shí)增大Ub 。輸出功率下降，但。輸出功率下降，但Uc不變，所以只能是增加負(fù)載不變，所以只能是增加負(fù)載阻抗。阻抗。UccUc第三章第三章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器736.某諧振功放工作在過壓狀態(tài)，現(xiàn)欲將它調(diào)整到臨界狀態(tài)，應(yīng)某諧振功放工作在過壓狀態(tài)，現(xiàn)欲將它調(diào)整到臨界狀態(tài)，應(yīng)改變哪些參數(shù)？不同的調(diào)整方法所得到的輸出功率是否相同？改變哪些參數(shù)？不同的調(diào)整方法所得到的輸出功率是否相同？答案：答案：減小減小RL ，或減小，或減小UBB ，減小，減小Ub ，或增大，或增大UCC ； 或綜合調(diào)節(jié)?；蚓C合調(diào)節(jié)。 不同的調(diào)整方法所得到的輸出

28、功率不相同。不同的調(diào)整方法所得到的輸出功率不相同。第三章第三章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器747. 有一個(gè)丙類高頻功放工作在臨界狀態(tài)， 已知輸出功率P1=10W，電源電壓Ec=30V，飽和電壓UCES=2V， 導(dǎo)通角=75o,且0(75o)=0.269,1(75o)=0.455,求(1)集電極電壓振幅UC，(2)集電極最佳諧振阻抗RLCr，(3)輸出效率，(4)電源功率P0,(5)集電極耗散功率Pc，(6)電源電流IC0解：根據(jù)已知條件得：222112878439.2()222 1020CCLCrLCrUUPRRP 由得：01( )128 0.4550.78922( )2 30 0.269C

29、cUE 輸出效率集電極電壓振幅集電極電壓振幅 UC=Ec-UCES=30-2=28 （V）第三章第三章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器75012.674423()30cocPImAE電源電流0112.674102.674()PPPWC集電極耗散功率101012.674()0.789PPW 電源功率第三章第三章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器768. 如果一個(gè)丙類功率放大器原來工作在臨界狀態(tài)，現(xiàn)分別單獨(dú)(a)增大電源電壓Ec、(b)減小諧振電阻、(c)減小負(fù)向基極偏置、(d)減小激勵(lì)電壓的幅度，則放大器將由臨界狀態(tài)進(jìn)入何種狀態(tài)？輸出功率將有什么變化？解： (a)進(jìn)入欠壓狀態(tài)，輸出功率基本不變。 (b

30、)進(jìn)入欠壓狀態(tài)，因?yàn)殡妷悍葘p小，故功率將減小。 (c)進(jìn)入過壓狀態(tài)，因?yàn)榛l電流將減小，故功率將減小，。 (d)進(jìn)入欠壓狀態(tài)，功率將減小，因?yàn)榛l電流和幅度都會(huì)減小。第三章第三章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器7777當(dāng)當(dāng)?shù)偷皖l頻時(shí)時(shí)：信信號(hào)號(hào)周周期期 fT1基基區(qū)區(qū)載載流流子子的的分分布布與與外外加加瞬瞬時(shí)時(shí)電電 壓壓是是一一一一對(duì)對(duì)應(yīng)應(yīng)的的。第四節(jié)第四節(jié) 高頻功放的高頻效應(yīng)高頻功放的高頻效應(yīng) 以以上上對(duì)對(duì)高高頻頻功功放放是是以以靜靜態(tài)態(tài)特特性性為為基基礎(chǔ)礎(chǔ)的的分分析析，只只能能近近似似說說明明和和估估計(jì)計(jì)高高頻頻功功放放的的工工作作原原理理，無無法法反反映映高高頻頻工工作作時(shí)時(shí)的的其其它

31、它現(xiàn)現(xiàn)象象。實(shí)實(shí)際際的的高高頻頻功功放放電電路路，晶晶體體管管工工作作在在“中中頻頻區(qū)區(qū)”甚甚至至“高高頻頻區(qū)區(qū)” ，通通常常會(huì)會(huì)出出現(xiàn)現(xiàn)：輸出功率輸出功率效率效率c 高頻效應(yīng)高頻效應(yīng)功率增益功率增益PG輸入輸出阻抗變?yōu)閺?fù)阻抗輸入輸出阻抗變?yōu)閺?fù)阻抗ubet-UBBUBZbiciei 高高頻頻定定義義：少少數(shù)數(shù)載載流流子子在在基基區(qū)區(qū)擴(kuò)擴(kuò)散散而而到到達(dá)達(dá)集集電電極極所所需需要要的的時(shí)時(shí)間間 稱稱為為少少數(shù)數(shù)載載流流子子的的渡渡越越時(shí)時(shí)間間。低頻低頻第三章第三章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器7878當(dāng)高頻時(shí)：信號(hào)周期當(dāng)高頻時(shí)：信號(hào)周期fT1與與 相當(dāng)。由于少數(shù)載流子在基區(qū)相當(dāng)。由于少數(shù)載流子在基區(qū)

32、的渡越時(shí)間使基區(qū)內(nèi)的電荷具有一定的儲(chǔ)存效應(yīng)。的渡越時(shí)間使基區(qū)內(nèi)的電荷具有一定的儲(chǔ)存效應(yīng)。第三章第三章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器7979由由于于集集電電結(jié)結(jié)電電容容是是隨隨集集電電結(jié)結(jié)電電壓壓ceu變變化化的的非非線線性性勢勢壘壘電電容容，其其數(shù)數(shù)值值可可達(dá)達(dá) （幾幾十十到到幾幾百百 PF） ， 在在高高頻頻時(shí)時(shí)構(gòu)構(gòu)成成輸輸出出與與輸輸入入之之間間的的反反饋饋支支路路，且且頻頻率率越越高高反反饋饋越越大大，會(huì)會(huì)引引起起不不穩(wěn)穩(wěn)定定性性。 在高頻時(shí)，發(fā)射極的引線電感產(chǎn)生的電抗在高頻時(shí)，發(fā)射極的引線電感產(chǎn)生的電抗eL ，會(huì)構(gòu)成輸出與，會(huì)構(gòu)成輸出與輸入回路之間的射極反饋耦合，而引起增益下降，輸入阻

33、抗附加一輸入回路之間的射極反饋耦合，而引起增益下降，輸入阻抗附加一個(gè)電感分量。個(gè)電感分量。910)75. 043 . 2(1971. 0dlLgLe第三章第三章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器8080四、四、 飽和壓降的影響飽和壓降的影響 晶體管工作于高頻時(shí), 實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)其飽和壓降隨頻率提高而加大。 第三章第三章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器8181 第五節(jié)第五節(jié) 高頻功率放大器的實(shí)際線路高頻功率放大器的實(shí)際線路 一一 直流饋電線路直流饋電線路 直流饋電線路包括集電極和基極饋電線路。下面結(jié)合集電極饋電線路和基極饋電線路說明Cb、 Lb的應(yīng)用方法。 1集電極饋電線路集電極饋電線路 圖3 25是集電極

34、饋電線路的兩種形式: 串聯(lián)饋電線路和并聯(lián)饋電線路。 圖 3 25(b) 中晶體管、 電源、 諧振回路三者是并聯(lián)連接的, 故稱為并聯(lián)饋電線路。 第三章第三章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器8282VCCbEcLbL(a)VEc(b)CL1Cb1CbLb 圖 3 25 集電極饋電線路兩種形式 (a) 串聯(lián)饋電; (b) 并聯(lián)饋電第三章第三章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器8383 2基極饋電線路基極饋電線路 基極饋電線路也有串聯(lián)和并聯(lián)兩種形式。 圖3 26示出了幾種基極饋電形式, 基極的負(fù)偏壓既可以是外加的, 也可以由基極直流電流或發(fā)射極直流電流流過電阻產(chǎn)生。 第三章第三章 高頻諧振放大器高頻諧振放大

35、器8484ReCbVCbVR1R2ECbLbV(a)(b)(c) 圖 3 26 基極饋電線路的幾種形式 第三章第三章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器8585 二二 輸出匹配網(wǎng)絡(luò)輸出匹配網(wǎng)絡(luò) 該雙端口網(wǎng)絡(luò)應(yīng)具有這樣的幾個(gè)特點(diǎn): (1) 以保證放大器傳輸?shù)截?fù)載的功率最大, 即起到阻抗匹配的作用; (2) 抑制工作頻率范圍以外的不需要頻率, 即有良好的濾波作用; (3) 大多數(shù)發(fā)射機(jī)為波段工作 。 1. LC匹配網(wǎng)絡(luò)匹配網(wǎng)絡(luò) 圖3 27是幾種常用的LC匹配網(wǎng)絡(luò)。 第三章第三章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器8686R2R1(a)(b)(c) 圖 3 27幾種常見的LC匹配 (a) L型; (b) T型;

36、 (c) 型第三章第三章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器8787XsXpRpXsXpRsXpXpRp(a)(b)XsXsRs 圖 3 28L型匹配網(wǎng)絡(luò) (a) L-I型網(wǎng)絡(luò); (b) L-型網(wǎng)絡(luò)第三章第三章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器8888 圖3 29是一超短波輸出放大器的實(shí)際電路, 它工作于固定頻率。 3DA21CCbVC1L1L2C222.5 V圖 3 29 一超短波輸出放大器的實(shí)際電路 第三章第三章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器8989 2 耦合回路耦合回路 圖3 30是一短波發(fā)射機(jī)的輸出放大器， 它采用互感耦合回路作輸出電路, 多波段工作。 V1CbC1L1L2C2KL324 VM

37、圖3 30 短波輸出放大器的實(shí)際線路第三章第三章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器9090三、推挽連接線路 提高輸出功率提高輸出功率第三章第三章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器9191 三、三、 高頻功放的實(shí)際線路舉例高頻功放的實(shí)際線路舉例 圖3 31(a)是工作頻率為50 MHz的晶體管諧振功率放大電路, 它向50 外接負(fù)載提供25W功率, 功率增益達(dá)7 dB。 VL2Ec13.5 VLbC1C214150pF50 90400 pFL1L332250 pF32250 pFC3C450 (a)第三章第三章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器9292C5VR1100k50 530 pFL1533pF15 p

38、FC4R2110 kEGEDC615 pFL3C8C7533 pF533 pF50 (b)C1C2C3L2 圖 3 31 高頻功放實(shí)際線路(a) 50 MHz諧振功放電路; (b) 175 MHz諧振功放電路第三章第三章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器9393第六節(jié)第六節(jié) 功率放大器線性化技術(shù)功率放大器線性化技術(shù)一、功率回退技術(shù)一、功率回退技術(shù)二、預(yù)失真線性化技術(shù)二、預(yù)失真線性化技術(shù)三、前饋技術(shù)三、前饋技術(shù)四、負(fù)反饋技術(shù)四、負(fù)反饋技術(shù)五、包絡(luò)消除與恢復(fù)技術(shù)五、包絡(luò)消除與恢復(fù)技術(shù)第三章第三章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器9494 第七節(jié)第七節(jié) 高頻功放、功率合成與射頻高頻功放、功率合成與射頻模塊放大器模塊放大器 一、一、D D類高頻功率放大器類高頻功率