第二章諧振功率放大器

1、第二章第二章 諧振功率放大器諧振功率放大器要求：要求：掌握諧振功率放大器的工作原理，負(fù)載特性，掌握諧振功率放大器的工作原理，負(fù)載特性，了解調(diào)制特性和放大特性，熟悉實(shí)際電路組成了解調(diào)制特性和放大特性，熟悉實(shí)際電路組成;2.1概述概述v在無線電廣播和通信發(fā)射機(jī)中，為了獲得大功率的在無線電廣播和通信發(fā)射機(jī)中，為了獲得大功率的高頻信號(hào)，必須采用高頻信號(hào)，必須采用高頻功率放大器。高頻功率放大器。高頻功率放高頻功率放大器按工作頻帶的寬窄可分為大器按工作頻帶的寬窄可分為窄帶高頻功率放大器窄帶高頻功率放大器和和寬帶高頻功率放大器寬帶高頻功率放大器。窄帶高頻功率放大器通常。窄帶高頻功率放大器通常以以LC并聯(lián)諧振

2、回路作負(fù)載并聯(lián)諧振回路作負(fù)載，因此又稱為，因此又稱為諧振功率放諧振功率放大器大器。寬帶高頻功率放大器以傳輸線變壓器為負(fù)載，。寬帶高頻功率放大器以傳輸線變壓器為負(fù)載，因此又稱為非諧振功率放大器。因此又稱為非諧振功率放大器。 在低頻電子線路課程中，已經(jīng)建立了一個(gè)很重要的在低頻電子線路課程中，已經(jīng)建立了一個(gè)很重要的概念概念, ,即功率放大器的實(shí)質(zhì)是即功率放大器的實(shí)質(zhì)是: :將直流電源供給的直流功率轉(zhuǎn)換為交流輸出功率。將直流電源供給的直流功率轉(zhuǎn)換為交流輸出功率。 在轉(zhuǎn)換過程中，不可避免地存在著能量的損耗，這在轉(zhuǎn)換過程中，不可避免地存在著能量的損耗，這部分損耗的功率通常變成了熱能。若損耗功率過大就部分損

3、耗的功率通常變成了熱能。若損耗功率過大就會(huì)使功率放大器因過熱而損壞。高頻功率放大電路對(duì)高會(huì)使功率放大器因過熱而損壞。高頻功率放大電路對(duì)高頻已調(diào)波信號(hào)進(jìn)行功率放大頻已調(diào)波信號(hào)進(jìn)行功率放大, , 然后經(jīng)天線將其輻射到空然后經(jīng)天線將其輻射到空間間, , 所以要求輸出功率很大。所以要求輸出功率很大。 輸出功率大輸出功率大, , 從節(jié)省能量的角度考慮從節(jié)省能量的角度考慮, , 效率更加顯效率更加顯得重要。得重要。因此，功率放大器研究的主要問題就是如何提因此，功率放大器研究的主要問題就是如何提高效率，減小損耗及獲得大的輸出功率。高效率，減小損耗及獲得大的輸出功率。功率放大器的效率與什么有關(guān)？功率放大器的效

4、率與什么有關(guān)？ 功率放大器的效率與其放大器件的工作狀態(tài)有直接關(guān)系，功率放大器的效率與其放大器件的工作狀態(tài)有直接關(guān)系，為了提高為了提高效率，高頻功率放大器多選擇在丙類或丁類，甚至戊類工作狀態(tài)。效率，高頻功率放大器多選擇在丙類或丁類，甚至戊類工作狀態(tài)。晶體管放大電路有哪些工作狀態(tài)？晶體管放大電路有哪些工作狀態(tài)？功功率率放放大大器器按按工工作作狀狀態(tài)態(tài)分分類類：近近年年來來雙雙出出現(xiàn)現(xiàn)了了D類類、E類類及及S類類等等開開關(guān)關(guān)功功率率放放大大器器ECICEO uCE iCO轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移移特特性性曲曲線線輸輸出出特特性性曲曲線線 常常量量 CEuBEcufi 常常量量 BEuCEcufiBBU UBZ QQB

5、類類：o90BZBBUU C 類類：o90 ,BZBBUU 。 BEuci截止區(qū)截止區(qū)飽和區(qū)飽和區(qū)A類類 ：Q位位于于放放大大區(qū)區(qū)0180 對(duì)于諧波抑制度要求很高的高頻功率放大器，通常選用對(duì)于諧波抑制度要求很高的高頻功率放大器，通常選用甲類或甲乙類推挽工作狀態(tài)，以使晶體管工作在線性放大甲類或甲乙類推挽工作狀態(tài)，以使晶體管工作在線性放大區(qū)。顯然，效率不高，且輸出功率不可能太高。若要求輸區(qū)。顯然，效率不高，且輸出功率不可能太高。若要求輸出功率高，出功率高，可以采用功率合成的辦法來提高可以采用功率合成的辦法來提高。v晶體管在這樣的工作狀態(tài)下，輸出電流波形失真很大晶體管在這樣的工作狀態(tài)下，輸出電流波形

6、失真很大,怎么辦？怎么辦？v必須采用具有一定濾波特性的選頻網(wǎng)絡(luò)作為負(fù)載，以得到必須采用具有一定濾波特性的選頻網(wǎng)絡(luò)作為負(fù)載，以得到接近正弦波的輸出電壓波形，多用于推動(dòng)級(jí)和末級(jí)作功率接近正弦波的輸出電壓波形，多用于推動(dòng)級(jí)和末級(jí)作功率放大，其諧波抑制度不可能做得很高。放大，其諧波抑制度不可能做得很高。v高頻功率放大器的主要指標(biāo)是高頻功率放大器的主要指標(biāo)是高頻輸出功率、效率、高頻輸出功率、效率、功率增益、帶寬和諧波抑制度等功率增益、帶寬和諧波抑制度等。這幾項(xiàng)指標(biāo)往往。這幾項(xiàng)指標(biāo)往往是相互矛盾的。在設(shè)計(jì)功率放大器時(shí)，總是根據(jù)放是相互矛盾的。在設(shè)計(jì)功率放大器時(shí)，總是根據(jù)放大器的待點(diǎn)，突出其中的一些指標(biāo)，兼

7、顧另外一些大器的待點(diǎn)，突出其中的一些指標(biāo)，兼顧另外一些指標(biāo)。例如，對(duì)于發(fā)射機(jī)的輸出級(jí)，其特點(diǎn)是希望指標(biāo)。例如，對(duì)于發(fā)射機(jī)的輸出級(jí)，其特點(diǎn)是希望輸出功率最高，對(duì)應(yīng)的效率不一定會(huì)最高；對(duì)于單輸出功率最高，對(duì)應(yīng)的效率不一定會(huì)最高；對(duì)于單邊帶發(fā)射機(jī)，則要求功率放大器非線性失真盡可能邊帶發(fā)射機(jī)，則要求功率放大器非線性失真盡可能小，也就是諧波抑制度是設(shè)計(jì)的主要問題。顯然，小，也就是諧波抑制度是設(shè)計(jì)的主要問題。顯然，在這類功率放大器中，效率是不很高的。在這類功率放大器中，效率是不很高的。v高頻功率放大器常用的有源器件是：高頻功率放大器常用的有源器件是： 晶體管、場(chǎng)效應(yīng)管和電子管，輸出功率在晶體管、場(chǎng)效應(yīng)管和

8、電子管，輸出功率在1KW以以下的功率管常采用晶體管；而對(duì)下的功率管常采用晶體管；而對(duì)1KW以上的則主要采以上的則主要采用電子管，本章主要討論晶體管諧振功率放大器，共用電子管，本章主要討論晶體管諧振功率放大器，共工作原理亦適用于其他器件的諧振功率放大器。工作原理亦適用于其他器件的諧振功率放大器。v工作頻率：工作頻率： 幾百千赫幾百千赫幾百兆赫，幾百兆赫， ZZMHKH小結(jié)小結(jié)在在高高頻頻范范圍圍內(nèi)內(nèi)，為為了了獲獲得得足足夠夠大大的的高高頻頻輸輸出出功功率率，必必須須采采用用高高頻頻調(diào)調(diào)諧諧功功率率放放大大器器，這這是是發(fā)發(fā)射射設(shè)設(shè)備備的的重重要要組組成成部部分分。對(duì)對(duì)高高頻頻功功率率放放大大器器

9、的的一一般般要要求求同同低低頻頻功功放放相相同同： 輸輸出出功功率率大大 效效率率高高特特點(diǎn)點(diǎn)：(1)工工 作作 頻頻 率率 高高 ， 相相 對(duì)對(duì) 頻頻 帶帶 窄窄(2)采采 用用 選選 頻頻 網(wǎng)網(wǎng) 絡(luò)絡(luò) 作作 為為 負(fù)負(fù) 載載 回回 路路2.2 高頻功率放大器的工作原理高頻功率放大器的工作原理 1 基基本本電電路路結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)晶晶體體管管：輸輸入入激激勵(lì)勵(lì)電電路路：提提供供所所需需信信號(hào)號(hào)電電壓壓；輸輸出出諧諧振振回回路路：（1）濾濾波波選選頻頻，(2)阻阻抗抗匹匹配配。+ub-RpCL+uCE-icEC-UBB(b) 等效電路等效電路+uc1-UBBCECL+uS-+ub-(a) 原理電路原理

10、電路+ub-RpCL+uCE-EC-UBB+uc1-ic常常數(shù)數(shù) ceuBEccuig2 工作原理分析工作原理分析uBEic-UBBUBZubCCicCC(1) 集集電電極極電電流流ci tUubmb cos Ubm則則 加加 到到 晶晶 體體 管管 基基 極極 ,發(fā)發(fā) 射射 級(jí)級(jí) 的的有有效效電電壓壓為為:tUUUuubmBBBBbBE cos 由由晶晶體體管管的的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移移特特性性曲曲線線可可以以看看出出：當(dāng)當(dāng)BZBEUu ，0 ci 當(dāng)當(dāng)BZBEUu ， BZBEccUugi 式式中中cg為為：gC折線的斜率折線的斜率有有 BZbmBBccUtUUgi cos +uBE _2 工作原理分析

11、工作原理分析(1) 集集電電極極電電流流ci BZbmBBccUtUUgi cos由由于于當(dāng)當(dāng)ct 時(shí)時(shí)，0 cibmBZBBcUUU cosbmBZBBcUUU 1cos cbmccbmbmcBZBBbmcctUgUtUgUUtUgi coscoscoscos)(cos 又又當(dāng)當(dāng)0t 時(shí)時(shí)， cbmccUgI cos1max vBEic-UBB-UBZvbCCicCCVbmgCIcmaxccbmcIUg cos1max 代代 入入ci有有 ： 尖尖頂頂余余弦弦脈脈沖沖的的數(shù)數(shù)學(xué)學(xué)表表達(dá)達(dá)式式cccmaxccos1coscos tIi+ub-RpCL+uCE-EC-UBB+uc1-ic+uBE

12、 _ccmaxcccos1costcosii (1) 集電極電流集電極電流若若對(duì)對(duì)ci分分解解為為付付里里葉葉級(jí)級(jí)數(shù)數(shù)為為： ntItItIIic cos2coscoscmncm1cm1co其其中中各各系系數(shù)數(shù)分分別別為為： ccoIItdiI 0cmaxcccccmaxc)cos1cossin)(21 11111cmaxcmaxsincoscos()()cosccccccmcccIitdtII maxcmax2sincoscossin12cos()1 1 coscccccccmnccnccnnnIin tdtiIn n 式式中中：(1) c 0， c 1， cn 稱稱為為尖尖頂頂余余弦弦脈脈

13、沖沖的的分分解解系系數(shù)數(shù)。一一般般可可以以根根據(jù)據(jù)c 的的數(shù)數(shù)值值查查表表求求出出各各分分解解系系數(shù)數(shù)的的值值。 (2) coI，cm1I，cm2I，cmnI為直流及基波和各次諧波的振幅。為直流及基波和各次諧波的振幅。 ictccic1ic2ic3IcoIcmaxiC頻譜頻譜(2)集電極輸出電壓集電極輸出電壓ci經(jīng)經(jīng) LC 并并聯(lián)聯(lián)諧諧振振回回路路后后，此此回回路路對(duì)對(duì)基基波波產(chǎn)產(chǎn)生生諧諧振振，呈呈純純電電阻阻PRci（最最大大值值） ，而而對(duì)對(duì)其其它它諧諧波波失失諧諧阻阻抗抗很很低低，呈呈電電容容性性。因因而而回回路路選選出出基基波波電電壓壓1cu，而而濾濾除除各各次次諧諧波波電電壓壓。 2

14、 3LC回回路阻路阻抗抗 Rp故故回回路路輸輸出出的的基基波波電電壓壓：tUtRIRiucmpcmpcc coscos111 而而晶晶體體管管集集電電極極的的輸輸出出電電壓壓：tUEucmCCE cos 0+ub-RpCL+uCE-EC-UBB+uc1-ic+uBE _ictccic1ic2ic3IcoIcmaxubUBZUBBIcmaxuBEtibtictuCEuctECUcmUbmuBEic-UBBUBZubC UbmgCC 3. 高頻功放的功率關(guān)系高頻功放的功率關(guān)系 (1) 集集電電極極電電源源提提供供的的直直流流功功率率：0CCDIEP (2) 集集 電電 極極 輸輸 出出 交交 流流

15、 功功 率率 （ 負(fù)負(fù) 載載 上上 得得 到到 的的 功功 率率 ）PCmPCmCmCmRURIIUP2212121210 （注注意意PR為為回回路路諧諧振振阻阻抗抗）(3) 集集電電極極耗耗散散功功率率CP，oDCPPP (4) 集集電電極極能能量量轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換效效率率c ： cCOCCmCmCooDocgIEIUPPPPP 112121 其其中中：CCmEU 為為集集電電極極電電壓壓利利用用系系數(shù)數(shù)； CO1Cmc1IIg )()(01cc稱稱為為波波形形系系數(shù)數(shù)，是是導(dǎo)導(dǎo)通通角角c 的的函函數(shù)數(shù)，通通常常可可查查表表求求出出。討討論論：(1 )CPCmCCmERIEU1 ， cPR (2)

16、COCmcIIg11 ，一一般般有有： cccg 1 (3)cccocoocPPPPP 1 co13g11.02.02當(dāng)晶體管允許的耗散功率一定時(shí)，當(dāng)晶體管允許的耗散功率一定時(shí)， ocP VT1VT2T1LCRLECCC2.2.3 D類和類和E類功率放大器簡(jiǎn)介類功率放大器簡(jiǎn)介 1. D類功率放大器的原理分析類功率放大器的原理分析 D類功率放大器有類功率放大器有電壓開關(guān)型電壓開關(guān)型和和電流開關(guān)型電流開關(guān)型兩種基本兩種基本電路，電壓開關(guān)型電路，電壓開關(guān)型D類功率放大器是已推廣應(yīng)用的電路類功率放大器是已推廣應(yīng)用的電路 uiub1ub2ic1ic2uLuA ub1和和ub2是由是由ui通過變壓器通過變

17、壓器T1產(chǎn)生的兩個(gè)極性相反的輸入激勵(lì)產(chǎn)生的兩個(gè)極性相反的輸入激勵(lì)電壓電壓 ui正半周時(shí)正半周時(shí)VT1管飽和導(dǎo)通，管飽和導(dǎo)通，VT2管截止，電源管截止，電源EC對(duì)電容對(duì)電容C充充電，電容上的電壓很快充至電，電容上的電壓很快充至（EC- -UCES1）值，）值，A點(diǎn)對(duì)地的電點(diǎn)對(duì)地的電壓壓uA=（EC- -UCES1） 。 ui負(fù)半周時(shí)負(fù)半周時(shí)VT2管飽和導(dǎo)通，管飽和導(dǎo)通，VT1管截止。管截止。VT2管的直管的直流電源由電容流電源由電容C上充的電荷供給，上充的電荷供給，uA= UCES20 uA近似為矩形波電壓，幅值為（近似為矩形波電壓，幅值為（EC-2UCES）。若）。若L、C和和RL串聯(lián)諧振回路

18、調(diào)諧在輸入信號(hào)的角頻率串聯(lián)諧振回路調(diào)諧在輸入信號(hào)的角頻率上，且回路的上，且回路的Q值值足夠高，則通過回路的電流足夠高，則通過回路的電流ic1或或ic2是角頻率為是角頻率為的余弦波，的余弦波，RL上可得相對(duì)輸入信號(hào)不失真的輸出功率。上可得相對(duì)輸入信號(hào)不失真的輸出功率。ECUCESEC-2-2UCESuAtic1tic2tuLt 盡管每管飽和導(dǎo)通時(shí)的電流很大，但相應(yīng)的管壓降很盡管每管飽和導(dǎo)通時(shí)的電流很大，但相應(yīng)的管壓降很小，這樣，每管的管耗就很小，放大器的效率也就很高小，這樣，每管的管耗就很小，放大器的效率也就很高 uA為矩形方波，用傅里葉級(jí)數(shù)展開后可求得其基波分為矩形方波，用傅里葉級(jí)數(shù)展開后可求

19、得其基波分量的振幅為量的振幅為 ： VT1管電流管電流ic1 (或或VT2管管電流電流ic2)的直流電流為：的直流電流為： ECEC-2-2UCESuAtUCESic1tic2tuLt021sinC1CdEUEtt ID電源供給的直流功率：電源供給的直流功率：PD=EC ID max1DcPE i放大器的輸出功率放大器的輸出功率Po為為 ；1 12sincos111()221 cosCocmaxcmax2cccCcEEPU III 效率效率=PoPD =100 實(shí)際晶體管的飽和壓降不可能為零，又考慮到管子結(jié)電實(shí)際晶體管的飽和壓降不可能為零，又考慮到管子結(jié)電容、電路分布電容的影響容、電路分布電容

20、的影響(使管壓降波形使管壓降波形uA有一定上升沿和下有一定上升沿和下降沿降沿)，從而使，從而使D類功放的效率小于類功放的效率小于100，典型值大于，典型值大于90。 2. 輸出功率及效率計(jì)算輸出功率及效率計(jì)算sincos1)1coscmaxccccmaxccoIII 2.2.4 丙類倍頻器丙類倍頻器 功用：功用：輸出信號(hào)的頻率是輸入信號(hào)頻率的整數(shù)倍。輸出信號(hào)的頻率是輸入信號(hào)頻率的整數(shù)倍。 采用倍頻器的目的是：采用倍頻器的目的是： 1能降低電子設(shè)備的主振頻率，對(duì)提高設(shè)備的頻率穩(wěn)定能降低電子設(shè)備的主振頻率，對(duì)提高設(shè)備的頻率穩(wěn)定 度有利。度有利。2在通信機(jī)的主振器工作波段不擴(kuò)展的條件下，可利用在通信

21、機(jī)的主振器工作波段不擴(kuò)展的條件下，可利用 倍頻器擴(kuò)展發(fā)射機(jī)輸出級(jí)的工作波段。倍頻器擴(kuò)展發(fā)射機(jī)輸出級(jí)的工作波段。3在調(diào)頻和調(diào)相發(fā)射機(jī)中，采用倍頻器可加大頻移或相在調(diào)頻和調(diào)相發(fā)射機(jī)中，采用倍頻器可加大頻移或相 移，即可加深調(diào)制深度。移，即可加深調(diào)制深度。1、利用丙類放大器電流脈沖中的諧波經(jīng)選頻回路獲、利用丙類放大器電流脈沖中的諧波經(jīng)選頻回路獲得倍頻。得倍頻。2、利用模擬乘法器實(shí)現(xiàn)倍頻。、利用模擬乘法器實(shí)現(xiàn)倍頻。3、利用、利用PN結(jié)電容的非線性變化，得到輸入信號(hào)頻率結(jié)電容的非線性變化，得到輸入信號(hào)頻率的諧波，經(jīng)選頻回路獲得倍頻，稱為參量倍頻器。的諧波，經(jīng)選頻回路獲得倍頻，稱為參量倍頻器。倍頻器按其工

22、作原理可分為三類：倍頻器按其工作原理可分為三類：2.2.4 丙類倍頻器丙類倍頻器1 丙丙類類倍倍頻頻器器的的電電路路結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)晶晶體體管管倍倍頻頻器器與與高高頻頻功功放放的的線線路路基基本本相相同同，唯唯一一不不同同之之處處是是它它的的集集電電極極回回路路對(duì)對(duì)輸輸入入信信號(hào)號(hào)的的某某次次諧諧波波頻頻率率 nf 調(diào)調(diào)諧諧。 (1) 丙丙類類倍倍頻頻器器工工作作原原理理分分析析已知丙類放大器集電極電流已知丙類放大器集電極電流ci為尖頂余弦脈沖，即：為尖頂余弦脈沖，即： tncosIt2cosItcosIIiCn2C1CCOc 如如果果集集電電極極回回路路不不是是調(diào)調(diào)諧諧于于基基波波，而而是是調(diào)調(diào)諧諧

23、于于 n 次次諧諧波波那那么么回回路路對(duì)對(duì)基基波波和和其其它它諧諧波波的的阻阻抗抗很很小小，而而對(duì)對(duì) n 次次諧諧波波的的阻阻抗抗則則達(dá)達(dá)到到最最大大值值，且且呈呈電電阻阻性性。于于是是回回路路的的輸輸出出電電壓壓和和功功率率就就是是 n 次次諧諧波波，故故起起到到了了倍倍頻頻作作用用。2.2.4 丙類倍頻器丙類倍頻器工工作作于于二二次次諧諧波波倍倍頻頻器器的的電電流流和和電電壓壓關(guān)關(guān)系系如如下下圖圖所所示示：其其中中：tUEuCCce 2cos2 , 而而 PCCRIU22 PR為為 LC 回回路路諧諧振振在在 2時(shí)時(shí)的的并并聯(lián)聯(lián)諧諧振振電電阻阻。iC+uce- Ec +-uc2+iciC1

24、iC2ic頻譜頻譜0 2 3 4ICOIC1IC2IC3IC4LC諧振特性諧振特性注注意意點(diǎn)點(diǎn)：1 在在有有ci流流通通的的時(shí)時(shí)間間內(nèi)內(nèi)，倍倍頻頻器器的的集集電電極極瞬瞬時(shí)時(shí)電電壓壓上上升升速速度度比比較較快快， 故故倍倍頻頻器器的的集集電電極極耗耗散散功功率率CP比比正正常常工工作作于于基基波波狀狀態(tài)態(tài)時(shí)時(shí)大大得得多多，即即集集電電極極效效率率c 較較低低，且且倍倍頻頻次次數(shù)數(shù) n 值值較較高高，損損耗耗較較大大，效效率率較較低低，故故丙丙類類倍倍頻頻器器一一般般只只限限于于二二倍倍頻頻和和三三倍倍頻頻的的應(yīng)應(yīng)用用。 iC1iC1iC1iC2iC2iC22.2.4晶體管倍頻器晶體管倍頻器2.

25、 由由于于倍倍頻頻器器主主要要是是利利用用了了余余弦弦尖尖頂頂脈脈沖沖的的諧諧波波分分量量，即即： maxccncniI 在在作作倍倍頻頻器器應(yīng)應(yīng)用用時(shí)時(shí)，為為使使輸輸出出最最大大，一一般般應(yīng)應(yīng)選選擇擇使使 cn 為為最最大大值值的的導(dǎo)導(dǎo)通通角角，而而此此最最佳佳導(dǎo)導(dǎo)通通角角為為： 0c0c040,3n60,2n,n120 3. 如如果果設(shè)設(shè)倍倍頻頻器器的的導(dǎo)導(dǎo)通通角角為為c ，則則倍倍頻頻器器的的輸輸出出功功率率和和效效率率為為 cnCcncnonIEIUP cmax2121而而其其中中：ccnEU 電電壓壓利利用用系系數(shù)數(shù) cncoccncncgIEIUPP 2121Don 而而cocnc

26、ocncnIIg 可可見見， n 次次諧諧波波倍倍頻頻器器的的輸輸出出功功率率正正比比于于 n 次次諧諧波波的的分分解解系系數(shù)數(shù)cn 。在實(shí)際倍頻器電路中，考慮到下述兩個(gè)因素：在實(shí)際倍頻器電路中，考慮到下述兩個(gè)因素： 首先，集電極電流脈沖中諧波分量幅度是隨首先，集電極電流脈沖中諧波分量幅度是隨n的增大而迅的增大而迅速減小的，因而，倍頻次數(shù)過高，倍頻器的輸出功率和效率速減小的，因而，倍頻次數(shù)過高，倍頻器的輸出功率和效率就會(huì)過低而導(dǎo)致不能正常工作。就會(huì)過低而導(dǎo)致不能正常工作。 其次，倍頻器的輸出回路需要濾除高于其次，倍頻器的輸出回路需要濾除高于n和低于和低于n的各次的各次諧波分量。其中低于諧波分量

27、。其中低于n的各次諧波分量幅度比有用分量大，要的各次諧波分量幅度比有用分量大，要將它們?yōu)V除較為困難。倍頻次數(shù)過高，倍頻器對(duì)輸出回路提將它們?yōu)V除較為困難。倍頻次數(shù)過高，倍頻器對(duì)輸出回路提出的濾波度要求就會(huì)過于苛刻而難以實(shí)現(xiàn)。出的濾波度要求就會(huì)過于苛刻而難以實(shí)現(xiàn)。 所以，如果實(shí)際電路中需要增加倍頻次數(shù)，可將所以，如果實(shí)際電路中需要增加倍頻次數(shù)，可將m個(gè)倍頻個(gè)倍頻器級(jí)聯(lián)起來工作或采用變?nèi)荻O管、階躍二極管構(gòu)成的參量器級(jí)聯(lián)起來工作或采用變?nèi)荻O管、階躍二極管構(gòu)成的參量倍頻器。倍頻器。2.3 高頻功率放大器的動(dòng)態(tài)分析高頻功率放大器的動(dòng)態(tài)分析 2.3.1 高高頻頻功功率率放放大大器器的的動(dòng)動(dòng)態(tài)態(tài)特特性性

28、2.3 高頻功率放大器的動(dòng)態(tài)分析高頻功率放大器的動(dòng)態(tài)分析由由于于高高頻頻功功放放工工作作在在大大信信號(hào)號(hào)的的非非線線性性狀狀態(tài)態(tài)，顯顯然然晶晶體體管管的的小小信信號(hào)號(hào)等等效效電電路路的的分分析析方方法法已已不不適適用用，所所以以分分析析方方法法一一般般利利用用晶晶體體管管的的靜靜態(tài)態(tài)特特性性曲曲線線，但但由由于于晶晶體體管管的的靜靜態(tài)態(tài)特特性性曲曲線線與與頻頻率率有有關(guān)關(guān)，如如右右圖圖所所示示了了 與與f之之間間的的關(guān)關(guān)系系。而而通通常常所所說說的的靜靜態(tài)態(tài)特特性性曲曲線線是是指指低低頻頻區(qū)區(qū)：o0.5ff0.2fTfT f5 .0f 中中頻頻區(qū)區(qū)：Tf2 . 0ff5 . 0 高高 頻頻 區(qū)

29、區(qū) ：TTfff2 .0 故故直直接接進(jìn)進(jìn)行行高高頻頻區(qū)區(qū)或或中中頻頻區(qū)區(qū)的的分分析析和和計(jì)計(jì)算算是是相相當(dāng)當(dāng)困困難難的的。本本節(jié)節(jié)將將從從低低頻頻區(qū)區(qū)的的靜靜態(tài)態(tài)特特性性來來解解析析晶晶體體管管的的高高頻頻功功放放的的工工作作原原理理。1、 放放大大區(qū)區(qū)動(dòng)動(dòng)態(tài)態(tài)特特性性方方程程 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(shí)時(shí)，其其外外部部電電路路電電壓壓方方程程為為：若若 設(shè)設(shè) ：tUubmb cos 輸輸入入端端：tUUubmBBBE cos 輸輸 出出 端端 ：tUEucmCce cos 其其 中中 ：tUuCmc cos1 由上兩式消除由上兩式消除tcos 可得：可得：cmceCbm

30、BBBEUuEUUu 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)系系式式（折折線線方方程程） ： BZBEccUugi 可可得得： ocedbmBZBBcmCcecmbmcBZcmceCbmBBccUugUUUUEuUUgUUuEUUgi )(uBEicgCUBZ+ub-CLEC-UBB+uc1-icRp+uCE-+uBE _2.3.1 高頻功率放大器的動(dòng)態(tài)特性高頻功率放大器的動(dòng)態(tài)特性 ocedbmBZBBcmCcecmbmcBZcmceCbmBBccUugUUUUEuUUgUUuEUUgi )(2.3.1 高高頻頻功功率率放放大大器器的的動(dòng)動(dòng)態(tài)態(tài)特特性性 1、 動(dòng)動(dòng)態(tài)態(tài)特特性性方方程程

31、 Ci與與ceu之之間間關(guān)關(guān)系系的的動(dòng)動(dòng)態(tài)態(tài)特特性性方方程程。 式式中中： cmbmcdUUgg表表示示動(dòng)動(dòng)態(tài)態(tài)特特性性曲曲線線的的斜斜率率， cCmCbmBZBBcmCoUEUUUUEU cos)( 式式中中：bmBZBBcUUU cos; oU動(dòng)動(dòng)態(tài)態(tài)特特性性曲曲線線在在ceu軸軸上上的的截截距距。 uceic2.3.1 高頻功率放大器的動(dòng)態(tài)特性高頻功率放大器的動(dòng)態(tài)特性 2 動(dòng)動(dòng)態(tài)態(tài)特特征征曲曲線線 的的畫畫法法：畫畫 法法 一一 ：UoA在在靜靜態(tài)態(tài)特特征征曲曲 線線的的ceu軸軸上上取取 B 點(diǎn)點(diǎn)，使使oUOB ，由由 B 點(diǎn)點(diǎn)作作斜斜 率率為為dg的的直直線線 BA， 即即 得得 動(dòng)

32、動(dòng) 態(tài)態(tài) 特特 征征 曲曲 線線 。 BO畫畫 法法 二二 ：（1）作作靜靜態(tài)態(tài)工工作作點(diǎn)點(diǎn) Q：ECQ令令ot90 由由外外部部方方程程可可得得： )(,:BZBBcQcBBBECceUUgIiUuEuQ(2) 作作 A 點(diǎn)點(diǎn) :令令o0t bmBBbbeCmCcceUUuuUEuuAmaxmin:連連 接接 Q 、 A 兩兩 點(diǎn)點(diǎn) 即即 得得 動(dòng)動(dòng) 態(tài)態(tài) 特特 性性 曲曲 線線 。Ucmc ucmingd輸輸 出出 端端 ：tUEucmCce cos 輸輸 入入 端端 ：tUUubmBBBE cos BZBEccUugi ubemax2.3.2 高頻功率放大器的負(fù)載特性高頻功率放大器的負(fù)載

33、特性 高高 頻頻 功功 放放 的的 工工 作作 狀狀 態(tài)態(tài) ： 動(dòng)動(dòng)態(tài)態(tài)曲曲線線： )(ocedcUugi uceicUo PccccCocbmcdRIUUEUUUgg1111cos而而 可可見見動(dòng)動(dòng)態(tài)態(tài)特特性性曲曲線線的的斜斜率率和和負(fù)負(fù)載載PR有有關(guān)關(guān)，放放大大器器的的工工作作狀狀態(tài)態(tài)將將隨隨負(fù)負(fù)載載的的不不同同而而變變化化。下下面面討討論論當(dāng)當(dāng)CE、BBU、bmU不不變變時(shí)時(shí)，動(dòng)動(dòng)態(tài)態(tài)特特性性曲曲線線與與負(fù)負(fù)載載PR的的關(guān)關(guān)系系。 gd(1) 欠欠壓壓工工作作狀狀態(tài)態(tài)當(dāng)當(dāng)PR減減小小111cbmcdPccUUggRIU 較較大大，動(dòng)動(dòng)態(tài)態(tài)特特征征曲曲線線與與maxbeu所所對(duì)對(duì)的的靜靜態(tài)

34、態(tài)特特征征曲曲線線的的交交點(diǎn)點(diǎn)位位于于放放大大區(qū)區(qū)。 uBEic-UBBUBZubCCicCCgCUbmubemaxicmaxuceicECQuceminUcescesceUu min晶晶 體體 管管 的的 工工 作作 范范 圍圍 在在 放放 大大 區(qū)區(qū) 和和 截截 止止 區(qū)區(qū) 。 ci為為尖尖頂頂余余弦弦脈脈沖沖，集集電電極極電電壓壓利利用用不不充充分分。2.過過壓壓工工作作狀狀態(tài)態(tài)PR較較大大PccRIU11 較較大大1cbmcdUUgg 較較小小， 動(dòng)動(dòng)態(tài)態(tài)特特性性曲曲線線與與maxbeu所所對(duì)對(duì)的的靜靜態(tài)態(tài)特特征征曲曲線線的的交交點(diǎn)點(diǎn)位位于于飽飽和和區(qū)區(qū)。 gdubemax特特點(diǎn)點(diǎn)：c

35、esceUu min ，晶晶體體管管的的動(dòng)動(dòng)態(tài)態(tài)范范圍圍延延伸伸到到飽飽和和區(qū)區(qū)。 ci的的 波波 形形 頂頂 部部 為為 下下 凹凹 的的 余余 弦弦 脈脈 沖沖 。ucemin3.臨臨 界界 工工 作作 狀狀 態(tài)態(tài)動(dòng)動(dòng)態(tài)態(tài)特特性性曲曲線線與與臨臨界界飽飽和和線線以以及及maxbeu對(duì)對(duì)應(yīng)應(yīng)的的靜靜態(tài)態(tài)特特性性曲曲線線，三三線線相相交交于于一一點(diǎn)點(diǎn) ubemaxgcr此此時(shí)時(shí)：cesceUu min, ci為為尖尖頂頂余余弦弦脈脈沖沖。 ECQUcesUcmuBEic-UBBUBZubCCicCCgCUbmubemaxicmaxuceicECQuceminUcesgdubemaxucemin

36、ubemaxgcr如如果果設(shè)設(shè)臨臨界界線線的的斜斜率率為為crg則則 有有 :)(maxcmCcrcescrcUEgUgI 又又令令 crCcm EU cr 為為臨臨界界狀狀態(tài)態(tài)的的電電壓壓利利用用系系數(shù)數(shù) crCcrcEgI 1maxCcrccrEgImax1 uCEicgcr由由上上可可以以看看出出高高頻頻功功放放工工作作在在臨臨界界狀狀態(tài)態(tài)時(shí)時(shí)，有有較較大大的的基基波波電電流流1CI和和較較大大的的回回路路電電壓壓1CU，故故晶晶體體管管輸輸出出功功率率最最大大，高高頻頻功功放放通通常常選選擇擇這這種種工工作作狀狀態(tài)態(tài)。為為保保證證這這種種工工作作狀狀態(tài)態(tài)所所需需的的集集電電極極負(fù)負(fù)載載

37、電電阻阻PR稱稱為為最最佳佳負(fù)負(fù)載載電電阻阻。 1cmcmPcrIUR Icmaxubemax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。 （1） 欠欠壓壓區(qū)區(qū)：icucePR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 2.3.2 高頻功率放大器的負(fù)載特性高頻功率放大器的負(fù)載特性PoRp欠壓區(qū)欠壓區(qū)過壓區(qū)過壓區(qū)臨界區(qū)臨界區(qū)

38、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)Ic1Ico（2） 過過壓壓區(qū)區(qū)：c PDPcubemax注注意意：Uc1臨臨界界狀狀態(tài)態(tài)輸輸出出功功率率最最大大ocroPP ，效效率率也也較較高高，可可以以說說是是最最佳佳工工作作狀狀態(tài)態(tài)，常常選選此此狀狀態(tài)態(tài)為為末末級(jí)級(jí)功功放放輸輸出出狀狀態(tài)態(tài)。過過壓壓狀狀態(tài)態(tài)，效效率率高高，但但輸輸出出功功率率較較小小。2.3.3 高頻功率放大器的調(diào)制特高頻功率放大器的調(diào)制特性性 當(dāng)當(dāng)bm ,URP不不變變， 而而改改變變 BBCUE與與 oDCCPPII,01之之間間的的關(guān)關(guān)系系。 1. 集電極調(diào)制特性集電極調(diào)制特性 當(dāng)當(dāng)bm ,URP，BBU不不變變， 壓壓

39、區(qū)區(qū)減減少少功功放放由由臨臨界界進(jìn)進(jìn)入入過過壓壓區(qū)區(qū)增增加加功功放放由由臨臨界界進(jìn)進(jìn)入入欠欠CCEEuceicubemaxQECQECQEC注注意意：只只有有工工作作在在過過壓壓區(qū)區(qū)才才能能有有效效地地實(shí)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)CE對(duì)對(duì)1CI及及oP的的調(diào)調(diào)制制作作用用，故故集集電電極極調(diào)調(diào)幅幅電電路路應(yīng)應(yīng)工工作作在在過過壓壓區(qū)區(qū)。 t icEC欠壓區(qū)欠壓區(qū)過壓區(qū)過壓區(qū)臨界區(qū)臨界區(qū)EC欠壓區(qū)欠壓區(qū)過壓區(qū)過壓區(qū)臨界區(qū)臨界區(qū)Ic1IcoPDPOPC2.3.3 高頻功率放大器的調(diào)制特性高頻功率放大器的調(diào)制特性2. 基基極極調(diào)調(diào)制制特特性性 tUUubmBBBE cos 注注意意：如如果果要要實(shí)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)BBU對(duì)對(duì)輸輸出出

40、電電流流1CI的的有有效效調(diào)調(diào)制制，要要求求功功放放應(yīng)應(yīng)工工作作在在欠欠壓壓區(qū)區(qū)。 進(jìn)入過壓狀態(tài)后，隨著進(jìn)入過壓狀態(tài)后，隨著UBB向正值方向增大，集電極脈沖電流的寬向正值方向增大，集電極脈沖電流的寬度增加，幅度幾乎不變，但凹陷加深，結(jié)果使度增加，幅度幾乎不變，但凹陷加深，結(jié)果使Ico、Icml和相應(yīng)的和相應(yīng)的Ucm增增大得十分緩慢大得十分緩慢 UcmIcoIcml臨界臨界UBB過壓過壓欠壓欠壓O-UBB2uBEicuBEmax1uBEmax2-UBB3ub-UBB1uBEmax3UBZict飽和區(qū)飽和區(qū)放大區(qū)放大區(qū)截止區(qū)截止區(qū) 當(dāng)當(dāng)Ubm固定，固定，UBB自負(fù)值向正值方向增自負(fù)值向正值方向增大

41、時(shí)，集電極脈沖電流大時(shí)，集電極脈沖電流ic的導(dǎo)通角的導(dǎo)通角c增大，增大，從從而集電極脈沖電流而集電極脈沖電流ic的幅度和寬度均增大，的幅度和寬度均增大，狀態(tài)由欠壓區(qū)進(jìn)入過壓區(qū)。狀態(tài)由欠壓區(qū)進(jìn)入過壓區(qū)。 1C 2C 3C 2.3.4 高頻功率放大器的放大特性高頻功率放大器的放大特性tUUubmBBBE cos uBEicuBEmax1uBEmax2ub-UBBuBEmax3UBZict飽和區(qū)飽和區(qū)放大區(qū)放大區(qū)截止區(qū)截止區(qū)1C 2C 3C UcmIcmlIcoUbm過壓過壓臨界臨界欠壓欠壓OO ticOticUbm增大增大OtictOictUbm線性功率線性功率放放 大大 器器tUcmUbmUcm

42、振振 幅幅限幅器限幅器UcmtUbmUcm當(dāng)當(dāng)C , ERP，BBU不不變變， 固定固定UBB、增大、增大Ubm和固定和固定Ubm、增大、增大UBB的情況類似，的情況類似，它們都使基極輸它們都使基極輸入電壓入電壓uBEmax隨之增大，隨之增大，對(duì)對(duì)應(yīng)應(yīng)的的集電極脈沖電流集電極脈沖電流ic的幅度和寬度均增大，放的幅度和寬度均增大，放大器的工作狀態(tài)由欠壓進(jìn)入過壓大器的工作狀態(tài)由欠壓進(jìn)入過壓 。 當(dāng)諧振功率放大器作為線性功率放大器，為了使輸出信號(hào)振幅當(dāng)諧振功率放大器作為線性功率放大器，為了使輸出信號(hào)振幅Ucm反映反映輸入信號(hào)振幅輸入信號(hào)振幅Ubm的變化，的變化，放大器必須在放大器必須在Ubm變化范圍

43、內(nèi)工作在欠壓狀態(tài)。變化范圍內(nèi)工作在欠壓狀態(tài)。 當(dāng)諧振功率放大器用作振幅限幅器時(shí)，當(dāng)諧振功率放大器用作振幅限幅器時(shí)，放大器必須在放大器必須在Ubm變化的范圍內(nèi)變化的范圍內(nèi)工作在過壓狀態(tài)。工作在過壓狀態(tài)。2.3.5 高頻功率放大器的調(diào)諧特性高頻功率放大器的調(diào)諧特性 實(shí)際回路在調(diào)諧過程中，其負(fù)載是一阻抗實(shí)際回路在調(diào)諧過程中，其負(fù)載是一阻抗Zp，當(dāng)改變回，當(dāng)改變回路的元件數(shù)值，如改變回路的電容路的元件數(shù)值，如改變回路的電容C時(shí)，時(shí)，功放的外部電流功放的外部電流Ico、Icml和相應(yīng)的和相應(yīng)的Ucm等隨等隨C的變化特性稱為調(diào)諧特性。的變化特性稱為調(diào)諧特性。 設(shè)諧振時(shí)功放工作在弱過壓設(shè)諧振時(shí)功放工作在弱過

44、壓狀態(tài)，當(dāng)回路失諧后，由于阻抗?fàn)顟B(tài)，當(dāng)回路失諧后，由于阻抗Zp的模值減小，根據(jù)負(fù)載特性可的模值減小，根據(jù)負(fù)載特性可知，功放的工作狀態(tài)將向臨界及知，功放的工作狀態(tài)將向臨界及欠壓狀態(tài)變化，此時(shí)欠壓狀態(tài)變化，此時(shí)Ico和和Icml要增要增大，而大，而Ucm將下降將下降 。 應(yīng)該指出，回路失諧時(shí)直流應(yīng)該指出，回路失諧時(shí)直流輸入功率輸入功率PD=IcoEC隨隨Ico的增加而的增加而增加，而輸出功率增加，而輸出功率Po=UcmIcmlcos將主要因?qū)⒅饕騝os因因子而下降子而下降，因此失諧后集電極功，因此失諧后集電極功耗耗PC將迅速增加。這表明將迅速增加。這表明高頻功高頻功放必須經(jīng)常保持在諧振狀態(tài)放必須

45、經(jīng)常保持在諧振狀態(tài)。 UcmIcmlIco并聯(lián)諧振：阻抗最大，電并聯(lián)諧振：阻抗最大，電流最小，電壓最大。流最小，電壓最大。回路失諧：阻抗減小，電回路失諧：阻抗減小，電流增大，電壓減小。流增大，電壓減小。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。2.3.6 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)的的其其它它現(xiàn)現(xiàn)象象。實(shí)實(shí)際際

46、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)：輸輸出出功功率率效效率率c 高高頻頻效效應(yīng)應(yīng)功功率率增增益益PG輸輸入入輸輸出出阻阻抗抗變變?yōu)闉閺?fù)復(fù)阻阻抗抗ubet-UBBUBZbici 高高頻頻一一 少少數(shù)數(shù)載載流流子子的的渡渡越越時(shí)時(shí)間間效效應(yīng)應(yīng)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。當(dāng)當(dāng)高高頻頻時(shí)時(shí)：信信號(hào)號(hào)周周期期fT1與與 相相當(dāng)當(dāng)。由由于于少少 數(shù)數(shù)載載流流子子在在基基區(qū)區(qū)的的渡渡越越時(shí)時(shí)間間使使基基區(qū)

47、區(qū)內(nèi)內(nèi)的的電電荷荷具具有有一一定定的的儲(chǔ)儲(chǔ)存存效效應(yīng)應(yīng)。當(dāng)當(dāng)發(fā)發(fā)射射結(jié)結(jié)電電壓壓由由正正偏偏轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)為為反反偏偏時(shí)時(shí)，在在基基區(qū)區(qū)內(nèi)內(nèi)一一部部分分還還未未到到達(dá)達(dá)集集電電結(jié)結(jié)的的少少數(shù)數(shù)載載流流子子來來不不及及擴(kuò)擴(kuò)散散到到集集電電極極，而而被被反反向向偏偏置置所所形形成成的的電電場(chǎng)場(chǎng)重重新新推推斥斥回回發(fā)發(fā)射射極極，而而形形成成負(fù)負(fù)脈脈沖沖，同同時(shí)時(shí)主主脈脈沖沖高高度度降降低低。另另外外，由由于于渡渡越越時(shí)時(shí)間間的的影影響響，集集電電極極電電流流ci落落后后ei脈脈沖沖峰峰點(diǎn)點(diǎn)的的角角度度為為 ，且且導(dǎo)導(dǎo)通通角角增增大大，脈脈沖沖峰峰值值下下降降。另另外外，由由于于cebiii，所所以以基基極極電

48、電流流波波形形也也變變復(fù)復(fù)雜雜。ei低低 頻頻2.3.7高頻功放的高頻特性高頻功放的高頻特性二二 非非線線性性電電抗抗效效應(yīng)應(yīng)（cbC 1） 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(shì)勢(shì)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。 三三 發(fā)發(fā)射射極極引引線線電電感感的的影影響響在在高高頻頻時(shí)時(shí)，發(fā)發(fā)射射極極的的引引線線電電感感產(chǎn)產(chǎn)生生的的電電抗抗eL ，會(huì)會(huì)構(gòu)構(gòu)成成輸輸出出與與輸輸

49、入入回回路路之之間間的的射射極極反反饋饋耦耦合合，而而引引起起增增益益下下降降，輸輸入入阻阻抗抗附附加加一一個(gè)個(gè)電電感感分分量量。四四 飽飽 合合 壓壓 降降 的的 影影 響響當(dāng)當(dāng)晶晶體體管管工工作作于于高高頻頻時(shí)時(shí)，其其飽飽合合壓壓降降隨隨頻頻率率提提高高而而增增加加，即即如如果果在在保保持持同同一一工工作作電電流流時(shí)時(shí)：Ciucef1f2f2f1 CcccesEUUUf11 )(g211c 小結(jié)（小結(jié)（1）1在欠壓工作狀態(tài)的大部分范圍內(nèi)，輸出功率和集電極效率在欠壓工作狀態(tài)的大部分范圍內(nèi)，輸出功率和集電極效率都較低，集電極損耗功率大，而且當(dāng)諧振電阻變化時(shí)，輸出都較低，集電極損耗功率大，而且當(dāng)

50、諧振電阻變化時(shí)，輸出信號(hào)電壓振幅將產(chǎn)生較大變化。信號(hào)電壓振幅將產(chǎn)生較大變化。2在臨界工作狀態(tài)，輸出功率最大，且集電極效率也高，在臨界工作狀態(tài)，輸出功率最大，且集電極效率也高，為諧振功放的最佳工作狀態(tài)。常用于發(fā)射機(jī)的功率輸出級(jí)，為諧振功放的最佳工作狀態(tài)。常用于發(fā)射機(jī)的功率輸出級(jí)，以便獲得最大輸出功率。以便獲得最大輸出功率。3在過壓工作狀態(tài)，當(dāng)諧振電阻變化時(shí)，輸出信號(hào)電壓振在過壓工作狀態(tài)，當(dāng)諧振電阻變化時(shí)，輸出信號(hào)電壓振幅變化較小，多用于需要維持輸出電壓比較平穩(wěn)的場(chǎng)合，如幅變化較小，多用于需要維持輸出電壓比較平穩(wěn)的場(chǎng)合，如發(fā)射機(jī)的中間放大級(jí)。發(fā)射機(jī)的中間放大級(jí)。 小結(jié)（小結(jié)（2） (1) 若對(duì)等幅

51、信號(hào)進(jìn)行功率放大若對(duì)等幅信號(hào)進(jìn)行功率放大, 應(yīng)使功放工作在臨界狀態(tài)應(yīng)使功放工作在臨界狀態(tài), 此時(shí)輸出功率最大此時(shí)輸出功率最大, 效率也接近最大。比如對(duì)調(diào)頻信號(hào)進(jìn)行功效率也接近最大。比如對(duì)調(diào)頻信號(hào)進(jìn)行功率放大。率放大。 (2) 若對(duì)非等幅信號(hào)進(jìn)行功率放大若對(duì)非等幅信號(hào)進(jìn)行功率放大, 應(yīng)使功放工作在欠壓狀態(tài)應(yīng)使功放工作在欠壓狀態(tài), 但線性較差。若采用甲類或乙類工作但線性較差。若采用甲類或乙類工作, 則線性較好。比如對(duì)調(diào)則線性較好。比如對(duì)調(diào)幅信號(hào)進(jìn)行功率放大。幅信號(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), 也可進(jìn)行振幅調(diào)制。也可進(jìn)行振幅調(diào)制。若調(diào)制信

52、號(hào)加在基極偏壓上若調(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)制若調(diào)制信號(hào)加在集電極電壓上信號(hào)加在集電極電壓上, 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R直接影響功放在欠壓區(qū)內(nèi)的動(dòng)態(tài)線斜直接影響功放在欠壓區(qū)內(nèi)的動(dòng)態(tài)線斜率率, 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, 在分析和設(shè)計(jì)功放時(shí)應(yīng)在分析和設(shè)計(jì)功放時(shí)應(yīng)重視負(fù)載特性。重視負(fù)載特性。 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: 諧振功率放大器是由輸入回路、晶體管和輸出回路組成。諧振功率放

53、大器是由輸入回路、晶體管和輸出回路組成。輸入、輸出回路在諧振功率放大器中的作用是輸入、輸出回路在諧振功率放大器中的作用是:提供放大器所提供放大器所需的正常偏置；實(shí)現(xiàn)濾波需的正常偏置；實(shí)現(xiàn)濾波(調(diào)諧于基波頻率調(diào)諧于基波頻率)；保證阻抗匹配。；保證阻抗匹配?？烧J(rèn)為它是由可認(rèn)為它是由直流饋電電路直流饋電電路和和匹配網(wǎng)絡(luò)匹配網(wǎng)絡(luò)兩部分組成。兩部分組成。一、直流饋電電路一、直流饋電電路 晶體管高頻功率放大器的直流饋電電路分為晶體管高頻功率放大器的直流饋電電路分為集電極饋集電極饋電電路電電路和和基極饋電電路基極饋電電路兩類。兩類。 2.4 高頻功率放大器的電路組成高頻功率放大器的電路組成直流饋電線路：為晶

54、體管各級(jí)提供合適的偏置；直流饋電線路：為晶體管各級(jí)提供合適的偏置；交流匹配網(wǎng)絡(luò)：將交流功率信號(hào)有效地傳輸。交流匹配網(wǎng)絡(luò)：將交流功率信號(hào)有效地傳輸。2.4 高頻功率放大器的電路組成高頻功率放大器的電路組成 根根據(jù)據(jù)直直流流電電源源連連接接方方式式的的不不同同，可可分分為為：串串聯(lián)聯(lián)饋饋電電線線路路：直直流流電電源源、匹匹配配網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)和和晶晶體體管管三三者者形形成成串串聯(lián)聯(lián)連連接接的的方方式式。并并聯(lián)聯(lián)饋饋電電線線路路：直直流流電電源源、匹匹配配網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)和和晶晶體體管管三三者者形形成成并并聯(lián)聯(lián)連連接接的的方方式式。兩兩種種饋饋電電方方式式雖雖然然電電路路結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)不不同同，但但對(duì)對(duì)電電路路來來說說，

55、總總應(yīng)應(yīng)有有：tUEucCce cos1 2.4.1高頻功率放大器的電路組成高頻功率放大器的電路組成1 集集電電極極饋饋電電電電路路：（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的的直直流流分分量量COI除除晶晶體體 管管的的內(nèi)內(nèi)阻阻外外，應(yīng)應(yīng)予予以以短短路路， 以以保保證證CE全全部部加加在在集集電電極極 上上，避避免免管管外外電電路路消消耗耗電電源源 功功率率，即即CCODEIP 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(duì)對(duì)1CI應(yīng)應(yīng) 短短 路路 。 ci

56、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(duì)對(duì) 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 。 IcoECIc1CLIcnLCCCCC1ECLCuc1VTLCCCECLCuc1VT2.4.1高頻功率放大器的電路組成高頻功率放大器的電路組成（2） 常常用用的的集集電電極極串串饋饋和和并并饋饋電電路路如如下下圖圖所所示示：cL高高頻頻扼扼流流圈圈：通通直直流流阻阻交交流流 cC：高高頻頻旁旁路路電電容容：通通交交流流隔隔直直流流 c1C：隔隔直直電電容容：通通交交流流隔隔直直流流 以以上上兩兩個(gè)個(gè)電電路

57、路勻勻滿滿足足： tUEucCce cos1 ICO直流通路直流通路ICOECLCCCCC1ECLCuc1VTLCCCECLCuc1VTIC1交流通路交流通路Ic1LCCCCC1ECLCuc1VTLCCCECLCuc1VTICn交流通路交流通路ICniC頻譜頻譜 2 30LC回路阻抗特性回路阻抗特性LCCCCC1ECLCuc1VTLCCCECLCuc1VT 串聯(lián)饋電方式串聯(lián)饋電方式優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn):1、是、是Lc和和Cc處于高頻地電處于高頻地電位位, 它們對(duì)地的分布電容不它們對(duì)地的分布電容不會(huì)影響回路的諧振頻率會(huì)影響回路的諧振頻率,穩(wěn)穩(wěn)定。定。2、可用于短波、超短波。、可用于短波、超短波。缺點(diǎn)：回路兩

58、端都處于直缺點(diǎn)：回路兩端都處于直流高電位，調(diào)諧電容器流高電位，調(diào)諧電容器C的動(dòng)片不能直接接地的動(dòng)片不能直接接地,必須必須與機(jī)架絕緣，安裝調(diào)整不與機(jī)架絕緣，安裝調(diào)整不方便。方便。并聯(lián)饋電方式并聯(lián)饋電方式優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：1、回路處于直流地電位、回路處于直流地電位, L、C元件可接地元件可接地, 故安裝調(diào)整方便。故安裝調(diào)整方便。 2、便于多級(jí)高功放振蕩回路的、便于多級(jí)高功放振蕩回路的同軸調(diào)諧；同軸調(diào)諧；缺點(diǎn)：由于缺點(diǎn)：由于Lc和和Cc1不處于高頻不處于高頻地電位地電位, 它們對(duì)地的分布電容直它們對(duì)地的分布電容直接影響回路的諧振頻率接影響回路的諧振頻率,；高頻扼流圈高頻扼流圈 對(duì)對(duì) 分流，使分流，使 較小

59、，只能用于中小發(fā)射機(jī)；較小，只能用于中小發(fā)射機(jī)；cL1ciCBLBLBLBCERBReVTVTVTCBCBCB1LBLLCCVTVTEBEB2 基極饋電線路基極饋電線路對(duì)對(duì)基基級(jí)級(jí)饋饋電電線線路路來來說說，也也有有串串聯(lián)聯(lián)和和并并聯(lián)聯(lián)兩兩種種形形式式。在在實(shí)實(shí)際際應(yīng)應(yīng)用用中中，由由于于基基極極饋饋電電電電路路中中采采用用單單獨(dú)獨(dú)電電源源BBU不不方方便便，通通常常采采用用自自給給偏偏壓壓的的方方式式提提供供基基極極偏偏置置。 (1) 利用基極回路直流利用基極回路直流BOI產(chǎn)生偏壓產(chǎn)生偏壓bBOBBRIU IBOUBB(2) 利利用用BOI在在bbr上上產(chǎn)產(chǎn)生生偏偏壓壓bbBOBBrIU ，注注

60、意意：一一般般bbr 很很小小，所所以以BBU很很小小且且不不穩(wěn)穩(wěn)定定。 IBO(3) 利利用用射射極極電電流流eoI在在eR上上產(chǎn)產(chǎn)生生偏偏壓壓eeoBBRIU ，而而且且這這種種電電路路能能自自動(dòng)動(dòng)維維持持放放大大器器的的工工作作穩(wěn)穩(wěn)定定。 Ieo +UBB -以以上上基基極極自自給給偏偏壓壓電電路路中中，前前兩兩個(gè)個(gè)為為并并饋饋線線路路，后后一一種種為為串串饋饋線線路路。2.4.2 高頻功放的耦合回路高頻功放的耦合回路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(fù)載阻抗與放大器所需要的最佳阻抗相匹配，以保證放大器傳輸?shù)截?fù)使