網(wǎng)絡(luò)匹配原理與計(jì)算

3.4.2匹配網(wǎng)絡(luò)原理與計(jì)算根據(jù)諧振功率放大器在發(fā)射機(jī)中所處位置的不同，常將諧振功率放大器所采用的匹配網(wǎng)絡(luò)分為輸入、級(jí)間耦合、輸出三種匹配電路。輸入匹配網(wǎng)絡(luò)用于信號(hào)源與諧振功率放大器之間；輸出匹配網(wǎng)絡(luò)用于輸出級(jí)與負(fù)載（天線）之間；級(jí)間耦合匹配網(wǎng)絡(luò)用于高頻功率放大器的推動(dòng)級(jí)與輸出級(jí)之間。1.匹配網(wǎng)絡(luò)在電路中的功能①濾波功能，保證負(fù)載獲取工作頻率的功率，抑制工作頻率以外的諧波分量及干擾。②阻抗匹配，將信號(hào)功率傳送到負(fù)載上去輸入匹配網(wǎng)絡(luò)舉例一個(gè)給定的信號(hào)源，當(dāng)負(fù)載電阻跟信號(hào)源內(nèi)阻相等時(shí)，負(fù)載可獲得最大輸出功率，這就是常說的阻抗匹配之一。直流交流高頻功率晶體管的輸入阻抗實(shí)數(shù)部分的數(shù)值通常只有幾Ω，而信號(hào)源的內(nèi)阻比晶體管的輸入電阻要高。為了使信號(hào)源的功率有效地加到高頻功率晶體管的發(fā)射結(jié)上，可采用輸入匹配網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)高頻功率晶體管的輸入電阻與信號(hào)源內(nèi)阻的匹配。其中電感L1的品質(zhì)因數(shù)在大功率電路中取QL=2~10，R2是T的輸入電阻。僅幾Ω級(jí)間耦合匹配網(wǎng)絡(luò)舉例對(duì)級(jí)間耦合匹配網(wǎng)絡(luò)，其負(fù)載是下一級(jí)功率放大器的輸入阻抗。為保證級(jí)間功率放大器在其負(fù)載變化時(shí)，仍能向下一級(jí)提供平穩(wěn)的輸出電壓，應(yīng)選取級(jí)間功率放大器工作在過壓狀態(tài)。R1是保證T1工作在過壓狀態(tài)所需的最佳電阻，Co=2Cob（T1的輸出電容），R2是T2的輸入電阻。輸出匹配網(wǎng)絡(luò)模型匹配網(wǎng)絡(luò)使負(fù)載阻抗與放大器所需要最佳阻抗匹配，即將負(fù)載阻抗轉(zhuǎn)換為放大器所需要最佳阻抗（臨界狀態(tài)）抑制工作頻率范圍以外的不需要的頻率，即濾波作用希望在負(fù)載天線上輸出最大功率輸出匹配網(wǎng)絡(luò)舉例為了輸出得到最高輸出功率，功率放大器應(yīng)工作于臨界狀態(tài)。R1是保證T工作在臨界狀態(tài)所需的最佳電阻，Co=2Cob，R2是負(fù)載電阻。天線負(fù)載50Ω1.匹配網(wǎng)絡(luò)在電路中的功能①濾波功能，保證負(fù)載獲取工作頻率的功率，抑制工作頻率以外的諧波分量及干擾。②阻抗匹配，將信號(hào)功率傳送到負(fù)載上去2.L型匹配網(wǎng)絡(luò)L型匹配網(wǎng)絡(luò)是最簡(jiǎn)單和最常用的匹配網(wǎng)絡(luò)之一。兩種基本形式，如下圖示R1R2usX1X2R1R2usX2X1R2<R1R2>R1(1)R2<R1的L型匹配網(wǎng)絡(luò)

X1、X2

是電抗，且兩者電抗性質(zhì)相反，一個(gè)是感抗,另一個(gè)必須是容抗。阻抗匹配要求滿足：R1R2usX1X2R1usX1(1)R2<R1的L型匹配網(wǎng)絡(luò)

例3-1已知諧振功放的工作頻率10MHz、輸出電阻Ro=280歐，負(fù)載天線的阻抗RL=50歐，計(jì)算L型匹配網(wǎng)絡(luò)參數(shù)值R1R2usX1X2(1)R2<R1的L型匹配網(wǎng)絡(luò)例3-1已知諧振功放的工作頻率10MHz、輸出電阻Ro=280歐，負(fù)載天線的阻抗RL=50歐，計(jì)算L型匹配網(wǎng)絡(luò)參數(shù)值R1R2usX1X2（2）R2>R1的L型匹配網(wǎng)絡(luò)

X1、X2

是電抗，且兩者電抗性質(zhì)相反，一個(gè)是感抗,另一個(gè)必須是容抗。阻抗匹配要求滿足：R1R2usX1X2R1usX1L型匹配網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)3.п型匹配網(wǎng)絡(luò)R1R2usXP1XSXP2R1R2usXP1XS1XP2XS2RinterXS=XS1+XS2п型網(wǎng)絡(luò)變成兩個(gè)L型網(wǎng)絡(luò)負(fù)載電阻R2經(jīng)XP2和XS2向左變換為中間假想電阻Rinter2，必滿足Rinter2<R2;信源電阻R1經(jīng)XP1和XS1向右變換為中間假想電阻Rinter1，必滿足Rinter1<R1只要Rinter2=Rinter1=

Rinter，此п型網(wǎng)絡(luò)就完成R1和R2之間的阻抗變換，

Rinter的選取必須同時(shí)小于R1和R2。п型匹配網(wǎng)絡(luò)參數(shù)計(jì)算R1R2usXP1XSXP2R1R2usXP1XS1XP2XS2RinterXS=XS1+XS2п型網(wǎng)絡(luò)變成兩個(gè)L型網(wǎng)絡(luò)п型匹配網(wǎng)絡(luò)參數(shù)計(jì)算R1R2usXP1XSXP2R1R2usXP1XS1XP2XS2RinterXS=XS1+XS2п型網(wǎng)絡(luò)變成兩個(gè)L型網(wǎng)絡(luò)п型匹配網(wǎng)絡(luò)的6種電路形式和特點(diǎn)R1R2usXPC1XSLXPC2R1R2usXPC1XSL1XPC2XSL2RinterR1R2usXPL1XSCXPL2R1R2usXPL1XSC1XPL2RinterXSC2(a)(b)串聯(lián)支路用相同性質(zhì)的兩個(gè)電抗串聯(lián)等效對(duì)信源電阻R1和負(fù)載電阻R2的大小關(guān)系沒有限制п型網(wǎng)絡(luò)變成兩個(gè)L型網(wǎng)絡(luò)п型網(wǎng)絡(luò)變成兩個(gè)L型網(wǎng)絡(luò)п型匹配網(wǎng)絡(luò)的6種電路形式和特點(diǎn)R1R2usXPC1XSCXPLR1R2usXPC1XSL1XPLXSC2RinterR1R2usXPL1XSLXPCR1R2usXPL1XSC1XPCRinterXSL2(c)(d)串聯(lián)支路用不相同性質(zhì)的兩個(gè)電抗串聯(lián)等效對(duì)信源電阻R1和負(fù)載電阻R2的大小關(guān)系有限制R2>R1п型網(wǎng)絡(luò)變成兩個(gè)L型網(wǎng)絡(luò)п型網(wǎng)絡(luò)變成兩個(gè)L型網(wǎng)絡(luò)п型匹配網(wǎng)絡(luò)的6種電路形式和特點(diǎn)R1R2usXPC2XSCXPLR1R2usXPC2XSL2XPLXSC1RinterR1R2usXPCXSLXPL2R1R2usXSL1XPL2XPCRinterXSC2(e)(f)串聯(lián)支路用不相同性質(zhì)的兩個(gè)電抗串聯(lián)等效對(duì)信源電阻R1和負(fù)載電阻R2的大小關(guān)系有限制R1>R2п型網(wǎng)絡(luò)變成兩個(gè)L型網(wǎng)絡(luò)п型網(wǎng)絡(luò)變成兩個(gè)L型網(wǎng)絡(luò)П型匹配網(wǎng)絡(luò)參數(shù)計(jì)算舉例R1R2usC1LC2R1R2usXC1XL1XC2RinterXL2例3-2已知信源電阻R1=20Ω，負(fù)載電阻R2=120Ω，工作頻率f=5MHz,通頻帶1.2MHz.設(shè)計(jì)如上圖的п型匹配網(wǎng)絡(luò)。C1C2L1L2解：將L分成L1、L2兩個(gè)電感，則п型匹配網(wǎng)絡(luò)由信源端的L1C1和負(fù)載端的L2C2兩個(gè)L型網(wǎng)絡(luò)組成。4.T型匹配網(wǎng)絡(luò)R1R2usXPXS1XS2R1R2usXP1XS1XP2XS2RinterT型網(wǎng)絡(luò)變成兩個(gè)L型網(wǎng)絡(luò)負(fù)載電阻R2經(jīng)XS2和XP2向左變換為中間假想電阻Rinter2，必滿足Rinter2>R2;信源電阻R1經(jīng)XS1和XP1向右變換為中間假想電阻Rinter1，必滿足Rinter1>R1只要Rinter2=Rinter1=

Rinter，此T型網(wǎng)絡(luò)就完成R1和R2之間的阻抗變換，

Rinter的選取必須同時(shí)大于R1和R2。4.T型匹配網(wǎng)絡(luò)R1R2usXPXS1XS2R1R2usXP1XS1XP2XS2RinterT型網(wǎng)絡(luò)變成兩個(gè)L型網(wǎng)絡(luò)T型匹配網(wǎng)絡(luò)參數(shù)計(jì)算R1R2usXPXS1XS2R1R2usXP1XS1XP2XS2RinterT型網(wǎng)絡(luò)變成兩個(gè)L型網(wǎng)絡(luò)T型匹配網(wǎng)絡(luò)的6種電路形式和特點(diǎn)R1R2usXPCXSL1R1R2usXPC1XSL1XPC2XSL2RinterR1R2usXPLXSC1XSC2R1R2usXPL1XSC1XPL2RinterXSC2(a)(b)并聯(lián)支路用相同性質(zhì)的兩個(gè)電抗串聯(lián)等效對(duì)信源電阻R1和負(fù)載電阻R2的大小關(guān)系沒有限制T型網(wǎng)絡(luò)變成兩個(gè)L型網(wǎng)絡(luò)T型網(wǎng)絡(luò)變成兩個(gè)L型網(wǎng)絡(luò)XSL2T型匹配網(wǎng)絡(luò)的6種電路形式和特點(diǎn)R1R2usXPCXSL2R1R2usXPL1XSC1XPC2XSL2RinterR1R2usXSL1XPLR1R2usXPC1XSL1XPL2RinterXSC2(c)(d)并聯(lián)支路用不相同性質(zhì)的兩個(gè)電抗并聯(lián)等效對(duì)信源電阻R1和負(fù)載電阻R2的大小關(guān)系有限制R1>R2T型網(wǎng)絡(luò)變成兩個(gè)L型網(wǎng)絡(luò)T型網(wǎng)絡(luò)變成兩個(gè)L型網(wǎng)絡(luò)XSC1XSC2T型匹配網(wǎng)絡(luò)的6種電路形式和特點(diǎn)R1R2usXPCXSL1R1R2usXPL2XSC2XPC1XSL1RinterR1R2usXSC1XSL2XPLR1R2usXSC1XPC2XPL1RinterXSL2(e)(f)并聯(lián)支路用不相同性質(zhì)的兩個(gè)電抗并聯(lián)等效對(duì)信源電阻R1和負(fù)載電阻R2的大小關(guān)系有限制R2>R1T型網(wǎng)絡(luò)變成兩個(gè)L型網(wǎng)絡(luò)T型網(wǎng)絡(luò)變成兩個(gè)L型網(wǎng)絡(luò)XSC2T型匹配網(wǎng)絡(luò)參數(shù)計(jì)算舉例R1R2usC1LC2R1R2usXC1XLP1XC2RinterXLP2例3-3已知T型網(wǎng)絡(luò)如下圖，信源電阻R1=300Ω，負(fù)載電阻R2=50Ω，工作頻率f=10MHz,求網(wǎng)絡(luò)中各元件值。C2L1L2解：將L分成L1、L2兩個(gè)電感，則T型匹配網(wǎng)絡(luò)由信源端的C1L1和負(fù)載端的C2L2兩個(gè)L型網(wǎng)絡(luò)組成C15.信源阻抗和負(fù)載阻抗為復(fù)阻抗的匹配網(wǎng)絡(luò)（1）信源阻抗和負(fù)載阻抗的串聯(lián)和并聯(lián)表示（2）信源容抗與電阻并聯(lián)（3）信源容抗與電阻串