諧振功率放大器饋電與匹配網(wǎng)絡(luò)、振蕩器2013

要求第一級(jí)基極零偏，第二級(jí)基極負(fù)偏。

電路圖中有幾處錯(cuò)誤?并改正!課前練習(xí)題上節(jié)內(nèi)容回顧與擴(kuò)展

高頻諧振功放的負(fù)載特性欠壓過壓0臨界Rp欠壓過壓0臨界Rp恒流源恒壓源上節(jié)內(nèi)容回顧與擴(kuò)展

高頻諧振功放的基極調(diào)制特性上節(jié)內(nèi)容回顧與擴(kuò)展

高頻諧振功放的放大特性放大在？區(qū)限幅在？區(qū)放大在欠壓區(qū)限幅在過壓區(qū)1、諧振功放的組成直流饋電和各種不同用途的輸入輸出端電路2、管外電路輸入電路（基極經(jīng)外電路到發(fā)射極的電路）輸出電路（從功率三極管集電極經(jīng)外電路到發(fā)射極的電路）3、組成規(guī)律集電極基極4、集電極電路對(duì)不同頻率信號(hào)的等效電路5、阻隔元件的作用Ic0,Ic1,IcnIb0,Ib1,Ibn上節(jié)內(nèi)容回顧與擴(kuò)展

高頻諧振功放的饋電線路

上節(jié)內(nèi)容回顧與擴(kuò)展

高頻諧振功放的集電極饋電線路-串饋VCC與RFC可否交換？不能！VCC對(duì)地有雜散電容，與回路電容串聯(lián)了!VCC一端必須接高頻地電位！

ABDC

-VC+

-VC+上節(jié)內(nèi)容回顧與擴(kuò)展

高頻諧振功放的集電極饋電線路-并饋A、B間的C‘可否省略？?jī)蓚€(gè)C’的作用？

+Vb_

+Vb_

+Vb_AB上節(jié)內(nèi)容回顧與擴(kuò)展

高頻諧振功放的基極饋電線路A、B間的C‘可否省略？RFC上分布電容的影響。VBB如何產(chǎn)生？

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高頻諧振功放的基極饋電線路-自給偏置VBB如何產(chǎn)生？基極的反向偏壓既可以是外加的，也可以是由基極電流的直流分量或發(fā)射極電流的直流分量產(chǎn)生。后者稱為自給偏壓。

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高頻諧振功放的基極饋電線路-自給偏置VBB如何產(chǎn)生？基極的反向偏壓既可以是外加的，也可以是由基極電流的直流分量或發(fā)射極電流的直流分量產(chǎn)生。后者稱為自給偏壓。

VBB如何產(chǎn)生？“零”偏置電壓和略微正電壓偏置電路圖上節(jié)內(nèi)容回顧與擴(kuò)展

高頻諧振功放的基極饋電線路-自給偏置要求第一級(jí)基極零偏，第二級(jí)基極負(fù)偏。

電路圖中有幾處錯(cuò)誤？電路圖中有4處錯(cuò)誤，已改如下圖。第二章射頻電子系統(tǒng)中的放大器設(shè)計(jì)2.2高頻諧振功率放大器（2.2.1～2.2.6）2.2.5高頻諧振功率放大器的

輸出匹配網(wǎng)絡(luò)與級(jí)間匹配網(wǎng)絡(luò)工作在所需狀態(tài)時(shí)的匹配網(wǎng)絡(luò)濾波度：愈大，匹配網(wǎng)絡(luò)濾波效果愈好。匹配網(wǎng)絡(luò)同時(shí)又是選頻網(wǎng)絡(luò)。匹配網(wǎng)絡(luò)還可起到隔離作用。2.2.5高頻諧振功率放大器的

輸出匹配網(wǎng)絡(luò)與級(jí)間匹配網(wǎng)絡(luò)射頻功率放大器中，阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)是為了實(shí)現(xiàn)有效的能量傳輸。匹配網(wǎng)絡(luò)也會(huì)引起損耗：中介回路效率為：實(shí)際放大器的效率為：存在中介回路效率:匹配網(wǎng)絡(luò)應(yīng)保證一定的通頻帶，結(jié)構(gòu)要簡(jiǎn)單，調(diào)整要方便。2.2.5高頻諧振功率放大器的

輸出匹配網(wǎng)絡(luò)與級(jí)間匹配網(wǎng)絡(luò)1．輸出匹配網(wǎng)絡(luò)中介回路效率：10’欠壓末級(jí)射頻諧功放應(yīng)工作在略欠壓狀態(tài)末級(jí)功放匹配的概念？2.2.5高頻諧振功率放大器的

輸出匹配網(wǎng)絡(luò)與級(jí)間匹配網(wǎng)絡(luò)2．級(jí)間匹配網(wǎng)絡(luò)中間級(jí)輸出級(jí)應(yīng)保證負(fù)載變化，輸出電壓恒定欠壓過壓0臨界Rp恒流源恒壓源恒壓源中間級(jí)工作于恒壓源狀態(tài)—過壓狀態(tài)3.濾波匹配網(wǎng)絡(luò)（輸入與輸出）實(shí)例分析L型：型：T型：2.2.5高頻諧振功率放大器的

輸出匹配網(wǎng)絡(luò)與級(jí)間匹配網(wǎng)絡(luò)丙類諧振功放電路實(shí)例分析：

2.2.6高頻諧振功率放大器的

實(shí)際電路2.2.6高頻諧振功率放大器的

實(shí)際電路分析解：兩級(jí)功放的輸入饋電方式均為自給負(fù)偏壓,輸出饋電方式均為并饋。此電路輸入功率Pi=1W,輸出功率Po=12W,信號(hào)源阻抗Rs=50Ω,負(fù)載RL=50Ω。其中第一級(jí)輸出功率Po1=4W,電源電壓VCC=13.5V。

兩級(jí)功放管分別采用3DA21A和3DA22A,均工作在臨界狀態(tài),飽和壓降分別為1V和15V。各項(xiàng)指標(biāo)滿足安全工作條件。可以計(jì)算出各級(jí)回路等效總阻抗分別應(yīng)該為:2.2.6高頻諧振功率放大器的

實(shí)際電路分析由于3DA21A和3DA22A的輸入阻抗分別為R2=7Ω和R4=5Ω,故Rs≠R2,R1≠R4,R2≠RL,即不滿足匹配條件,所以在信號(hào)源與第一級(jí)放大器之間、第一級(jí)放大器與第二級(jí)放大器之間分別加入T型選頻匹配網(wǎng)絡(luò)(C1、C2、L1和C3、C4、L2),在第二級(jí)放大器與負(fù)載之間加入倒L型選頻匹配網(wǎng)絡(luò)(C5、L3、C6)。三個(gè)選頻匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入阻抗分別是R1、R3和R5。匹配網(wǎng)絡(luò)中各電感與電容的值可根據(jù)相應(yīng)的公式計(jì)算得出。由于晶體管參數(shù)的分散性和分布參數(shù)的影響,C1～C6均采用可變電容器,其最大容量應(yīng)為計(jì)算值的2～3倍。通過實(shí)驗(yàn)調(diào)整,最后確定匹配網(wǎng)絡(luò)元件的精確值。2.2.6高頻諧振功率放大器的實(shí)際電路分析電路中四個(gè)高扼圈的電感量為0.1μH～0.2μH,其中兩個(gè)作為基極直流偏置的組成元件,另外兩個(gè)在集電極并饋電路中對(duì)iC中的高次諧波分量起阻擋作用,并為集電極直流電源提供通路。高頻旁路電容C7和C9的值均為0.05μF,穿心電容C8和C10為1500pF,它們使高次諧波分量短路接地。一般來說,在400MHz以下的甚高頻(VHF)段,匹配網(wǎng)絡(luò)通常采用集總參數(shù)LC元件組成,而在400MHz以上的超高頻(UHF)段,則需使用分布參數(shù)的微帶線組成匹配網(wǎng)絡(luò),或使用微帶線和LC元件混合組成。

2.2.6高頻諧振功率放大器的實(shí)際電路分析功率放大器小結(jié)

1.高頻諧振功率放大電路可以工作在甲類、乙類或丙類狀態(tài)。相比之下,丙類諧振功放的輸出功率雖不及甲類和乙類大,但效率高,節(jié)約能源,所以是高頻功放中經(jīng)常選用的一種電路形式。

2.丙類諧振功放效率高的原因在于導(dǎo)通角θ小,也就是晶體管導(dǎo)通時(shí)間短,集電極功耗減小。但導(dǎo)通角θ越小,將導(dǎo)致輸出功率越小。所以選擇合適的θ角,是丙類諧振功放在兼顧效率和輸出功率兩個(gè)指標(biāo)時(shí)的一個(gè)重要考慮。

3.折線分析法是工程上常用的一種近似方法。利用折線分析法可以對(duì)丙類諧振功放進(jìn)行性能分析,得出它的負(fù)載特性、放大特性和調(diào)制特性。若丙類諧振功放用來放大等幅信號(hào)(如調(diào)頻信號(hào))時(shí),應(yīng)該工作在臨界狀態(tài)；若丙類諧振功放用來放大等幅信號(hào)(如調(diào)頻信號(hào))時(shí),應(yīng)該工作在臨界狀態(tài)；若用來放大非等幅信號(hào)(如調(diào)幅信號(hào))時(shí),應(yīng)該工作在欠壓狀態(tài)；若用來進(jìn)行基極調(diào)幅,應(yīng)該工作在欠壓狀態(tài)；若用來進(jìn)行集電極調(diào)幅,應(yīng)該工作在過壓狀態(tài)。折線化的動(dòng)態(tài)線在性能分析中起了非常重要的作用。

4丙類諧振功放的輸入回路常采用自給負(fù)偏壓方式,輸出回路有串饋和并饋兩種直流饋電方式。為了實(shí)現(xiàn)和前后級(jí)電路的阻抗匹配,可以采用LC分立元件、微帶線或傳輸線變壓器幾種不同形式的匹配網(wǎng)絡(luò),分別適用于不同頻段和不同工作狀態(tài)。功率放大器小結(jié)

5諧振功放屬于窄帶功放。寬帶高頻功放采用非調(diào)諧方式,工作在甲類狀態(tài),采用具有寬頻帶特性的傳輸線變壓器進(jìn)行阻抗匹配,并可利用功率合成技術(shù)增大輸出功率。6目前出現(xiàn)的一些集成高頻功放器件如M57704系列和MHW系列等,屬窄帶諧振功放,輸出功率不很大,效率也不太高,但功率增益較大,需外接元件不多,使用方便,可廣泛用于一些移動(dòng)通信系統(tǒng)和便攜式儀器中。功率放大器小結(jié)

《射頻電路課程》學(xué)習(xí)要求-1緒論了解：無線電通信系統(tǒng)的基本組成及各部件名稱、術(shù)語和功能；通信系統(tǒng)的技術(shù)進(jìn)展和發(fā)展趨勢(shì)；系統(tǒng)性能與單元電路的關(guān)系。射頻電子學(xué)基礎(chǔ)了解：射頻電路中實(shí)際元件的特性、實(shí)際電路的特殊問題及解決措施；了解電磁頻譜分段及名稱；理解：諧振電路的基本特性；幅頻特性、相頻特性的工程應(yīng)用；掌握：簡(jiǎn)單串并聯(lián)諧振電路的一般結(jié)構(gòu)、原理、特點(diǎn)及等效電路；電抗、阻抗轉(zhuǎn)換、部分接入的作用及回路抽頭時(shí)阻抗的變比折合關(guān)系；牢固掌握相關(guān)概念和有關(guān)重要公式的應(yīng)用?！渡漕l電路課程》學(xué)習(xí)要求-2射頻電子系統(tǒng)中的放大器設(shè)計(jì)高頻小信號(hào)調(diào)諧放大器：了解：高頻小信號(hào)調(diào)諧放大器工作不穩(wěn)定的原因及保證穩(wěn)定工作的條件和措施；了解低噪聲放大器的設(shè)計(jì)方法；理解：高頻晶體管小信號(hào)等效電路模型與參數(shù)，晶體管的高頻參數(shù)和相關(guān)公式；掌握：晶體管高頻小信號(hào)單調(diào)諧回路諧振放大器的分析方法、主要技術(shù)指標(biāo)的意義及相關(guān)計(jì)算公式。高頻諧振功率放大器了解：甲、乙、丙類功率放大器的特點(diǎn)；高頻諧振功率放大器的輸出匹配網(wǎng)絡(luò)、級(jí)間匹配網(wǎng)絡(luò)的作用及基本結(jié)構(gòu)；掌握：高頻諧振功率放大器的基本工作原理、主要指標(biāo)的計(jì)算方法；高頻諧振功率放大器的動(dòng)態(tài)特性；高頻諧振功率放大器的饋電線路。《射頻電路課程》學(xué)習(xí)要求-3波形發(fā)生與變換電路了解：LC反饋正弦波振蕩器的工作原理及產(chǎn)生振蕩的原因；理解：反饋型振蕩器振蕩條件的物理意義和基本表達(dá)式；振蕩器頻率穩(wěn)定度的物理定義；掌握：反饋型振蕩器各類典型電路的組成、特點(diǎn)、振蕩條件的分析方法；石英晶體振蕩器頻率穩(wěn)定性高的本質(zhì)及基本電路形式。《射頻電路課程》學(xué)習(xí)要求-4調(diào)制與解調(diào)振幅調(diào)制與解調(diào)了解：調(diào)幅與檢波的功能；產(chǎn)生單邊帶信號(hào)的方法；同步檢波的原理；理解：振幅調(diào)制電路的原理；掌握：頻譜線性變換的一般概念；普通振幅調(diào)制波的基本特性及其數(shù)學(xué)表達(dá)式；二極管包絡(luò)檢波器的原理及基本公式應(yīng)用；角度調(diào)制與解調(diào)了解：調(diào)頻、鑒頻與調(diào)相、鑒相的功能；理解：直接調(diào)頻、間接調(diào)頻電路與相位鑒頻電路的原理；掌握：調(diào)頻波、調(diào)相波的基本性質(zhì)及相互的聯(lián)系和區(qū)別；調(diào)頻波、調(diào)相波的數(shù)學(xué)表達(dá)式及各項(xiàng)指標(biāo)的計(jì)算公式。

《射頻電路課程》學(xué)習(xí)要求緒論了解：無線電通信系統(tǒng)的基本組成及各部件名稱、術(shù)語和功能；通信系統(tǒng)的技術(shù)進(jìn)展和發(fā)展趨勢(shì)；系統(tǒng)性能與單元電路的關(guān)系。射頻電子學(xué)基礎(chǔ)了解：射頻電路中實(shí)際元件的特性、實(shí)際電路的特殊問題及解決措施；了解電磁頻譜分段及名稱；理解：諧振電路的基本特性；幅頻特性、相頻特性的工程應(yīng)用；掌握：簡(jiǎn)單串并聯(lián)諧振電路的一般結(jié)構(gòu)、原理、特點(diǎn)及等效電路；電抗、阻抗轉(zhuǎn)換、部分接入的作用及回路抽頭時(shí)阻抗的變比折合關(guān)系；牢固掌握相關(guān)概念和有關(guān)重要公式的應(yīng)用?！渡漕l電路課程》學(xué)習(xí)要求-5混頻器了解：混頻器的作用及主要指標(biāo)；理解：有源混頻、無源混頻、雙平衡混頻的工作原理及優(yōu)缺點(diǎn)；掌握：混頻器電路工作原理、變頻增益的計(jì)算方法；混頻干擾產(chǎn)生的原因。

第三章波形發(fā)生與變換電路（P218)3.1LC反饋正弦波振蕩器的工作原理3.2反饋型晶體管LC振蕩器電路3.3頻率穩(wěn)定度及改進(jìn)型電容三端式振蕩電路3.5石英晶體振蕩器概述高頻電路1.定義高功放不需外加激勵(lì)，自身將直流電能轉(zhuǎn)換為交流電能。第三章波形發(fā)生與變換電路1、自激振蕩器2、振蕩器與放大器的區(qū)別3、不同的振蕩器

頻譜純度穩(wěn)定度4、應(yīng)用廣泛LCR回路中的瞬變現(xiàn)象 由于大多數(shù)振蕩器都是利用LC回路來產(chǎn)生振蕩的，因此應(yīng)首先研究LC回路中如何可以產(chǎn)生振蕩，作為研究振蕩器工作原理的預(yù)備知識(shí)。LCR自由振蕩電路所謂“諧振”，就能量關(guān)系而言，是指：回路中儲(chǔ)存的能量是不變的，只是在電感與電容之間相互轉(zhuǎn)換；外加電動(dòng)勢(shì)只提供回路電阻所消耗的能量，以維持回路的等幅振蕩。LC振蕩器的基本工作原理1）振蕩回路，包含兩個(gè)（或兩個(gè)以上）儲(chǔ)能元件。在這兩個(gè)元件中，當(dāng)一個(gè)釋放能量時(shí)，另一個(gè)就接收能量。釋放與接收能量可以往返進(jìn)行，其頻率決定于元件的數(shù)值。2）一個(gè)能量來源，補(bǔ)充由振蕩回路電阻所產(chǎn)生的能量損失。在晶體管振蕩器中，這個(gè)能源就是直流電源。3）一個(gè)控制設(shè)備，可以使電源功率在正確的時(shí)刻補(bǔ)充電路的能量損失，以維持等幅振蕩。這是由有源器件和正反饋電路完成的。由正反饋的觀點(diǎn)來決定振蕩的條件利用正反饋方法來獲得等幅的正弦振蕩,這就是反饋振蕩器的基本原理。反饋振蕩器是由主網(wǎng)絡(luò)和反饋網(wǎng)絡(luò)組成的一個(gè)閉合環(huán)路。其主網(wǎng)絡(luò)一般由放大器和選頻網(wǎng)絡(luò)組成,反饋網(wǎng)絡(luò)一般由無源器件組成。ufu0ui放大器晶體三極管場(chǎng)效應(yīng)管差分放大器運(yùn)算放大器選頻網(wǎng)絡(luò)LC并聯(lián)諧振回路RC選頻網(wǎng)絡(luò)晶體濾波器等反饋網(wǎng)絡(luò)電容分壓電感分壓變壓器耦合電阻分壓振蕩器組成3.1LC反饋正弦波振蕩器的工作原理如何產(chǎn)生一個(gè)振蕩？電容中存儲(chǔ)的電能和電感中存儲(chǔ)的磁能就會(huì)交替轉(zhuǎn)換而形成振蕩?；芈冯妷悍匠袒芈返乃p系數(shù)回路的無阻尼振蕩角頻率+V--V+3.1LC反饋正弦波振蕩器的工作原理回路的衰減系數(shù)回路的無阻尼振蕩角頻率初始條件

與非振蕩型與衰減振蕩型3.1LC反饋正弦波振蕩器的工作原理回路的衰減系數(shù)回路的無阻尼振蕩角頻率增幅振蕩

阻尼振蕩等幅振蕩在電路中引入正反饋就相當(dāng)于引入了負(fù)電阻。振蕩頻率為：

3.1LC反饋正弦波振蕩器的工作原理在電路中引入正反饋就相當(dāng)于引入了負(fù)電阻。負(fù)電阻提供能量，能量的提供需要合適的時(shí)間！A點(diǎn)補(bǔ)充，相位超前，T,f。B點(diǎn)補(bǔ)充，相位滯后，T,f。3.1LC反饋正弦波振蕩器的工作原理(1)具有放大能力的有源器件。它的作用是不斷地向振蕩系統(tǒng)補(bǔ)充能量，以維持等幅振蕩并輸出給負(fù)載。(2)由儲(chǔ)能元件組成的選頻網(wǎng)絡(luò)。選頻網(wǎng)絡(luò)決定著振蕩器的振蕩頻率。(3)控制能量補(bǔ)充的正反饋網(wǎng)絡(luò)。該網(wǎng)絡(luò)控制能量適時(shí)、適度地補(bǔ)充給振蕩系統(tǒng)。振蕩器的工作原理與LC諧振回路的自由振蕩類似，它至少應(yīng)由以下三部分組成。3.1.1自激振蕩的建立過程及起振條件放大器振蕩器1、決定振蕩頻率的儲(chǔ)能回路2、控制合適補(bǔ)充能量的系統(tǒng)3、能源的提供與合適的偏置電路+-++-+正反饋（由同名端保證的）也稱為相位條件放大器（）也稱為振幅條件3.1.1自激振蕩的建立過程及起振條件放大器振蕩器限幅放大器的放大倍數(shù)（開環(huán)增益）

反饋網(wǎng)絡(luò)的反饋系數(shù)

正反饋：閉環(huán)增益：3.1.1自激振蕩的建立過程及起振條件放大器振蕩器閉環(huán)增益：

建立等幅振蕩器的條件（振蕩平衡條件）3.1.1自激振蕩的建立過程及起振條件放大器振蕩器使振蕩器輸出的幅度越來越大

起振條件能否輸出變得越來越大無限增長(zhǎng)？希望最終可以輸出等幅振蕩。3.1.2振蕩器的平衡條件如何讓振蕩器輸出由起振時(shí)的振幅逐漸加大到最終輸出的穩(wěn)幅振蕩？限幅放大器的放大倍數(shù)（開環(huán)增益）

反饋網(wǎng)絡(luò)的反饋系數(shù)

一般不變?nèi)绾巫孉由大變??？3.1.2振蕩器的平衡條件振蕩器的偏置電路VB’VE’Vb(t)VQ工作狀態(tài)發(fā)生改