高頻電子線路第三章高頻功率放大器課件

高頻電子線路第三章高頻功率放大器2023/10/7高頻電子線路第三章高頻功率放大器高頻電子線路第三章高頻功率放大器2023/8/5高頻電子線路1倍頻高頻放大調(diào)制話筒聲音發(fā)射天線圖調(diào)幅發(fā)射機(jī)方框圖音頻放大高頻振蕩緩沖3.1概述高頻電子線路第三章高頻功率放大器倍頻高頻放大調(diào)制話筒聲音發(fā)射天線圖調(diào)幅發(fā)射機(jī)方框圖音頻放23.1概述功率放大電路是一種以輸出較大功率為目的的放大電路。電壓增益：電流增益：ββ+1

三種組態(tài)的基本放大電路CECCCB高頻電子線路第三章高頻功率放大器3.1概述功率放大電路是一種以輸出較大功率為目的的放大電31.諧振（高頻）功放與非諧振（低頻）功放的比較相同:要求輸出功率大，效率高非線性(大信號(hào))不同:低頻（音頻）:20Hz～20kHz高頻（射頻）:（以調(diào)幅為例）已調(diào)信號(hào)lowhighωAM廣播信號(hào):535kHz～1605kHz，BW=10kHz諧振與非諧振(工作狀態(tài))高頻窄帶信號(hào)工作頻率與相對(duì)頻寬不同,3.1概述中心頻率越高，則相對(duì)頻寬越小。因此高頻功率放大器一般都采用選頻網(wǎng)絡(luò)作為負(fù)載回路高頻電子線路第三章高頻功率放大器1.諧振（高頻）功放與非諧振（低頻）功放的比較相同:要4功率放大電路的主要特點(diǎn)輸入為大信號(hào)要求輸出功率盡可能大,管子工作在接近極限狀態(tài)效率要高非線性失真要小BJT的散熱問(wèn)題(管子的保護(hù))E高頻電子線路第三章高頻功率放大器功率放大電路的主要特點(diǎn)輸入為大信號(hào)E高頻電子線路第三章高頻功5(a)甲類class-Aamplifier(b)乙類class-Bamplifier(c)甲乙類class-ABamplifier(d)丙類class-Camplifier2.分類3.1概述流通角:一個(gè)周期內(nèi)有電流流通的相角.高頻電子線路第三章高頻功率放大器(a)甲類class-Aamplifier(b)乙類c63.1概述3.要解決的問(wèn)題減小失真（線性度）管子的保護(hù)提高輸出功率提高效率高頻電子線路第三章高頻功率放大器3.1概述3.要解決的問(wèn)題減小失真（線性度）管子的保護(hù)7丙類(C類)放大器的效率最高，但是波形失真也最嚴(yán)重。4.效率與失真矛盾的解決ωlowhigh3ωnω2ω03.1概述高頻電子線路第三章高頻功率放大器丙類(C類)放大器的效率最高，但是波形失真也84.效率與失真矛盾的解決有源器件諧振回路窄帶諧振放大器丙類通過(guò)諧振負(fù)載，從丙類余弦周期脈沖里恢復(fù)基波完整周期信號(hào)。32154Tr1Tr2CLyLT輸入回路輸出回路晶體管3.1概述高頻電子線路第三章高頻功率放大器4.效率與失真矛盾的解決有源器件諧振回路窄帶諧振放大器丙93.1概述功能：將直流功率轉(zhuǎn)換為交流信號(hào)功率。主要指標(biāo)：輸出功率與效率工作狀態(tài)：丙類大信號(hào)的非線性狀態(tài)（非線性失真）分析方法：折線近似分析法。(大信號(hào))高頻諧振功率放大器高頻電子線路第三章高頻功率放大器3.1概述功能：將直流功率轉(zhuǎn)換為交流信號(hào)功率。主要指標(biāo)：輸103.2諧振功率放大器的工作原理3.2.1獲得高效率所需要的條件3.2.2功率關(guān)系

高頻電子線路第三章高頻功率放大器3.2諧振功率放大器的工作原理3.2.1獲得高效率113.2.1獲得高效率所需要的條件Vbmvbewt小信號(hào)諧振放大器與丙類諧振功率放大器的區(qū)別之處在于：工作狀態(tài)分別為小信號(hào)甲類與大信號(hào)丙類。因此，采用負(fù)電源作基極偏置。wtiC0-qc+qcVBB0-qc+qcvbe轉(zhuǎn)移特性iCVBZo理想化圖高頻功率放大器的基本電路失真E高頻電子線路第三章高頻功率放大器3.2.1獲得高效率所需要的條件Vbmvbewt123.2.1獲得高效率所需要的條件高頻電子線路第三章高頻功率放大器3.2.1獲得高效率所需要的條件高頻電子線路第三章高13(b)tw或電壓電流0VBZVCCV－BBVbmVcmvbEmaxqiCicmaxciCvCEvBEvCEmin1.iC

與vBE同相，與vCE反相；2.iC脈沖最大時(shí)，vCE最??；3.導(dǎo)通角和vCEmin越小，Pc越??；3.2.1獲得高效率所需要的條件高頻電子線路第三章高頻功率放大器(b)tw或電壓電流0VBZVCCV－BBVbmVcmvbE143.2.2功率關(guān)系電路正常工作（丙類、諧振）時(shí)，外部電路關(guān)系式：諧振回路E高頻電子線路第三章高頻功率放大器3.2.2功率關(guān)系電路正常工作（丙類、諧振）時(shí)，外部15直流功率：輸出交流功率：集電極效率：集電極電壓利用系數(shù)波形系數(shù)3.2.2功率關(guān)系高頻電子線路第三章高頻功率放大器直流功率：輸出交流功率：集電極效率：集電極電壓利用系數(shù)波形系163.3晶體管諧振功率放大器的折線近似分析法3.3.2集電極余弦電流脈沖的分解

3.3.3

高頻功率放大器的動(dòng)態(tài)特性與負(fù)載特性3.3.4各極電壓對(duì)工作狀態(tài)的影響

3.3.5工作狀態(tài)的計(jì)算(估算)舉例3.3.1

晶體管特性曲線的理想化及其解析式高頻電子線路第三章高頻功率放大器3.3晶體管諧振功率放大器的折線近似分析法3.3.2173.3晶體管諧振功率放大器的折線近似分析法3.3.2集電極余弦電流脈沖的分解

3.3.3

高頻功率放大器的動(dòng)態(tài)特性與負(fù)載特性3.3.4各極電壓對(duì)工作狀態(tài)的影響

3.3.1

晶體管特性曲線的理想化及其解析式高頻電子線路第三章高頻功率放大器3.3晶體管諧振功率放大器的折線近似分析法3.3.218 為了對(duì)高頻功率放大器進(jìn)行定量分析與計(jì)算，關(guān)鍵在于求出電流的直流分量Ic0與基頻分量Ic1m。最好能有一個(gè)明確的數(shù)學(xué)表達(dá)式來(lái)顯示二者與通角θc的關(guān)系，以便于電路設(shè)計(jì)和調(diào)試時(shí)，對(duì)放大器工作狀態(tài)的選擇指明方向。 考慮到諧振功率放大器工作于丙類（非線性、大信號(hào)）狀態(tài)，采取圖解法與數(shù)學(xué)解析分析相折中的辦法：折線近似分析法。3.3晶體管諧振功率放大器的折線近似分析法高頻電子線路第三章高頻功率放大器 為了對(duì)高頻功率放大器進(jìn)行定量分析與計(jì)算，關(guān)鍵在于求出電流的193.3晶體管諧振功率放大器的折線近似分析法晶體管靜態(tài)特性曲線折線法輸出特性曲線轉(zhuǎn)移特性曲線（基極電壓或電流一定時(shí)，ic與uce的關(guān)系）（集電極電壓一定時(shí)，

ic與ube的關(guān)系）高頻電子線路第三章高頻功率放大器3.3晶體管諧振功率放大器的折線近似分析法晶體管靜態(tài)特性曲203.3.1晶體管特性曲線的理想化及其解析式圖3.3.1晶體管的輸出特性及其理想化iC=gcrvCE欠壓臨界過(guò)壓高頻電子線路第三章高頻功率放大器3.3.1晶體管特性曲線的理想化及其解析式圖3.3.121End圖3.3.2晶體管靜態(tài)轉(zhuǎn)移特性及其理想化iC=gc(vBE–VBZ)(vBE＞VBZ)3.3.1晶體管特性曲線的理想化及其解析式高頻電子線路第三章高頻功率放大器End圖3.3.2晶體管靜態(tài)轉(zhuǎn)移特性及其理想化iC22VbmvbewtwtiC0-qc+qcVBBo-qc+qcvbe轉(zhuǎn)移特性iCVBZ0理想化以上建立了晶體管的簡(jiǎn)化分析模型，下面求解集電極余弦脈沖電流中的各個(gè)頻率分量。首先，寫出其表達(dá)式。iC=gc(vBE–VBZ)(vBE＞VBZ)=gc(Vbmcosωt–VBZ－VBB)=gcVbm(cosωt–cos

c)=gcVbm(1–cos

c)當(dāng)

t=0時(shí)，iC=iCmax取決于脈沖高度iCmax與通角

c當(dāng)

t=

c時(shí)，iC=03.3.2集電極余弦電流脈沖的分解高頻電子線路第三章高頻功率放大器VbmvbewtwtiC0-qc+qcVBBo-qc+qcv233.3.2集電極余弦電流脈沖的分解圖3.3.3尖頂余弦脈沖由傅里葉級(jí)數(shù)求系數(shù)，得其中：尖頂余弦脈沖的分解系數(shù)波形系數(shù)高頻電子線路第三章高頻功率放大器3.3.2集電極余弦電流脈沖的分解圖3.3.3尖頂24下面分析基波分量Ic1m、集電極效率ηc和輸出功率Po隨通角

c變化的情況，從而選擇合適的工作狀態(tài)。尖頂脈沖的分解系數(shù)當(dāng)

c≈120

時(shí)，Icm1/iCmax最大。在iCmax與負(fù)載阻抗Rp為某定值的情況下，輸出功率將達(dá)到最大值。但此時(shí)放大器處于甲乙類狀態(tài)，效率太低。3.3.2集電極余弦電流脈沖的分解高頻電子線路第三章高頻功率放大器下面分析基波分量Ic1m、集電極效率ηc和輸出25圖6-9尖頂脈沖的分解系數(shù)由曲線可知：極端情況

c=0時(shí)，如果此時(shí)

=1，

c可達(dá)100%。為了兼顧功率與效率，最佳通角取70

左右。End3.3.2集電極余弦電流脈沖的分解下面分析基波分量Ic1m、集電極效率ηc和輸出功率Po隨通角

c變化的情況，從而選擇合適的工作狀態(tài)。高頻電子線路第三章高頻功率放大器圖6-9尖頂脈沖的分解系數(shù)由曲線可知：極端情況c=0時(shí)263.3.3高頻功率放大器的動(dòng)態(tài)特性與負(fù)載特性因此，下面分析四個(gè)參數(shù)Rp和電壓VCC、VBB、Vbm的變化對(duì)工作狀態(tài)的影響，即諧振功放的動(dòng)態(tài)特性，從而闡明各種工作狀態(tài)的特點(diǎn)，為工作狀態(tài)的調(diào)整提供參考。

集電極效率ηc和輸出功率Po是否能最佳實(shí)現(xiàn)最終取決于功放中外部電路參數(shù)Rp和電壓

VBB、Vbm、

VCC。高頻電子線路第三章高頻功率放大器3.3.3高頻功率放大器的動(dòng)態(tài)特性與負(fù)載特性因273.3.3高頻功率放大器的動(dòng)態(tài)特性與負(fù)載特性1.高頻功放的動(dòng)態(tài)特性-為一折線下面通過(guò)折線近似分析法定性分析其動(dòng)態(tài)特性，首先，建立由Rp和VCC、VBB、Vbm所表示的輸出動(dòng)態(tài)負(fù)載曲線。vceicVo?AVCC?QVcm1vcmingd高頻電子線路第三章高頻功率放大器3.3.3高頻功率放大器的動(dòng)態(tài)特性與負(fù)載特性1.高頻282.高頻功放的負(fù)載特性vBEiC?-VBB?VBZvbeiCgCVbm?vbemaxiCmaxvceiCVCC?QvceminVcesgd?vbemax???gcr?過(guò)壓區(qū)臨界區(qū)欠壓區(qū)3.3.3高頻功率放大器的動(dòng)態(tài)特性與負(fù)載特性vbemax高頻電子線路第三章高頻功率放大器2.高頻功放的負(fù)載特性vBEiC?-VBB?VBZvbei292.高頻功放的負(fù)載特性vBEiC?-VBB?VBZvbeiCgCVbm?vbemaxiCmaxvceiCVCC?QvceminVcesgd?vbemax???gcr?過(guò)壓區(qū)臨界區(qū)欠壓區(qū)3.3.3高頻功率放大器的動(dòng)態(tài)特性與負(fù)載特性vbemax高頻電子線路第三章高頻功率放大器2.高頻功放的負(fù)載特性vBEiC?-VBB?VBZvbei302.高頻功放的負(fù)載特性iCvcevbemax過(guò)壓區(qū)臨界區(qū)欠壓區(qū)欠壓過(guò)壓0臨界Rp欠壓過(guò)壓0臨界Rp3.3.3高頻功率放大器的動(dòng)態(tài)特性與負(fù)載特性高頻電子線路第三章高頻功率放大器2.高頻功放的負(fù)載特性iCvcevbemax過(guò)壓區(qū)臨界區(qū)欠31End欠壓、過(guò)壓、臨界三種工作狀態(tài)的特點(diǎn)：結(jié)論：欠壓：恒流，Vcm變化，Po較小，ηc低，Pc較大；過(guò)壓：恒壓，Icm1變化，Po較小，ηc可達(dá)最高；臨界：Po最大，ηc較高；最佳工作狀態(tài)發(fā)射機(jī)末級(jí)中間放大級(jí)2.高頻功放的負(fù)載特性3.3.3高頻功率放大器的動(dòng)態(tài)特性與負(fù)載特性圖3.3.7負(fù)載特性曲線欠壓過(guò)壓0臨界Rp欠壓過(guò)壓0臨界Rp高頻電子線路第三章高頻功率放大器End欠壓、過(guò)壓、臨界三種工作狀態(tài)的特點(diǎn)：結(jié)論：欠壓：恒流，323.3.3高頻功率放大器的動(dòng)態(tài)特性與負(fù)載特性例：有一個(gè)用硅NPN外延平面型高頻功率管3DA1做成的諧振功率放大器，已知Vcc=24V，Po=2W,工作頻率1MHz。試求它的能量關(guān)系。由晶體管手冊(cè)已知其有關(guān)參數(shù)為：分析：由前面的討論可知，工作狀態(tài)最好選用臨界狀態(tài)。作為工程近似估算，可以認(rèn)為此時(shí)集電極最小瞬時(shí)電壓高頻電子線路第三章高頻功率放大器3.3.3高頻功率放大器的動(dòng)態(tài)特性與負(fù)載特性例：有一個(gè)33高頻電子線路第三章高頻功率放大器高頻電子線路第三章高頻功率放大器343.4諧振功率放大器一、直流饋電電路

要想使高頻功率放大器正常工作，晶體管各電極必須有相應(yīng)的饋電電源。無(wú)論是集電極電路還是基極電路，它們的饋電方式都分為串聯(lián)饋電和并聯(lián)饋電。但無(wú)論哪種饋電方式，都應(yīng)該遵循下列幾條基本組成原則：高頻電子線路第三章高頻功率放大器3.4諧振功率放大器一、直流饋電電路高頻353.4諧振功率放大器（1）直流電流IC0是生產(chǎn)能量的源泉，它由VCC經(jīng)管外電路輸至集電極，應(yīng)該是除了晶體管的內(nèi)阻外，沒(méi)有其他電阻消耗能量。因此要求管外電路對(duì)直流來(lái)說(shuō)等效電路如圖（a）所示。高頻電子線路第三章高頻功率放大器3.4諧振功率放大器（1）直流電流IC0是生產(chǎn)能量的源363.4諧振功率放大器（2）高頻基波分量Ic1m應(yīng)通過(guò)負(fù)載回路，以產(chǎn)生所需要的高頻輸出功率。因此，Ic1m只應(yīng)在負(fù)載回路上產(chǎn)生電壓降，其余的部分對(duì)于Ic1m來(lái)說(shuō)，都應(yīng)該是短路的。所以，對(duì)于Ic1m的等效電路應(yīng)如圖（b）所示。高頻電子線路第三章高頻功率放大器3.4諧振功率放大器（2）高頻基波分量Ic1m應(yīng)通過(guò)負(fù)373.4諧振功率放大器（3）高頻諧波分量Icnm是“副產(chǎn)品”，不應(yīng)消耗功率（倍頻器除外）。因此管外電路對(duì)Icnm來(lái)說(shuō)，應(yīng)該盡可能接近于短路，如圖（c）所示。

要滿足以上三條原則，可以采用串聯(lián)饋電與并聯(lián)饋電兩種電路，簡(jiǎn)稱串饋和并饋。高頻電子線路第三章高頻功率放大器3.4諧振功率放大器（3）高頻諧波分量Icnm是“副產(chǎn)383.4諧振功率放大器所謂串饋，就是說(shuō)電子器件、負(fù)載回路和直流電源三部分是串聯(lián)起來(lái)的。并聯(lián)串饋，就是將這三部分并聯(lián)起來(lái)。高頻電子線路第三章高頻功率放大器3.4諧振功率放大器所謂串饋，就是說(shuō)電393.4諧振功率放大器對(duì)于基極電路來(lái)說(shuō)，同樣也有串饋和并饋兩種形式。高頻電子線路第三章高頻功率放大器3.4諧振功率放大器對(duì)于基極電路來(lái)說(shuō)，403.4諧振功率放大器在以上的電路中，偏置電壓VBB都用電池的形式來(lái)表示。實(shí)際上，VBB單獨(dú)用電池供給是不方便的，因而常采用一下的方法來(lái)產(chǎn)生VBB:（1）利用基極電流的直流分量IB0在基極偏置電阻Rb上產(chǎn)生所需要的偏置電壓VBB。如圖(a)所示。高頻電子線路第三章高頻功率放大器3.4諧振功率放大器在以上的電路中，偏置電壓V413.4諧振功率放大器（2）利用基極電流在基極擴(kuò)散電阻上產(chǎn)生所需要的VBB。如圖(b)所示。由于很小，因此所得到的VBB也小，且不夠穩(wěn)定。因而一般只在需要小的VBB（接近乙類工作）時(shí)，才采用這種電路。高頻電子線路第三章高頻功率放大器3.4諧振功率放大器（2）利用基極電流在基極擴(kuò)散電阻423.4諧振功率放大器（3）利用發(fā)射極電流的直流分量IE0在發(fā)射極偏置電阻Re上產(chǎn)生所需要的VBB。如圖(c)所示。這種自給偏置的有點(diǎn)是能能夠自動(dòng)維持放大器的工作穩(wěn)定。（a）、（b）是并饋，（c）是串饋。高頻電子線路第三章高頻功率放大器3.4諧振功率放大器（3）利用發(fā)射極電流的直流分量IE433.4諧振功率放大器二、匹配網(wǎng)絡(luò)

高頻功率放大器的級(jí)與級(jí)之間或放大級(jí)與負(fù)載之間，都要采用一定形式的回路，這個(gè)回路一般是四端網(wǎng)絡(luò)。如果四端網(wǎng)絡(luò)是用來(lái)與下級(jí)放大器的輸入端相連接，則叫做級(jí)間耦合網(wǎng)絡(luò)；如果是用以輸出功率至負(fù)載，則叫做輸出匹配網(wǎng)絡(luò)。

高頻電子線路第三章高頻功率放大器3.4諧振功率放大器二、匹配網(wǎng)絡(luò)高頻電子線路第三章高頻441、輸入匹配網(wǎng)絡(luò)與級(jí)間耦合網(wǎng)絡(luò)末級(jí)以前的各級(jí)（主振級(jí)除外）都叫做中間級(jí)。雖然這些中間級(jí)的用途不盡相同，例如可作為緩沖、倍頻、功率放大等，但它們的集電極回路都是用來(lái)饋給下一級(jí)所需要的激勵(lì)功率的。這些回路就叫做級(jí)間耦合回路。而對(duì)于下級(jí)被推動(dòng)級(jí)來(lái)說(shuō)，這些回路就是輸入匹配網(wǎng)絡(luò)。因此，以下的討論不再區(qū)分級(jí)間耦合回路與輸入匹配網(wǎng)絡(luò)。3.4諧振功率放大器高頻電子線路第三章高頻功率放大器1、輸入匹配網(wǎng)絡(luò)與級(jí)間耦合網(wǎng)絡(luò)3.4諧振功率放大器高頻453.4諧振功率放大器由于末級(jí)和中間級(jí)的電平和負(fù)載狀態(tài)不同，因而對(duì)它們的要求也就有差別。對(duì)于輸出回路，應(yīng)力求輸出功率大，效率高。對(duì)于天線阻抗（RA、CA）在正常情況下是不變的，故可以使它與集電極回路匹配，使末級(jí)工作于臨界狀態(tài)，以獲得最大的輸出功率。這時(shí)，回路的傳輸效率也很高。但對(duì)于級(jí)間耦合回路來(lái)說(shuō)，情形就不同了。級(jí)間耦合回路的負(fù)載是下一級(jí)的基極輸入阻抗，它的值隨機(jī)理電壓的大小和電子器件本身工作狀態(tài)的變化而改變，反映到前級(jí)回路（級(jí)間耦合回路），就使這個(gè)回路的等效阻抗變化，從而引起前級(jí)工作狀態(tài)的變化。如果前級(jí)工作于欠壓狀態(tài)，那么它的輸出將不穩(wěn)定，這是我們所不希望的。高頻電子線路第三章高頻功率放大器3.4諧振功率放大器由于末級(jí)和中間級(jí)463.4諧振功率放大器

為了達(dá)到保證送給下級(jí)以穩(wěn)定激勵(lì)電壓的目的，對(duì)于中間級(jí)應(yīng)采取如下措施：（1）中間放大級(jí)工作于過(guò)壓狀態(tài)，此時(shí)它等效為一個(gè)理想電壓源，其輸出電壓幾乎不隨負(fù)載變化。（2）降低級(jí)間耦合回路的效率。因?yàn)榛芈沸式档?，意味著回路本身?yè)p耗加大，這樣就使下級(jí)輸入電路的損耗功率相對(duì)來(lái)說(shuō)顯得不重要了，也就是減弱了下級(jí)對(duì)本級(jí)工作狀態(tài)的影響。中間級(jí)的一般取為0.1-0.5。高頻電子線路第三章高頻功率放大器3.4諧振功率放大器為了達(dá)到保證送給下473.4諧振功率放大器2、輸出匹配網(wǎng)絡(luò)放大器與負(fù)載之間所用的回路，可用下圖的四端網(wǎng)絡(luò)來(lái)表示。這個(gè)四端網(wǎng)絡(luò)應(yīng)完成的任務(wù)是：（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)載的功率最大，即它起著匹配網(wǎng)絡(luò)的作用。（2）抑制工作頻率范圍以外的不需要頻率，即它應(yīng)有良好的濾波作用。（3）在有幾個(gè)電子器件同時(shí)輸出功率的情況下，保證它們都能有效地傳輸功率到負(fù)載，但同時(shí)又應(yīng)盡可能地使這幾個(gè)電子器件彼此隔離，互不影響。高頻電子線路第三章高頻功率放大器3.4諧振功率放大器2、輸出匹配網(wǎng)絡(luò)高頻電子線路第三章483.4諧振功率放大器本節(jié)完成前兩個(gè)任務(wù)，第三個(gè)任務(wù)，留在功率合成器一節(jié)中解決。高頻電子線路第三章高頻功率放大器3.4諧振功率放大器本節(jié)完成前兩個(gè)任務(wù)493.4諧振功率放大器最常見(jiàn)的輸出回路形式是復(fù)合輸出回路，如下圖所示。這種電路是將天線（負(fù)載）回路通過(guò)互感或其他形式與集電極調(diào)諧回路相耦合。中介回路天線回路調(diào)諧元件天線輻射電阻和等效電容高頻電子線路第三章高頻功率放大器3.4諧振功率放大器最常見(jiàn)的輸出回路形503.4諧振功率放大器除了復(fù)合輸出外，還可以用其他形式的四端網(wǎng)絡(luò)，例如形、T形網(wǎng)絡(luò)等。但不論是哪種選頻網(wǎng)絡(luò)，從集電極向右方看去，它們都應(yīng)當(dāng)?shù)刃в谝粋€(gè)并聯(lián)諧振回路。如圖所示。高頻電子線路第三章高頻功率放大器3.4諧振功率放大器除了復(fù)合輸出外，還可以用其513.4諧振功率放大器

下圖所示兩種形網(wǎng)絡(luò)是其中的形式之一（也可以用T形網(wǎng)絡(luò)）。高頻電子線路第三章高頻功率放大器3.4諧振功率放大器下圖所示兩種523.5丙類倍頻器倍頻器是一種輸出頻率等于輸入頻率整數(shù)倍的電路，用以提高頻率。為什么要采用倍頻器呢？采用倍頻器有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）發(fā)射極主振器的頻率可以降低，有利于穩(wěn)頻。（2）在采用石英晶體穩(wěn)頻時(shí)，振蕩頻率越高，石英晶體越薄，越易振碎。2-4MHz高頻電子線路第三章高頻功率放大器3.5丙類倍頻器倍頻器是一種輸出頻率等于輸533.5丙類倍頻器（3）如果中間級(jí)既可以工作于放大狀態(tài)，也可工作于倍頻狀態(tài)，那么，就可以在不擴(kuò)展主振器波段的情況下，擴(kuò)展發(fā)射機(jī)的波段。這對(duì)穩(wěn)頻是有力的，因?yàn)檎袷幤鞑ǘ卧秸l率穩(wěn)定度就越高。(4)倍頻器的輸入與輸出頻率不同，因而減弱了寄生耦合，使發(fā)射機(jī)的穩(wěn)定性提高。（5）如果是調(diào)頻或調(diào)相發(fā)射機(jī)，則可采用倍頻器來(lái)加大頻移或相移，亦即加深調(diào)制度。（6）在超高頻段（米波或厘米波段）難以獲得足夠的功率，可采用參量倍頻器將頻率較低，功率較大的信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)轭l率較高，功率亦較大的輸出信號(hào)。高頻電子線路第三章高頻功率放大器3.5丙類倍頻器（3）如果中間級(jí)既可以工作于放大狀態(tài)，也可543.5丙類倍頻器我們知道，丙類放大器的電流是脈沖狀，所包含的諧波很豐富。如果使集電極回路不是諧振于基頻，而是諧振于n次諧波，那么，回路對(duì)基頻和其他諧波的阻抗很小，而對(duì)n次諧波的阻抗則達(dá)到最大，且呈電阻性。于是回路的電壓和功率就是n次諧波。這就起到了倍頻的作用。高頻電子線路第三章高頻功率放大器3.5丙類倍頻器我們知道，丙類放大器的電流是脈沖狀553.5丙類倍頻器倍頻器的輸入、輸出電壓瞬時(shí)值可寫為：而晶體管極間順勢(shì)電壓可寫成為：式中，為回路兩端的n次諧波電壓振幅。高頻電子線路第三章高頻功率放大器3.5丙類倍頻器倍頻器的輸入、輸出電壓瞬時(shí)值可寫為：而晶體563.5丙類倍頻器利用高頻功率放大器的分析結(jié)果，n次倍頻器輸出的功率和效率為：由余弦脈沖分解系數(shù)可知，無(wú)論通角為何值，均小于，也就是在同樣條件下，丙類倍頻器的輸出功率和效率都低于丙類放大器的輸出功率和效率。高頻電子線路第三章高頻功率放大器3.5丙類倍頻器利用高頻功率放大器的分析結(jié)573.5丙類倍頻器為了提高輸出功率和效率，丙類倍頻器在通角的選取上，必須滿足：在n=2時(shí)，應(yīng)取600左右；在n=3時(shí)，應(yīng)取400左右。這時(shí)與時(shí)的放大器輸出功率相比較有:高頻電子線路第三章高頻功率放大器3.5丙類倍頻器為了提高輸出功率和效率，丙類倍頻器583.6寬帶高頻功率放大器現(xiàn)代通信的發(fā)展趨勢(shì)之一是在寬波段工作范圍內(nèi)能采用自動(dòng)調(diào)諧技術(shù)，以便于迅速轉(zhuǎn)換工作頻率。為了滿足上述要求，可以在發(fā)射極的中間各級(jí)采用寬帶高頻功率放大器，他不需要調(diào)諧回路，就能在很寬的波段范圍內(nèi)獲得線性放大。當(dāng)然，所付出的代價(jià)是輸出功率和功率增益都降低了。因此，一般來(lái)說(shuō)寬帶功率放大器適用于中、小功率級(jí)。對(duì)于大功率設(shè)備來(lái)說(shuō)，可以采用寬帶功放作為推動(dòng)級(jí)，同樣也能節(jié)約調(diào)諧時(shí)間。高頻電子線路第三章高頻功率放大器3.6寬帶高頻功率放大器現(xiàn)代通信的發(fā)展趨勢(shì)之一是在593.6寬帶高頻功率放大器1、高頻傳輸線變壓器的特性及原理

最常見(jiàn)的寬帶高頻功率放大器是利用寬帶變壓器做耦合電路的放大器。寬帶變壓器有兩種形式：一種是利用普通變壓器的原理，只是采用高頻磁心，可工作到短波波段；另一種是利用傳輸線原理與變壓器原理二者結(jié)合所謂傳輸線變壓器，這是最常用的一種寬帶變壓器。高頻電子線路第三章高頻功率放大器3.6寬帶高頻功率放大器1、高頻傳輸線變壓器的特性及原理603.6寬帶高頻功率放大器圖低頻變壓器及其頻率特性示例普通鐵心變壓器不能用于高頻，只能采用高磁導(dǎo)率磁心高頻電子線路第三章高頻功率放大器3.6寬帶高頻功率放大器圖低頻變壓器及其頻率特性示例613.6寬帶高頻功率放大器為了使變壓器工作于高頻，并展寬工作頻帶，人們把傳輸線的原理應(yīng)用于變壓器。這種變壓器是用傳輸線繞在高磁導(dǎo)率的鐵心磁環(huán)上構(gòu)成，下圖是一個(gè)1：1的傳輸線變壓器的構(gòu)造示意圖。高頻電子線路第三章高頻功率放大器3.6寬帶高頻功率放大器為了使變壓器工作于高頻，并62圖1：1傳輸線變壓器高頻電子線路第三章高頻功率放大器圖1：1傳輸線變壓器高頻電子線路第三章高頻功率放大器633.6寬帶高頻