1、第第1章章 緒論緒論第第2章章 小信號(hào)選頻放大器小信號(hào)選頻放大器第第3章章 高頻功率放大器高頻功率放大器第第4章章 正弦波振蕩器正弦波振蕩器第第5章章 振幅調(diào)制、解調(diào)與混頻電路振幅調(diào)制、解調(diào)與混頻電路第第6章章 角度調(diào)制與解調(diào)電路角度調(diào)制與解調(diào)電路第第7章章 反饋控制系統(tǒng)反饋控制系統(tǒng) 1.1 通信與通信系統(tǒng)通信與通信系統(tǒng) 1.2 非線性電子線路的基本概念非線性電子線路的基本概念 本章小結(jié)本章小結(jié)主要要求：主要要求： 了解通信系統(tǒng)的基本組成及各組成部分的作用了解通信系統(tǒng)的基本組成及各組成部分的作用了解無(wú)線廣播通信系統(tǒng)的基本組成及各組成部了解無(wú)線廣播通信系統(tǒng)的基本組成及各組成部分的作用分的作用 理

2、解通信系統(tǒng)中為何要采用調(diào)制技術(shù)理解通信系統(tǒng)中為何要采用調(diào)制技術(shù)信源信源輸入輸入變換器變換器發(fā)送發(fā)送設(shè)備設(shè)備信道信道接收接收設(shè)備設(shè)備輸出輸出變換器變換器輸輸出出通信：通信： 發(fā)送者與接收者之間的信息傳遞發(fā)送者與接收者之間的信息傳遞通信系統(tǒng)：用電信號(hào)或光信號(hào)傳輸信息的系統(tǒng)通信系統(tǒng)：用電信號(hào)或光信號(hào)傳輸信息的系統(tǒng)通信系統(tǒng)基本組成通信系統(tǒng)基本組成基帶信號(hào)基帶信號(hào) (低頻信號(hào)低頻信號(hào))調(diào)制調(diào)制已調(diào)信號(hào)已調(diào)信號(hào)(高頻信號(hào)高頻信號(hào))噪聲與干擾噪聲與干擾解調(diào)解調(diào)基帶信號(hào)基帶信號(hào)通信系統(tǒng)應(yīng)用舉例：手機(jī)、電話、電視、廣播通信系統(tǒng)應(yīng)用舉例：手機(jī)、電話、電視、廣播一、無(wú)線電廣播發(fā)送設(shè)備一、無(wú)線電廣播發(fā)送設(shè)備振蕩器：產(chǎn)

3、生高頻信號(hào)振蕩器：產(chǎn)生高頻信號(hào)倍頻器：將振蕩器產(chǎn)生的高頻信號(hào)頻率整數(shù)倍升高倍頻器：將振蕩器產(chǎn)生的高頻信號(hào)頻率整數(shù)倍升高 到所需的載波信號(hào)頻率到所需的載波信號(hào)頻率振幅調(diào)制器：將輸入的高頻載波信號(hào)和低頻調(diào)制信號(hào)變換成高頻已振幅調(diào)制器：將輸入的高頻載波信號(hào)和低頻調(diào)制信號(hào)變換成高頻已調(diào)信號(hào)，并以足夠大的功率輸送到天線，然后輻射到空間。調(diào)信號(hào)，并以足夠大的功率輸送到天線，然后輻射到空間。調(diào)制放大器調(diào)制放大器:由低頻電壓和功率放大級(jí)組成由低頻電壓和功率放大級(jí)組成,用來(lái)放大話筒所產(chǎn)生的微用來(lái)放大話筒所產(chǎn)生的微弱信號(hào)，并送入調(diào)制器。弱信號(hào)，并送入調(diào)制器。調(diào)幅廣播發(fā)送調(diào)幅廣播發(fā)送設(shè)備組成設(shè)備組成二、無(wú)線電調(diào)幅廣

4、播接收設(shè)備二、無(wú)線電調(diào)幅廣播接收設(shè)備 超外差式調(diào)幅接收機(jī)組成框圖超外差式調(diào)幅接收機(jī)組成框圖 高頻放大器輸出載頻高頻放大器輸出載頻fC的已調(diào)信號(hào)，本機(jī)振蕩器提供頻率為的已調(diào)信號(hào)，本機(jī)振蕩器提供頻率為fL的高頻等幅信號(hào)，的高頻等幅信號(hào)，它們同時(shí)送入混頻器。在其輸出端可獲得頻率較低的中頻已調(diào)信號(hào)，通常取中頻頻率它們同時(shí)送入混頻器。在其輸出端可獲得頻率較低的中頻已調(diào)信號(hào)，通常取中頻頻率fI= fL - fC 。 中頻放大器為中心頻率固定在中頻放大器為中心頻率固定在fI上的選頻放大器，它進(jìn)一步濾除無(wú)用上的選頻放大器，它進(jìn)一步濾除無(wú)用信號(hào)，并將有用信號(hào)放大到足夠值。信號(hào)，并將有用信號(hào)放大到足夠值。 檢波器

5、對(duì)中頻放大器送來(lái)的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，可恢復(fù)出原基帶信號(hào)，然檢波器對(duì)中頻放大器送來(lái)的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，可恢復(fù)出原基帶信號(hào)，然后經(jīng)低頻放大器后輸出。后經(jīng)低頻放大器后輸出。 高頻放大器對(duì)天線所接收的信號(hào)進(jìn)行初步的選擇，抑制無(wú)用頻率的信高頻放大器對(duì)天線所接收的信號(hào)進(jìn)行初步的選擇，抑制無(wú)用頻率的信號(hào)，而將所需頻率的信號(hào)加以放大。號(hào)，而將所需頻率的信號(hào)加以放大。 用基帶信號(hào)去控制高頻信號(hào)的某一參數(shù)，使該參數(shù)按照基帶信號(hào)的規(guī)律用基帶信號(hào)去控制高頻信號(hào)的某一參數(shù)，使該參數(shù)按照基帶信號(hào)的規(guī)律變化的過(guò)程，稱為調(diào)制。變化的過(guò)程，稱為調(diào)制。 基帶信號(hào)也稱為調(diào)制信號(hào)；未調(diào)制的高頻信號(hào)稱為載波信號(hào)；基帶信號(hào)也稱為調(diào)制信號(hào)；未調(diào)制

6、的高頻信號(hào)稱為載波信號(hào)； 經(jīng)調(diào)制經(jīng)調(diào)制后的高頻信號(hào)稱為已調(diào)信號(hào)。后的高頻信號(hào)稱為已調(diào)信號(hào)。 用基帶信號(hào)去控制高頻信號(hào)的用基帶信號(hào)去控制高頻信號(hào)的振幅振幅，稱為稱為調(diào)幅調(diào)幅 AM 頻率頻率，稱為稱為調(diào)頻調(diào)頻 FM 相位相位，稱為稱為調(diào)相調(diào)相 PM三、調(diào)制的概念與作用三、調(diào)制的概念與作用振幅調(diào)制波形振幅調(diào)制波形基帶信號(hào)波形基帶信號(hào)波形載波信號(hào)波形載波信號(hào)波形已調(diào)信號(hào)波形已調(diào)信號(hào)波形)cos(cm0ctUu載波信號(hào)載波信號(hào) )cos()cos(1)cos()cos(cam0cmam0ottmUttukUu )2cos()cos(mmFtUtUu調(diào)制信號(hào)調(diào)制信號(hào)將單音調(diào)制的調(diào)幅波表達(dá)式用三角函數(shù)關(guān)系展

7、開，則得將單音調(diào)制的調(diào)幅波表達(dá)式用三角函數(shù)關(guān)系展開，則得tUmtUmtUu)cos(21 )cos(21)cos(cm0acm0acm0o 得幅度頻譜為得幅度頻譜為2FBW 已調(diào)信號(hào)均占據(jù)一定的已調(diào)信號(hào)均占據(jù)一定的頻帶寬度。頻帶寬度。1. 天線尺寸大于信號(hào)波長(zhǎng)的十分之一，信號(hào)才能有效發(fā)射。天線尺寸大于信號(hào)波長(zhǎng)的十分之一，信號(hào)才能有效發(fā)射。例如例如 f = 1 kHz，則，則00km3s/10m/s10338fC天線長(zhǎng)度需大于天線長(zhǎng)度需大于30km ，顯然是不現(xiàn)實(shí)的。，顯然是不現(xiàn)實(shí)的。又如語(yǔ)音頻率范圍又如語(yǔ)音頻率范圍 20Hz 20kHz ， 對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)15000km15km，直接進(jìn)行傳輸

8、是不現(xiàn)實(shí)的。，直接進(jìn)行傳輸是不現(xiàn)實(shí)的。2. 實(shí)現(xiàn)信道的頻率復(fù)用實(shí)現(xiàn)信道的頻率復(fù)用一、無(wú)線電波段的劃分一、無(wú)線電波段的劃分波段名稱波段名稱波長(zhǎng)范圍波長(zhǎng)范圍頻率范圍頻率范圍頻段名稱頻段名稱超長(zhǎng)波超長(zhǎng)波100 10 km3 30 kHz甚低頻甚低頻VLF長(zhǎng)波長(zhǎng)波中波中波短波短波超短波超短波(米波米波)10 1 km1000 200 m200 10 m10 1 m30 300 kHz0.3 1.5 MHz1.5 30 MHz30 300 MHz低頻低頻 LF中頻中頻 MF高頻高頻 HF甚高頻甚高頻VHF微微波波分米波分米波厘米波厘米波毫米波毫米波亞毫米波亞毫米波100 10 cm10 1 cm10 1

9、 mm1 0.1 mm0.3 3 GHz3 30 GHz30 300 GHz300 3000 GHz特高頻特高頻UHF超高頻超高頻SHF極高頻極高頻EHF超極高頻超極高頻光波光波100 1 m3 300 THz1T=1012fc無(wú)線電波在空中傳播的速度和光速相同無(wú)線電波在空中傳播的速度和光速相同,為為c=3108m/s,高頻信號(hào)的頻率高頻信號(hào)的頻率f(Hz) 與其波長(zhǎng)與其波長(zhǎng)（m）的關(guān)系為：的關(guān)系為：中波中波AM廣播典型頻率范圍廣播典型頻率范圍 526.5kHz1605.5kHzAM廣播短波典型頻率范圍廣播短波典型頻率范圍 3.226.1MHzFM廣播典型頻率范圍廣播典型頻率范圍 87108M

10、Hz沿地面?zhèn)鞑パ氐孛鎮(zhèn)鞑ブ?、長(zhǎng)波、超長(zhǎng)波中、長(zhǎng)波、超長(zhǎng)波特特 點(diǎn)點(diǎn)傳輸特性穩(wěn)定，傳輸特性穩(wěn)定，傳輸距離遠(yuǎn)傳輸距離遠(yuǎn)( (地波地波) )沿空間沿空間直線傳播直線傳播（視距傳播）（視距傳播）超短波以上超短波以上傳輸距離短傳輸距離短( (空間波空間波) )依靠電離依靠電離層傳播層傳播電離層電離層1.5MHz30MHz短波短波( (天波天波) )傳輸距離遠(yuǎn)，傳輸距離遠(yuǎn)，傳輸特性不穩(wěn)定傳輸特性不穩(wěn)定二、無(wú)線電波的傳播二、無(wú)線電波的傳播波段名稱波段名稱傳播傳播主要應(yīng)用主要應(yīng)用超長(zhǎng)波超長(zhǎng)波地波地波潛艇通信、遠(yuǎn)洋通信、遠(yuǎn)程導(dǎo)航、潛艇通信、遠(yuǎn)洋通信、遠(yuǎn)程導(dǎo)航、發(fā)送標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信號(hào)等發(fā)送標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信號(hào)等長(zhǎng)波長(zhǎng)波地波地波

11、除上述外，還用于低下通信除上述外，還用于低下通信中波中波地波為主地波為主廣播、導(dǎo)航、船舶通信、飛行通信、船港通信等廣播、導(dǎo)航、船舶通信、飛行通信、船港通信等短波短波天波為主天波為主中遠(yuǎn)距離的廣播與通信等中遠(yuǎn)距離的廣播與通信等超短波超短波(米波米波)空間波空間波調(diào)頻廣播、電視、移動(dòng)通信、雷達(dá)、導(dǎo)航等調(diào)頻廣播、電視、移動(dòng)通信、雷達(dá)、導(dǎo)航等微微波波分米波分米波厘米波厘米波毫米波毫米波亞毫米波亞毫米波空間波空間波電視、雷達(dá)、衛(wèi)星通信、中繼通信等電視、雷達(dá)、衛(wèi)星通信、中繼通信等光波光波無(wú)線電波的傳播方式及其應(yīng)用無(wú)線電波的傳播方式及其應(yīng)用主要要求：主要要求： 理解非線性電路與線性電路的概念、差別。理解非線

12、性電路與線性電路的概念、差別。理解非線性電路的特點(diǎn)。理解非線性電路的特點(diǎn)。 線性電路線性電路 全部由線性或處于線性工作狀態(tài)的元器件全部由線性或處于線性工作狀態(tài)的元器件組成的電路。組成的電路。 非線性電路非線性電路 至少含有一個(gè)元器件是非線性的或處于非線性工作狀至少含有一個(gè)元器件是非線性的或處于非線性工作狀態(tài)的電路。態(tài)的電路。 線性元件：線性元件： R、L、C 非線性元件：非線性元件： 二極管、三極管二極管、三極管.uiOUIuiOIQUQQ u i線性電阻器件與非線性電阻器件特性曲線線性電阻器件與非線性電阻器件特性曲線 線性電路線性電路 全部由線性或處于線性工作狀態(tài)的元器件全部由線性或處于線性

13、工作狀態(tài)的元器件組成的電路。組成的電路。 非線性電路非線性電路 至少含有一個(gè)元器件是非線性的或處于非線性工作狀至少含有一個(gè)元器件是非線性的或處于非線性工作狀態(tài)的電路。態(tài)的電路。 線性元件：線性元件： R、L、C 非線性元件：非線性元件： 二極管、三極管二極管、三極管. 非線性元件在正弦波作用下的波形非線性元件在正弦波作用下的波形uiOIQUQQnttiO設(shè)設(shè) i = a u2當(dāng)當(dāng)u = u1 + u2則則 i = a (u12+ u22 + 2u1u2) i = a(U21mcos2 1t + U22mcos2 2t + 2U1mU2mcos 1t cos 2t)設(shè)設(shè) u1 = U1m cos

14、 1tu2 = U2m cos 2t ，則則)2cos1(a11m221tU )2cos1(a22m221tU )cos()cos(a21212m1mttUU )a(2m21m221UU )2cos2cosa(22m211m221tUtU tUU)cos(a212m1m)cos(a212m1mtUU 1. 能產(chǎn)生新的頻率分量能產(chǎn)生新的頻率分量, 具有頻率變換作用具有頻率變換作用;2. 不能采用迭加定理加以分析不能采用迭加定理加以分析;3. Q 合適且信號(hào)小時(shí)合適且信號(hào)小時(shí),可按線性電路處理。可按線性電路處理。通常采用工程近似解析法加以分析通常采用工程近似解析法加以分析用電信號(hào)（或光信號(hào)）傳輸信

15、息的系統(tǒng)稱為通信系統(tǒng)，它由信源，輸入、輸出用電信號(hào)（或光信號(hào)）傳輸信息的系統(tǒng)稱為通信系統(tǒng)，它由信源，輸入、輸出變換器，發(fā)送、接收設(shè)備和信道組成。根據(jù)信道不同，可分為有線通信系統(tǒng)和變換器，發(fā)送、接收設(shè)備和信道組成。根據(jù)信道不同，可分為有線通信系統(tǒng)和無(wú)線通信系統(tǒng)。無(wú)線通信系統(tǒng)。為了改善系統(tǒng)性能、實(shí)現(xiàn)信號(hào)的有效傳輸及信道復(fù)用，通信系統(tǒng)中廣泛采用調(diào)為了改善系統(tǒng)性能、實(shí)現(xiàn)信號(hào)的有效傳輸及信道復(fù)用，通信系統(tǒng)中廣泛采用調(diào)制技術(shù)。調(diào)制即用待傳輸?shù)幕鶐盘?hào)去改變高頻載波信號(hào)的某一參數(shù)的過(guò)程。制技術(shù)。調(diào)制即用待傳輸?shù)幕鶐盘?hào)去改變高頻載波信號(hào)的某一參數(shù)的過(guò)程。用基帶信號(hào)去改變高頻信號(hào)的幅度，稱為調(diào)幅。用基帶信號(hào)去

16、改變高頻信號(hào)的幅度，稱為調(diào)幅。基帶信號(hào)也稱為調(diào)制信號(hào)，未基帶信號(hào)也稱為調(diào)制信號(hào)，未調(diào)制的高頻信號(hào)稱為載波信號(hào)，經(jīng)調(diào)制后的高頻信號(hào)稱為已調(diào)信號(hào)。已調(diào)信號(hào)調(diào)制的高頻信號(hào)稱為載波信號(hào)，經(jīng)調(diào)制后的高頻信號(hào)稱為已調(diào)信號(hào)。已調(diào)信號(hào)均占據(jù)一定的頻帶寬度。均占據(jù)一定的頻帶寬度。非線性電子線路是包含有非線性電子元器件的電路。其基本特點(diǎn)是：能夠產(chǎn)非線性電子線路是包含有非線性電子元器件的電路。其基本特點(diǎn)是：能夠產(chǎn)生新的頻率分量，具有頻率變換作用；電路分析時(shí)不適用疊加定理，但當(dāng)作生新的頻率分量，具有頻率變換作用；電路分析時(shí)不適用疊加定理，但當(dāng)作用信號(hào)很小、工作點(diǎn)取得適當(dāng)時(shí)，非線性電路也可近似按線性電路進(jìn)行分析。用信號(hào)

17、很小、工作點(diǎn)取得適當(dāng)時(shí)，非線性電路也可近似按線性電路進(jìn)行分析。作業(yè)：作業(yè)： 2.1 諧振回路諧振回路 2.2 小信號(hào)諧振放大器小信號(hào)諧振放大器 2.3 集中選頻放大器集中選頻放大器 本章小結(jié)本章小結(jié)2.1 諧振回路諧振回路作用：選擇信號(hào)；阻抗變換。作用：選擇信號(hào)；阻抗變換。應(yīng)用：調(diào)諧放大、高頻功放、振蕩、調(diào)制、混頻等應(yīng)用：調(diào)諧放大、高頻功放、振蕩、調(diào)制、混頻等主要要求：主要要求： 掌握并聯(lián)諧振回路的選頻特性及其主要參數(shù)的計(jì)算。掌握并聯(lián)諧振回路的選頻特性及其主要參數(shù)的計(jì)算。理解回路理解回路Q值、信號(hào)源、負(fù)載等對(duì)回路特性的影響。值、信號(hào)源、負(fù)載等對(duì)回路特性的影響。了解變壓器、電感分壓器、電容分壓器

18、等常用了解變壓器、電感分壓器、電容分壓器等常用阻抗阻抗變換電路及其阻抗變換的關(guān)系。變換電路及其阻抗變換的關(guān)系。2.1 諧振回路諧振回路2.1.1 并聯(lián)諧振回路的選頻特性并聯(lián)諧振回路的選頻特性 1 0，LC 一、一、 LC 并聯(lián)諧振回路阻抗頻率特性并聯(lián)諧振回路阻抗頻率特性Is.LCIs.LrCZ+Uo CL/1 當(dāng)當(dāng)時(shí)，回路并聯(lián)諧振時(shí)，回路并聯(lián)諧振諧振頻率：諧振頻率：諧振阻抗：諧振阻抗：CrLRZ pCLrCLrIUZjjjjso/1)/1)( )/1( j/CLrCL 21 0LC f 引入品質(zhì)因數(shù)引入品質(zhì)因數(shù)Q ，它反映諧振回路損耗的大小，它反映諧振回路損耗的大小CrrLQ001Q 定義為：

19、定義為：回路等效損耗電阻回路等效損耗電阻抗抗回路諧振時(shí)的感抗或容回路諧振時(shí)的感抗或容 定義參數(shù)定義參數(shù) CL ，稱為，稱為L(zhǎng)C回路的特性阻抗回路的特性阻抗 則可得則可得 CL001空載品質(zhì)因數(shù)，固有品質(zhì)因數(shù)空載品質(zhì)因數(shù)，固有品質(zhì)因數(shù)PRrQ)/(j100p QRrCLrCLCLrCLZ)/1(j1/)/1( j/ 因此因此通常，諧振回路研究通常，諧振回路研究0p2j1QRZ20p21）（QRZ )2arctan0 Q（則可得則可得0022000令OZ RP 幅頻特性曲線幅頻特性曲線 O 90-90相頻特性曲線相頻特性曲線0OZ RP 幅頻特性曲線幅頻特性曲線 O 90-90相頻特性曲線相頻特性

20、曲線0Q增大增大Q增大增大-90o 1/ C2, 可忽略可忽略RL 的分流的分流,則得則得22121/1/1/1CCCUUjjj 121CCC 12121CCCUUn 例例2.1.3 下圖中，線圈匝數(shù)下圖中，線圈匝數(shù) N12 = 10 匝，匝， N13 = 50 匝，匝，N45 = 5 匝，匝，L13= 8.4 H, C = 51 pF, Q =100, Is = 1 mA , Rs =10 k , RL= 2.5 k , 求有載品質(zhì)因數(shù)求有載品質(zhì)因數(shù)Qe、通頻帶、通頻帶BW0.7、諧振輸出電壓、諧振輸出電壓Uo。S21213s21sRNNRnR）（ k1010502 ）（= 250 k L2

21、4513L22LRNNRnR）（ k25 . 2550 ）（= 250 k 解：解：將將Is 、RS 、 RL均折算到并聯(lián)諧振回路均折算到并聯(lián)諧振回路1-3兩端兩端1261051/104 . 8100 CLQR/13p k = 40.6 k Re = Rs / Rp /RL= 30.6 k 13eeLCRQ 75104 . 81051106 .306123 103kHzHz 751051104 . 82115607 . 0 eQfBW12sosUIUI o12ss UUII s1312IUU 5mA11s1 InmA 2.02213nUnUU ooV3es106 . 02 . 02 nRIV

22、612. 0 由折算前后信號(hào)源輸出功率相等，可得由折算前后信號(hào)源輸出功率相等，可得作業(yè)：作業(yè)：1. LC并聯(lián)諧振回路有何基本特性并聯(lián)諧振回路有何基本特性?說(shuō)明說(shuō)明Q對(duì)對(duì)回路特性的影響?；芈诽匦缘挠绊?。思考討論題思考討論題解：解：并聯(lián)諧振回路具有諧振特性，當(dāng)外加信號(hào)頻率與回路諧并聯(lián)諧振回路具有諧振特性，當(dāng)外加信號(hào)頻率與回路諧振頻率相等，即回路調(diào)諧時(shí)，回路兩端輸出電壓為最大，且振頻率相等，即回路調(diào)諧時(shí)，回路兩端輸出電壓為最大，且相移為零；當(dāng)外加頻率與回路諧振頻率不相等時(shí)，即回路失相移為零；當(dāng)外加頻率與回路諧振頻率不相等時(shí)，即回路失諧時(shí)，回路兩端輸出電壓迅速下降，相移值增大。諧時(shí)，回路兩端輸出電壓迅

23、速下降，相移值增大。 利用回路的諧振特性，通過(guò)調(diào)諧，可以從各種不同信號(hào)利用回路的諧振特性，通過(guò)調(diào)諧，可以從各種不同信號(hào)頻率的信號(hào)總和中選出有用信號(hào)、濾除無(wú)用信號(hào)，這稱為諧頻率的信號(hào)總和中選出有用信號(hào)、濾除無(wú)用信號(hào)，這稱為諧振回路的選頻作用。振回路的選頻作用。 當(dāng)諧振回路當(dāng)諧振回路Q值越大，回路諧振頻率越尖銳，其選頻作用值越大，回路諧振頻率越尖銳，其選頻作用越好，但通頻帶將會(huì)變窄。越好，但通頻帶將會(huì)變窄。思考討論題思考討論題2.并聯(lián)諧振回路的品質(zhì)因數(shù)是否越大越好？說(shuō)明如何選擇并聯(lián)并聯(lián)諧振回路的品質(zhì)因數(shù)是否越大越好？說(shuō)明如何選擇并聯(lián)諧振回路的有載品質(zhì)因數(shù)諧振回路的有載品質(zhì)因數(shù)Qe的大小。的大小。解

24、：解：并聯(lián)諧振回路的品質(zhì)因數(shù)不是越大越好。因?yàn)椴⒙?lián)諧振回路的品質(zhì)因數(shù)不是越大越好。因?yàn)镼e值增大值增大后雖然抑制帶外干擾信號(hào)能力增強(qiáng)，但通頻帶也隨之變小，后雖然抑制帶外干擾信號(hào)能力增強(qiáng)，但通頻帶也隨之變小，因此，在實(shí)際應(yīng)用中，為了保證有良好的選擇性，應(yīng)在滿足因此，在實(shí)際應(yīng)用中，為了保證有良好的選擇性，應(yīng)在滿足通頻帶的要求下，力求增大回路的有載品質(zhì)因數(shù)，即可按通頻帶的要求下，力求增大回路的有載品質(zhì)因數(shù)，即可按Qe f0/BW0.7來(lái)選擇回路的有載品質(zhì)因數(shù)。來(lái)選擇回路的有載品質(zhì)因數(shù)。2.2 小信號(hào)諧振放大器小信號(hào)諧振放大器 指指以以諧振回路為選頻網(wǎng)絡(luò)諧振回路為選頻網(wǎng)絡(luò)的高頻小信號(hào)放大器，也稱小信的

25、高頻小信號(hào)放大器，也稱小信號(hào)調(diào)諧放大器。號(hào)調(diào)諧放大器。2.2 小信號(hào)諧振放大器小信號(hào)諧振放大器主要要求：主要要求： 掌握單調(diào)諧回路諧振放大器的組成、工作原理掌握單調(diào)諧回路諧振放大器的組成、工作原理和性能特點(diǎn)和性能特點(diǎn)，了解其主要性能指標(biāo)。，了解其主要性能指標(biāo)。了解多級(jí)單諧振回路諧振放大器。了解多級(jí)單諧振回路諧振放大器。了解諧振放大器的穩(wěn)定性。了解諧振放大器的穩(wěn)定性。2.2.1 單調(diào)諧回路諧振放大器單調(diào)諧回路諧振放大器保證晶體管工保證晶體管工作在甲類狀態(tài)作在甲類狀態(tài)晶體管的輸出及負(fù)載電阻晶體管的輸出及負(fù)載電阻均通過(guò)阻抗變換電路接入。均通過(guò)阻抗變換電路接入。一、一、 工作原理工作原理GieCie

26、imUgGoeCoe21311NNn 自耦變壓器匝比自耦變壓器匝比變壓器初次級(jí)匝比變壓器初次級(jí)匝比45312NNn 小信號(hào)電路模型小信號(hào)電路模型gmIEQmA/26mV變換后電路模型變換后電路模型CieGie1mnUgi 21oenG21oenCCPG13LiU21LnG0.2.oUnU 回路的有載諧振電導(dǎo)回路的有載諧振電導(dǎo)22L21oepenGnGGGe21mio0GnngUUAu)2(110e0ffQAAuu當(dāng)當(dāng)LC并聯(lián)諧振回路調(diào)諧在輸入信號(hào)頻率上時(shí)，回路產(chǎn)生諧振，并聯(lián)諧振回路調(diào)諧在輸入信號(hào)頻率上時(shí)，回路產(chǎn)生諧振，放大器輸出電壓最大，電壓增益也最大，諧振電壓增益為放大器輸出電壓最大，電壓增

27、益也最大，諧振電壓增益為放大器的增益頻率特性放大器的增益頻率特性增益頻率特性曲線增益頻率特性曲線BW0.7=f0/Qe，K0.1=10，選擇性較差。選擇性較差。作業(yè)：作業(yè)：二、單調(diào)諧放大器穩(wěn)定性的提高二、單調(diào)諧放大器穩(wěn)定性的提高和輸入間形成內(nèi)反饋。高頻工作時(shí)仍能使輸出，其值雖然很小，但間存在結(jié)電容晶體管bcCCB諧振回路阻抗隨頻率劇烈變化的特性使這種內(nèi)反饋隨頻率變諧振回路阻抗隨頻率劇烈變化的特性使這種內(nèi)反饋隨頻率變化而劇烈變化，化而劇烈變化，使放大器的幅頻特性發(fā)生變形，增益、通頻使放大器的幅頻特性發(fā)生變形，增益、通頻帶、選擇性等都發(fā)生變化，嚴(yán)重時(shí)會(huì)在某頻率點(diǎn)滿足自激條帶、選擇性等都發(fā)生變化，嚴(yán)

28、重時(shí)會(huì)在某頻率點(diǎn)滿足自激條件，產(chǎn)生自激振蕩。因此會(huì)導(dǎo)致放大器工作不穩(wěn)定。件，產(chǎn)生自激振蕩。因此會(huì)導(dǎo)致放大器工作不穩(wěn)定。為減小內(nèi)反饋的影響，提高諧振放大器工作穩(wěn)定性，常采為減小內(nèi)反饋的影響，提高諧振放大器工作穩(wěn)定性，常采用共射用共射-共基組合電路構(gòu)成調(diào)諧放大器。共基組合電路構(gòu)成調(diào)諧放大器。 共基電路共基電路輸入阻抗很小，輸入阻抗很小，使共射電路的輸出小，因此通使共射電路的輸出小，因此通過(guò)內(nèi)反饋對(duì)輸入端產(chǎn)生的影響過(guò)內(nèi)反饋對(duì)輸入端產(chǎn)生的影響小，故可提高穩(wěn)定性。小，故可提高穩(wěn)定性。2.2.2 多級(jí)單調(diào)諧回路諧振放大器多級(jí)單調(diào)諧回路諧振放大器 unuuuAAAA21 nuuuuAAAA002010)dB

29、()dB()dB()dB(002010nuuuuAAAA 一、同步調(diào)諧放大器一、同步調(diào)諧放大器每級(jí)諧振回路均調(diào)諧在同一頻率上每級(jí)諧振回路均調(diào)諧在同一頻率上 各級(jí)諧振回路調(diào)諧在不同頻率上各級(jí)諧振回路調(diào)諧在不同頻率上 同步調(diào)諧放大器同步調(diào)諧放大器 參差調(diào)諧放大器參差調(diào)諧放大器 總電壓放大倍數(shù)總電壓放大倍數(shù)諧振時(shí)總電壓放大倍數(shù)諧振時(shí)總電壓放大倍數(shù)以分貝表示諧振時(shí)總電壓增益，則以分貝表示諧振時(shí)總電壓增益，則多級(jí)同步調(diào)諧放大器增益特性曲線多級(jí)同步調(diào)諧放大器增益特性曲線級(jí)數(shù)越多，則諧振增益越大，選擇性越好，通頻帶越窄。級(jí)數(shù)越多，則諧振增益越大，選擇性越好，通頻帶越窄。每級(jí)的通頻帶比總的通頻帶寬。每級(jí)的通頻

30、帶比總的通頻帶寬。二、雙參差調(diào)諧放大器二、雙參差調(diào)諧放大器單級(jí)幅頻特性單級(jí)幅頻特性合成幅頻特性合成幅頻特性調(diào)諧到略調(diào)諧到略高于信號(hào)高于信號(hào)中心頻率中心頻率調(diào)諧到略調(diào)諧到略低于信號(hào)低于信號(hào)中心頻率中心頻率f1= f0 + ff2= f0 - f總幅頻特性更接近于矩形，選擇性比單調(diào)諧放大器好。總幅頻特性更接近于矩形，選擇性比單調(diào)諧放大器好。 每?jī)杉?jí)為一組，組內(nèi)各級(jí)調(diào)諧在不同頻率上，如此級(jí)聯(lián)組每?jī)杉?jí)為一組，組內(nèi)各級(jí)調(diào)諧在不同頻率上，如此級(jí)聯(lián)組成的多級(jí)放大器稱為雙參差調(diào)諧放大器。成的多級(jí)放大器稱為雙參差調(diào)諧放大器。2.3 集中選頻放大器集中選頻放大器主要要求：主要要求： 了解集中選頻放大器的組成和性能

31、特點(diǎn)了解集中選頻放大器的組成和性能特點(diǎn)了解了解陶瓷濾波器和聲表面波濾波器的工作原理陶瓷濾波器和聲表面波濾波器的工作原理2.3.1 集中選頻濾波器集中選頻濾波器一、一、 陶瓷濾波器陶瓷濾波器工藝：工藝：陶瓷焙燒陶瓷焙燒 片狀片狀 兩面涂銀兩面涂銀直流高壓極化直流高壓極化 具有具有壓電效應(yīng)壓電效應(yīng) 當(dāng)陶瓷片發(fā)生機(jī)械變形時(shí)，當(dāng)陶瓷片發(fā)生機(jī)械變形時(shí)，其表面會(huì)產(chǎn)生電荷，兩電極間產(chǎn)其表面會(huì)產(chǎn)生電荷，兩電極間產(chǎn)生電壓；而當(dāng)陶瓷片兩電極間加生電壓；而當(dāng)陶瓷片兩電極間加上電壓時(shí)，它會(huì)產(chǎn)生機(jī)械變形。上電壓時(shí)，它會(huì)產(chǎn)生機(jī)械變形。 當(dāng)外加交變電壓的頻率等于陶瓷片固有頻率時(shí)，機(jī)械當(dāng)外加交變電壓的頻率等于陶瓷片固有頻率時(shí)

32、，機(jī)械振動(dòng)幅度最大，陶瓷片表面產(chǎn)生電荷量的變化也最大，振動(dòng)幅度最大，陶瓷片表面產(chǎn)生電荷量的變化也最大，在外電路中產(chǎn)生的電流也最大，其作用類似于串聯(lián)諧振回路。在外電路中產(chǎn)生的電流也最大，其作用類似于串聯(lián)諧振回路。材料：材料：由鋯鈦酸鉛陶瓷材料制成由鋯鈦酸鉛陶瓷材料制成電路符號(hào)和等效電路電路符號(hào)和等效電路Co 壓電陶瓷片的固定電容壓電陶瓷片的固定電容Lq 機(jī)械振動(dòng)時(shí)的晶體的等效質(zhì)量機(jī)械振動(dòng)時(shí)的晶體的等效質(zhì)量Cq 機(jī)械振動(dòng)時(shí)的等效彈性系數(shù)機(jī)械振動(dòng)時(shí)的等效彈性系數(shù)rq 機(jī)械振動(dòng)時(shí)的等效阻尼機(jī)械振動(dòng)時(shí)的等效阻尼阻抗頻率特性阻抗頻率特性串聯(lián)諧振頻率串聯(lián)諧振頻率 21 qqSCLf 21 q0q0qPCCC

33、CLf 并聯(lián)諧振頻率并聯(lián)諧振頻率等效阻抗等效阻抗 20 ，最小。，最小。等效阻抗最大。等效阻抗最大。構(gòu)成四端陶瓷濾波器，構(gòu)成四端陶瓷濾波器，Q值比一般值比一般LC回路的高，可獲得接回路的高，可獲得接近矩形的幅頻特性。下圖分別為由兩個(gè)和近矩形的幅頻特性。下圖分別為由兩個(gè)和9個(gè)陶瓷片組成個(gè)陶瓷片組成的四端陶瓷濾波器。的四端陶瓷濾波器。陶瓷濾波器：工作頻率為陶瓷濾波器：工作頻率為 幾百幾百kHz 幾十幾十MHz 使用時(shí)，其輸入阻抗須與信號(hào)源阻抗匹配使用時(shí)，其輸入阻抗須與信號(hào)源阻抗匹配 其輸出阻抗須與負(fù)載阻抗匹配。其輸出阻抗須與負(fù)載阻抗匹配。優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：體積小、成本低、受外界影響小。體積小、成本低、受

34、外界影響小。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：頻率特性較難控制，生產(chǎn)一致性較差，頻率特性較難控制，生產(chǎn)一致性較差，BW不夠?qū)?。不夠?qū)?。石英晶體濾波器特性與陶瓷濾波器相似，但石英晶體濾波器特性與陶瓷濾波器相似，但Q值高很多，因值高很多，因此頻率特性好，但價(jià)格較高。此頻率特性好，但價(jià)格較高。二、二、 聲表面波濾波器聲表面波濾波器 聲表面波濾波器優(yōu)點(diǎn)聲表面波濾波器優(yōu)點(diǎn)： 體積小、重量輕、性能穩(wěn)定、特性一致性好、工作頻體積小、重量輕、性能穩(wěn)定、特性一致性好、工作頻率高（幾率高（幾MHz幾幾GHz）、通頻帶寬、抗輻射能力強(qiáng)、）、通頻帶寬、抗輻射能力強(qiáng)、動(dòng)態(tài)范圍大等。動(dòng)態(tài)范圍大等。 實(shí)用的聲表面波濾波器的矩形系數(shù)可小于實(shí)用的聲

35、表面波濾波器的矩形系數(shù)可小于1.2，相對(duì)，相對(duì)帶寬可達(dá)帶寬可達(dá)50%。 聲表面波濾波器是聲表面波（用聲表面波濾波器是聲表面波（用SAW 表示）器件的表示）器件的一種。一種。 SAW 器件是一種利用彈性固體表面?zhèn)鞑C(jī)械振動(dòng)器件是一種利用彈性固體表面?zhèn)鞑C(jī)械振動(dòng)波的器件。波的器件。 它以鈮酸它以鈮酸鋰、鋯鈦酸鉛鋰、鋯鈦酸鉛和石英等壓電和石英等壓電材料為基片，材料為基片，利用真空蒸鍍利用真空蒸鍍法，在基片表法，在基片表面形成叉指形面形成叉指形金屬膜電極，金屬膜電極，稱為叉指電極。稱為叉指電極。 加輸入信號(hào)時(shí)，叉指電極間便產(chǎn)生交變電場(chǎng)，由于壓電效加輸入信號(hào)時(shí)，叉指電極間便產(chǎn)生交變電場(chǎng)，由于壓電效應(yīng)的作

36、用，使基片表面產(chǎn)生彈性形變，應(yīng)的作用，使基片表面產(chǎn)生彈性形變，激發(fā)出與輸入信號(hào)同頻激發(fā)出與輸入信號(hào)同頻率的聲表面波，它沿基片表面?zhèn)鞑ブ潦斩寺实穆暠砻娌ǎ鼗砻鎮(zhèn)鞑ブ潦斩?，由于壓電效?yīng)的作，由于壓電效應(yīng)的作用，在收端的叉指電極間得到電信號(hào)，并傳送給負(fù)載。用，在收端的叉指電極間得到電信號(hào)，并傳送給負(fù)載。聲表面波濾波器的結(jié)構(gòu)與工作原理聲表面波濾波器的結(jié)構(gòu)與工作原理2.3.2 集中選頻放大器應(yīng)用舉例集中選頻放大器應(yīng)用舉例輸入端變壓器耦合輸入端變壓器耦合射極輸出器射極輸出器實(shí)現(xiàn)阻實(shí)現(xiàn)阻抗匹配抗匹配展寬通頻帶展寬通頻帶陶瓷濾波器選頻放大器陶瓷濾波器選頻放大器 并聯(lián)諧振回路調(diào)諧在陶瓷濾波器主諧振頻率上

37、，以消除并聯(lián)諧振回路調(diào)諧在陶瓷濾波器主諧振頻率上，以消除陶瓷濾波器通帶外出現(xiàn)的小諧振峰。陶瓷濾波器通帶外出現(xiàn)的小諧振峰。聲表面波濾波器選頻放大器聲表面波濾波器選頻放大器L1 與分布電容并聯(lián)諧振于中心頻率。與分布電容并聯(lián)諧振于中心頻率。L2、L3為匹配電感，用于抵消為匹配電感，用于抵消SAWF 輸入、輸出端分布電容的輸入、輸出端分布電容的影響，以實(shí)現(xiàn)阻抗匹配。影響，以實(shí)現(xiàn)阻抗匹配。 C1 、C2、C3 均為隔直耦合電容。均為隔直耦合電容。 R2 、C4 為電源去耦濾波電路。為電源去耦濾波電路。本章小結(jié)本章小結(jié)LC 諧振回路具有選頻作用?；芈分C振時(shí)，回路阻抗為純電諧振回路具有選頻作用?；芈分C振時(shí)，

38、回路阻抗為純電阻，可獲得最大電壓輸出；當(dāng)回路失諧時(shí)，輸出電壓迅速阻，可獲得最大電壓輸出；當(dāng)回路失諧時(shí)，輸出電壓迅速減小?；芈返钠焚|(zhì)因數(shù)越高，回路諧振曲線就越尖銳，選減小。回路的品質(zhì)因數(shù)越高，回路諧振曲線就越尖銳，選擇性越好，但通頻帶越窄。擇性越好，但通頻帶越窄。LC并聯(lián)并聯(lián)諧振回路在諧振時(shí)阻抗最大且相移為零，呈純電諧振回路在諧振時(shí)阻抗最大且相移為零，呈純電阻；當(dāng)阻；當(dāng) 0時(shí)，時(shí)，阻抗相移小于零（最大負(fù)值趨阻抗相移小于零（最大負(fù)值趨于于-90 ），），回路呈容性?；芈烦嗜菪?。信號(hào)源和負(fù)載會(huì)使回路的有載品質(zhì)因數(shù)下降，選擇性變壞，信號(hào)源和負(fù)載會(huì)使回路的有載品質(zhì)因數(shù)下降，選擇性變壞，同時(shí)使回路諧振頻率

39、產(chǎn)生偏移。為了減小信號(hào)源和負(fù)載對(duì)回同時(shí)使回路諧振頻率產(chǎn)生偏移。為了減小信號(hào)源和負(fù)載對(duì)回路的影響，常采用變壓器、電感分壓器、電容分壓器等阻抗路的影響，常采用變壓器、電感分壓器、電容分壓器等阻抗變換電路。變換電路。小信號(hào)諧振放大器由放大器件和小信號(hào)諧振放大器由放大器件和LC 諧振回路組成，具有選諧振回路組成，具有選頻放大作用，工作在甲類。主要技術(shù)指標(biāo)有諧振增益、通頻放大作用，工作在甲類。主要技術(shù)指標(biāo)有諧振增益、通頻帶、選擇性。頻帶、選擇性。通頻帶和選擇性是互相制約的，用以綜合通頻帶和選擇性是互相制約的，用以綜合說(shuō)明通頻帶和選擇性的參數(shù)是矩形系數(shù)，它越接近說(shuō)明通頻帶和選擇性的參數(shù)是矩形系數(shù)，它越接近

40、1越好。越好。單調(diào)諧放大器的性能與諧振回路的特性有密切關(guān)系。回路的單調(diào)諧放大器的性能與諧振回路的特性有密切關(guān)系。回路的品質(zhì)因數(shù)越高，放大器的諧振增益就越大，選擇性越好，但品質(zhì)因數(shù)越高，放大器的諧振增益就越大，選擇性越好，但通頻帶會(huì)變窄。在滿足通頻帶的前提下，應(yīng)盡量增大回路品通頻帶會(huì)變窄。在滿足通頻帶的前提下，應(yīng)盡量增大回路品質(zhì)因數(shù)。質(zhì)因數(shù)。由于晶體管結(jié)電容的內(nèi)反饋和電路中的寄生反饋，加之回路由于晶體管結(jié)電容的內(nèi)反饋和電路中的寄生反饋，加之回路阻抗特性隨頻率的劇烈變化，易使諧振放大器工作不穩(wěn)定，阻抗特性隨頻率的劇烈變化，易使諧振放大器工作不穩(wěn)定，因此應(yīng)采用措施保證放大器工作的穩(wěn)定性，例如不單純追

41、求因此應(yīng)采用措施保證放大器工作的穩(wěn)定性，例如不單純追求最大放大量、采用共射最大放大量、采用共射-共基組合電路等。共基組合電路等。集中選頻放大器由集成寬帶放大器、集中選頻濾波器構(gòu)成，集中選頻放大器由集成寬帶放大器、集中選頻濾波器構(gòu)成，它具有接近理想矩形的幅頻特性。它具有接近理想矩形的幅頻特性。 3.1 諧振功率放大器的工作原理 3.2 諧振功率放大器的特性分析 3.3 諧振功率放大器電路 3.4 丁類諧振功率放大器與丙類倍頻器 3.5 寬帶高頻功率放大器 本章小結(jié)3.1 諧振功率放大器的工作原理諧振功率放大器的工作原理掌握諧振功率放大器的電路組成、工作原理和工作特點(diǎn)。掌握諧振功率放大器輸出功率和

42、效率的估算。主要要求： 3.1.1 基本工作原理基本工作原理BE(ON)BBuV一、 電路組成 VBB 使放大器工作于丙類。LC 回路調(diào)諧于輸入信號(hào)的中心頻率，構(gòu)成濾波匹配網(wǎng)絡(luò)。 RL為功放外接等效負(fù)載電阻二、 電壓、電流波形.)ncos(.)2cos()cos(cnmc2mc1mC0C tItItIIi) cos(c1mectIRu ) cos(cmtU ) cos( cmCCcCCCEtUVuVu iBBBEuVu )cos(imBBtUV 可見：設(shè)置VBB UBE(on) ，使晶體管工作于丙類。當(dāng)輸入信號(hào)較大時(shí)，可得集電極余弦電流脈沖。將LC 回路調(diào)諧在信號(hào)頻率上，就可將余弦電流脈沖變換

43、為不失真的余弦電壓輸出。在一個(gè)信號(hào)周期內(nèi)，只有小于半個(gè)信號(hào)周期的時(shí)間內(nèi)有集電極電流流通（丙類放大），形成余弦脈沖電流。iCmax是余弦脈沖電流的最大值，是導(dǎo)通角（90o ）。LC諧振回路的作用：（1）選頻。濾除余弦脈沖電流中的直流和各次諧波，輸出不失真的余弦波電壓；（2）阻抗匹配。通過(guò)調(diào)節(jié)L、C 可將 RL 轉(zhuǎn)換成功放管所需的負(fù)載值Re。uc與 ui 反相 。當(dāng)uBE為uBEmax時(shí)，iC 為iCmax ，而uCE為uCEmin。ic不僅出現(xiàn)時(shí)間短，而且只在uCE很小的時(shí)段內(nèi)出現(xiàn)，因此集電極損耗很小，功放效率較高。 諧振功率放大電路與小信號(hào)諧振放大電路有何區(qū)別？（1）作用與要求不同。小信號(hào)諧振

44、放大器主要用于高頻小信號(hào)的選頻放大，要求有較高的選擇性和諧振增益；諧振功放主要用于高頻信號(hào)的功率放大，要求效率高，輸出功率大。（2）工作狀態(tài)不同。小信號(hào)諧振放大器輸入信號(hào)很小，要求失真小，故工作在甲類狀態(tài)；諧振功放為大信號(hào)放大器，為了提高效率，工作在丙類狀態(tài)。（3）對(duì)諧振回路要求不同。小信號(hào)諧振放大器主要用來(lái)選擇有用信號(hào)抑制干擾信號(hào)，要求它有較高的選擇，故回路的Q值較高；而諧振功放諧振回路主要用于抑制諧波，實(shí)現(xiàn)阻抗匹配，輸出大功率，所以回路的Q值低。3.1.2 余弦電流脈沖的分解余弦電流脈沖的分解)(0CmaxC0iI )(1CmaxC1miI )(CmaxCnmniI 電流分解系數(shù)電流分解系

45、數(shù)稱為余弦稱為余弦)( n可證明cos1cos)cos(CmaxC tii可將iC的脈沖序列展開為) cos( . 2cos cos1mcC0m2cm1cC0CtnIItItIIinn 查看證明過(guò)程00.10.20.30.40.50.620 40 60 80 100 120 140 160 180 n() 3() 2() 0 () 1 ()g1 ()稱為波形系數(shù)稱為波形系數(shù))()()(011 g3.1.3 輸出功率與效率輸出功率與效率%50C8 . 1)(1 gcmc1mo21UIP ec1m221RI ecm22/ RU CCC0DVIP DoCPP CCcmC0c1m21VUII )(21

46、1g CCcm01)()(21VU 集電極電壓利用系數(shù)，在盡限使用時(shí)，1 甲類工作狀態(tài)：180 乙類工作狀態(tài)：90 2/)(1 g%5 .784/C 丙類工作狀態(tài)：設(shè)60 %90C 1)(1 g增增大大。增增大大，減減小小， c1 )( g。約約一一般般取取迅迅速速減減小小使使功功率率過(guò)過(guò)小小。 70)(1減減小小而而增增大大不不明明顯顯，而而隨隨后后，但但 )(40 1 g 00.10.20.30.40.50.620 40 60 80 100 120 140 160 180 n() 3() 2() 0 () 1 ()g1 ()例 下圖所示電路中，VCC = 24 V，Po = 5W， = 7

47、0 ， = 0.9, 求該功放的 C、 PD、PC、iCmax 和回路諧振阻抗Re解：%799 . 075. 121)(211C g00.10.20.30.40.50.620 40 60 80 100 120 140 160 180 n() 3() 2() 0 () 1 ()g1 ()CoD PP W3 . 6W79. 05 W3 . 1W)53 . 6(oDC PPPcmc1m21oUIP 因?yàn)橐驗(yàn)镃C1Cmax21)(Vi A05. 1)(2 CC1oCmax VPi 故故 5 .46)(Cmax1CCc1mcme iVIUR 解：%799 . 075. 121)(211C g作業(yè)：說(shuō)明：

48、諧振回路諧振電阻Re比較小，是因?yàn)楣Ψ判枰敵鲚^大功率。Re小會(huì)使回路等效Qe值下降。例 下圖所示電路中，VCC = 24 V，Po = 5W， = 70 ， = 0.9, 求該功放的 C、 PD、PC、iCmax 和回路諧振阻抗Re3.2 諧振功率放大器的特性分析諧振功率放大器的特性分析理解諧振功放過(guò)壓、欠壓、臨界工作狀態(tài)的概念與特點(diǎn)。掌握丙類諧振功放的負(fù)載特性。了解VCC、VBB 、Uim對(duì)諧振功放工作狀態(tài)及性能的影響。了解諧振功放的應(yīng)用及調(diào)試方法。主要要求： 3.2.1 諧振功率放大器工作狀態(tài)與負(fù)載特性諧振功率放大器工作狀態(tài)與負(fù)載特性放大器工作狀態(tài)的分類：按晶體管導(dǎo)通時(shí)間長(zhǎng)短分甲類（始終

49、導(dǎo)通）乙類（半周導(dǎo)通）甲乙類（大半周導(dǎo)通）丙類（小半周導(dǎo)通）丙類諧振功放按晶體管是否進(jìn)入飽和區(qū)分欠壓（不進(jìn)入飽和區(qū)）過(guò)壓（進(jìn)入飽和區(qū)）臨界（達(dá)到臨界飽和）一、 欠壓、臨界和過(guò)壓工作狀態(tài)欠壓臨界過(guò)壓欠壓：輸出電壓幅值Ucm 較小，uCEmin 較大，晶體管不會(huì)工作到飽和區(qū)。 iC 為尖頂余弦脈沖。臨界：增大Ucm，uCEmin 就減小，放大器在uCE=uCEmin 時(shí)工作于放大和飽和的臨界點(diǎn)上。 iC 為頂端變化平緩的余弦脈沖。過(guò)壓： Ucm 過(guò)大，使uCEmin1時(shí)，變換前后電抗元件參數(shù)變化不大，而將小的RS變?yōu)榇蟮腞P。串、并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的阻抗轉(zhuǎn)換 結(jié)論：解：SSRXQe SS RL 28. 61

50、01010010100296 )1(2SPeQRR 404)28. 61(102 nH)28. 611(100)11(22SP eQLLRSLSLPRP 例3.3.1100nH10 下圖中，已知 f = 100 MHz，求 LP 和 RP 。， )11 (2SPeQXX）（2 S P11 eQLL= 102.5 nH解：PPPP CRXRQe 14. 310501052200127 4 .1814. 31002122PS eQRR 例3.3.250 pF下圖中，已知 f = 50 MHz，求 CS 和 RS 。RPCP200RSCS)11(2PSeQCC pF)3.1411(502 = 55

51、pF，)11 (2SPeQXX )11(112SPeQCC 2. L 形濾波匹配網(wǎng)絡(luò)的阻抗變換 )1(2LLeQRR )11(2eQLL L RLQe 當(dāng)工作頻率為并聯(lián)諧振頻率時(shí)，)1(2LLeeQRRR 1 CL 1Le RRQe應(yīng)用中，根據(jù)阻抗匹配要求確定Qe，即低阻變高阻型例3.3.3已知某諧振功放的f = 50 MHz，RL= 10 ，所需的匹配負(fù)載為Re = 200 ，試確定L型濾波匹配網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)。36. 4191/Le RRQe L RQLe H10514. 321036. 47 =139 nHnH)4.36/11(139)/11(22 eQLL=146 nH /12LC pF 6

52、9 應(yīng)采用低阻變高阻型L型濾波匹配網(wǎng)絡(luò)，其參數(shù)設(shè)計(jì)如下解：解：LRPCRL高阻變低阻型)1/(2LLeQRR )11(2eQCC CRQe L 當(dāng)工作頻率為串聯(lián)諧振頻率時(shí)，)1/( 2LeeQRR 1eL RRQeQe根據(jù)阻抗匹配要求確定，即 1 LC 3. 形和T形濾波匹配網(wǎng)絡(luò) 1eL RRQeL型濾波匹配網(wǎng)絡(luò)1Le RRQe或則在RL和Re相差不大時(shí)，Qe 很小，會(huì)使濾波性能很差，這時(shí)可采用型或 T 濾波匹配網(wǎng)絡(luò)。 恰當(dāng)選擇兩個(gè)L 型網(wǎng)絡(luò)的Q 值，就可兼顧濾波和阻抗匹配的要求。低阻變高阻高阻變低阻形T形作業(yè)：3.3.3 諧振功率放大器應(yīng)用電路諧振功率放大器應(yīng)用電路T形和L形輸入濾波匹配網(wǎng)絡(luò)

53、輸出濾波匹配網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)：L形和T形網(wǎng)絡(luò)使功率管的輸入阻抗在工作頻率上變換為前級(jí)要求的50匹配電阻。使外接負(fù)載阻抗在工作頻率上變換為功率管所要求的最佳負(fù)載阻抗。自給偏壓并饋輸出濾波匹配網(wǎng)絡(luò)等效電路就可使RL變換成放大器所要求的最佳負(fù)載阻抗Reopt。LLRR LLRR 經(jīng)過(guò)三個(gè)L形網(wǎng)絡(luò)并恰當(dāng)選擇Qe值，使：3.4 丁類諧振功率放大器與丙類倍頻器丁類諧振功率放大器與丙類倍頻器主要要求： 了解提高放大器效率的方法。了解丁類諧振功放的工作原理。了解丙類倍頻器的工作原理。3.4.1 丁類諧振功率放大器丁類諧振功率放大器如何提高功放效率？提高功放效率的方法： )(21CtduiPCEC1.減小2.減小 iC

54、 uCE 丙類； 有限制 各種高效率諧振功放的設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 例如丁類CooDoCPPPPP 要減小PCuctuBEOVBBuBE(on)tiCOiCmaxVCCtuCEO如何提高功放效率呢？提高功放效率的方法： )(21CtduiPCEC1.減小2.減小 iC uCECooDoCPPPPP 要減小PCtuBEOVBBuBE(on)tiCOiCmaxVCCuctuCEO使放大器工作于開關(guān)狀態(tài)，當(dāng)晶體管導(dǎo)通 iC0 時(shí)，uCE最小，約為零；而當(dāng) uCE0 時(shí)，晶體管截止，iC=0 。因此，iC uCE很小，理想情況下效率可達(dá)100% 。思路丁類諧振功率放大器V1、V2 兩管同類型且特性相同。兩管的激勵(lì)

55、電壓ub1和ub2大小相等，極性相反。兩管的負(fù)載是L、C、R L構(gòu)成的串聯(lián)諧振回路。（有電壓開關(guān)型和電流開關(guān)型兩類）丁類放大器原理圖工作原理：設(shè)ui 為足夠大的正弦波，則兩管輪流飽和導(dǎo)通。當(dāng)V1管飽和導(dǎo)通時(shí)，uA = VCC UCE(Sat)當(dāng)V2管飽和導(dǎo)通時(shí)，uA = UCE(Sat)因此uA為方波電壓，其幅值為 VCC 2UCE(Sat) tuAOVCC丁類諧振功率放大器UCE(sat)工作原理：當(dāng)回路調(diào)諧于輸入信號(hào)頻率，且Q 值足夠高時(shí)， 只有uA中的基波分量能在回路中產(chǎn)生電流io，因此負(fù)載RL上得到不失真的輸出電壓 uo 。tuAOVCCUCE(sat)tioOtuoO丁類諧振功率放大

56、器工作原理：io只能由V1和V2管分別導(dǎo)通時(shí)的iC1 、iC2 合成。iC1 、iC2 為半波電流tuAOVCCUCE(sat)tiC1OtiC2OiC1iC2丁類諧振功率放大器工作原理：可見：丁類諧振功放中的兩管均工作于開關(guān)狀態(tài)，它們均為半周導(dǎo)通、半周截止。導(dǎo)通時(shí)，電流為半個(gè)正弦波，但管壓降約為零；截止時(shí)，管壓降很大，當(dāng)電流為零，因此管耗很小，功放效率很高。tuAOVCCUCE(sat)tiC1OtiC2OiC1iC2丁類諧振功率放大器將丙類諧振功放集電極諧振回路調(diào)諧在二次或三次諧波頻率上，就可以構(gòu)成二倍或三倍頻器。通常丙類倍頻器工作在欠壓或臨界狀態(tài)，其輸出功率和效率均低于基波放大器。3.4

57、.2 丙類倍頻器丙類倍頻器輸出信號(hào)的頻率比輸入信號(hào)頻率高整數(shù)倍的電子電路，稱為倍頻器。串聯(lián)諧振回路L1、C1調(diào)諧在基波，抑制基波輸出。串聯(lián)諧振回路L2、C2調(diào)諧在二次諧波，抑制二次諧波輸出。并聯(lián)諧振回路L3、C3調(diào)諧在三次諧波頻率上三倍頻輸出帶有陷波電路的三倍頻器3.5 寬帶高頻功率放大器寬帶高頻功率放大器主要要求： 了解傳輸線變壓器的工作原理和應(yīng)用特點(diǎn)。了解用傳輸線變壓器實(shí)現(xiàn)阻抗變換的方法。了解用傳輸線變壓器實(shí)現(xiàn)功率合成與分配的方法。了解寬帶高頻功放的工作原理。寬帶功放的應(yīng)用、結(jié)構(gòu)和工作特點(diǎn)：主要用在多頻道通信系統(tǒng)、寬帶高頻設(shè)備中。無(wú)選頻濾波功能；工作于非線性失真較小的甲類或乙類狀態(tài)，單元電

58、路的效率低、輸出功率??；采用功率合成與分配技術(shù)，實(shí)現(xiàn)多個(gè)功放聯(lián)合工作以獲得大功率輸出。利用傳輸線變壓器實(shí)現(xiàn)一、傳輸線變壓器結(jié)構(gòu)與工作原理將傳輸線繞在高導(dǎo)磁率、低損耗的磁環(huán)構(gòu)成。主要特點(diǎn)：工作頻帶極寬,可達(dá)GHz ;覆蓋系數(shù)可達(dá)104。 （普通高頻變壓器上限頻率只能 達(dá)幾十MHz ，覆蓋系數(shù)達(dá)幾百 ）RLRSus + 兩根等長(zhǎng)導(dǎo)線緊靠并繞在高導(dǎo)磁率、低損耗的磁環(huán)上。3.5.1 傳輸線變壓器傳輸線變壓器接負(fù)載接地接地接信號(hào)源RLRSus + 等效結(jié)論：1. 在信號(hào)源與負(fù)載之間有兩種能量傳輸途徑并行存在。2. 為 1:1 電壓倒相電路，其阻抗變比為1:1。Rsus + RL + + u1u2Rs +

59、 RLus + u1 + u2傳輸線電路普通變壓器電路對(duì)傳輸線變壓器要求傳輸線長(zhǎng)度小于最小工作波長(zhǎng)的1/8 csLZRR 傳輸線特性阻抗這樣的傳輸線可近似看成無(wú)耗且匹配的傳輸線。無(wú)耗匹配傳輸線特點(diǎn)：頻帶無(wú)限寬； 輸入能量完全傳送到負(fù)載。2121,iiuui1i2Rsus + RL + + u1u2i1i2Zi2121,iiuu sL11iRRiuZ 勵(lì)磁電流的影響勵(lì)磁電流破壞了傳輸線兩線中電流分布的對(duì)稱性。措施：采用高導(dǎo)磁率環(huán)形 磁芯，以增大一次 線圈電感，從而減 小勵(lì)磁電流。 頻率減小時(shí)，一次線圈感抗減小，io 增大，u 減小 這樣不但傳輸線兩線中電流分布不對(duì)稱， 而且輸入、輸出電壓很小，可

60、見傳輸線變壓器下限頻率受到一次線圈電感限制。小結(jié) 傳輸線變壓器的工作方式是傳輸線原理與變壓器工作原理的結(jié)合，高頻時(shí)勵(lì)磁感抗很大，勵(lì)磁電流可以忽略不計(jì)，傳輸線方式起主要作用，其上限頻率取決于傳輸線長(zhǎng)度，長(zhǎng)度越短，上限頻率越高；低頻時(shí)傳輸線和變壓器兩種方式起作用；頻率很低時(shí)，變壓器方式起主要作用，其下限頻率受勵(lì)磁電感量限制，勵(lì)磁電感量越大，下限頻率越低。二、傳輸線變壓器的應(yīng)用 實(shí)現(xiàn)1:1平衡不平衡電路轉(zhuǎn)換、阻抗變換、功率的合成與分配等。1. 平衡和不平衡電路的轉(zhuǎn)換不平衡 平衡轉(zhuǎn)換平衡 不平衡轉(zhuǎn)換2. 阻抗變換 4:1 阻抗變換器Riii2iiuR2L Li4242RiuiuR 為實(shí)現(xiàn)阻抗匹配，要求