1、3.4.2 匹配網(wǎng)絡原理與計算,根據(jù)諧振功率放大器在發(fā)射機中所處位置的不同，常將諧振功率放大器所采用的匹配網(wǎng)絡分為輸入、級間耦合、輸出三種匹配電路。 輸入匹配網(wǎng)絡用于信號源與諧振功率放大器之間； 輸出匹配網(wǎng)絡用于輸出級與負載（天線）之間； 級間耦合匹配網(wǎng)絡用于高頻功率放大器的推動級與輸出級之間。 1. 匹配網(wǎng)絡在電路中的功能 濾波功能，保證負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。 阻抗匹配，將信號功率傳送到負載上去,輸入匹配網(wǎng)絡舉例,一個給定的信號源，當負載電阻跟信號源內阻相等時，負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數(shù)部分

2、的數(shù)值通常只有幾，而信號源的內阻比晶體管的輸入電阻要高。為了使信號源的功率有效地加到高頻功率晶體管的發(fā)射結上，可采用輸入匹配網(wǎng)絡來實現(xiàn)高頻功率晶體管的輸入電阻與信號源內阻的匹配。 其中電感L1的品質因數(shù)在大功率電路中取QL=210，R2是T 的輸入電阻。,僅幾,級間耦合匹配網(wǎng)絡舉例,對級間耦合匹配網(wǎng)絡，其負載是下一級功率放大器的輸入阻抗。為保證級間功率放大器在其負載變化時，仍能向下一級提供平穩(wěn)的輸出電壓，應選取級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)絡模型,匹配網(wǎng)絡,使負載阻抗與放大器所需要

3、最佳阻抗匹配，即將負載阻抗轉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,希望在負載天線上輸出最大功率,輸出匹配網(wǎng)絡舉例,為了輸出得到最高輸出功率，功率放大器應工作于臨界狀態(tài)。 R1是保證T工作在臨界狀態(tài)所需的最佳電阻，Co=2Cob，R2是負載電阻。,天線負載50,1. 匹配網(wǎng)絡在電路中的功能,濾波功能，保證負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。 阻抗匹配，將信號功率傳送到負載上去,2. L型匹配網(wǎng)絡,L 型匹配網(wǎng)絡是最簡單和最常用的匹配網(wǎng)絡之一。兩種基本形式，如下圖示,R1,R2,us,X1,X2,R1,R2,us,X2,X1,R

4、2 R1,R2 R1,(1) R2R1 的L型匹配網(wǎng)絡,X1、X2 是電抗，且兩者電抗性質相反，一個是感抗,另一個必須是容抗。阻抗匹配要求滿足：,R1,R2,us,X1,X2,R1,us,X1,(1) R2R1 的L型匹配網(wǎng)絡,例3-1 已知諧振功放的工作頻率10 MHz、輸出電阻Ro=280 歐，負載天線的阻抗RL=50 歐，計算L型匹配網(wǎng)絡參數(shù)值,R1,R2,us,X1,X2,(1) R2R1 的L型匹配網(wǎng)絡,例3-1 已知諧振功放的工作頻率10 MHz、輸出電阻Ro=280 歐，負載天線的阻抗RL=50 歐，計算L型匹配網(wǎng)絡參數(shù)值,R1,R2,us,X1,X2,（2） R2R1 的L型匹

5、配網(wǎng)絡,X1、X2 是電抗，且兩者電抗性質相反，一個是感抗,另一個必須是容抗。阻抗匹配要求滿足：,R1,R2,us,X1,X2,R1,us,X1,L型匹配網(wǎng)絡特點,3. 型匹配網(wǎng)絡,R1,R2,us,XP1,XS,XP2,R1,R2,us,XP1,XS1,XP2,XS2,Rinter,XS = XS1+XS2,型網(wǎng)絡變成兩個L型網(wǎng)絡,負載電阻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，此型網(wǎng)絡就完成

6、R1和 R2之間的阻抗變換， Rinter的選取必須同時小于R1和R2。,型匹配網(wǎng)絡參數(shù)計算,R1,R2,us,XP1,XS,XP2,R1,R2,us,XP1,XS1,XP2,XS2,Rinter,XS = XS1+XS2,型網(wǎng)絡變成兩個L型網(wǎng)絡,型匹配網(wǎng)絡參數(shù)計算,R1,R2,us,XP1,XS,XP2,R1,R2,us,XP1,XS1,XP2,XS2,Rinter,XS = XS1+XS2,型網(wǎng)絡變成兩個L型網(wǎng)絡,型匹配網(wǎng)絡的6種電路形式和特點,R1,R2,us,XPC1,XSL,XPC2,R1,R2,us,XPC1,XSL1,XPC2,XSL2,Rinter,R1,R2,us,XPL1,

7、XSC,XPL2,R1,R2,us,XPL1,XSC1,XPL2,Rinter,XSC2,(a),(b),串聯(lián)支路用相同性質的兩個電抗串聯(lián)等效 對信源電阻R1和負載電阻R2的大小關系沒有限制,型網(wǎng)絡變成兩個L型網(wǎng)絡,型網(wǎng)絡變成兩個L型網(wǎng)絡,型匹配網(wǎng)絡的6種電路形式和特點,R1,R2,us,XPC1,XSC,XPL,R1,R2,us,XPC1,XSL1,XPL,XSC2,Rinter,R1,R2,us,XPL1,XSL,XPC,R1,R2,us,XPL1,XSC1,XPC,Rinter,XSL2,(c),(d),串聯(lián)支路用不相同性質的兩個電抗串聯(lián)等效 對信源電阻R1和負載電阻R2的大小關系有限制

8、R2 R1,型網(wǎng)絡變成兩個L型網(wǎng)絡,型網(wǎng)絡變成兩個L型網(wǎng)絡,型匹配網(wǎng)絡的6種電路形式和特點,R1,R2,us,XPC2,XSC,XPL,R1,R2,us,XPC2,XSL2,XPL,XSC1,Rinter,R1,R2,us,XPC,XSL,XPL2,R1,R2,us,XSL1,XPL2,XPC,Rinter,XSC2,(e),(f),串聯(lián)支路用不相同性質的兩個電抗串聯(lián)等效 對信源電阻R1和負載電阻R2的大小關系有限制R1 R2,型網(wǎng)絡變成兩個L型網(wǎng)絡,型網(wǎng)絡變成兩個L型網(wǎng)絡,型匹配網(wǎng)絡參數(shù)計算舉例,R1,R2,us,C1,L,C2,R1,R2,us,XC1,XL1,XC2,Rinter,XL2

9、,例3-2 已知信源電阻R1 =20，負載電阻R2 =120 ，工作頻率f = 5 MHz,通頻帶1.2 MHz.設計如上圖的型匹配網(wǎng)絡。,C1,C2,L1,L2,解：將L分成L1、L2兩個電感，則型匹配網(wǎng)絡由信源端的L1C1和負載端的L2C2兩個L型網(wǎng)絡組成。,4. T型匹配網(wǎng)絡,R1,R2,us,XP,XS1,XS2,R1,R2,us,XP1,XS1,XP2,XS2,Rinter,T 型網(wǎng)絡變成兩個L型網(wǎng)絡,負載電阻R2經(jīng)XS2和XP2向左變換為中間假想電阻Rinter2 ，必滿足Rinter2R2; 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

10、R1 只要Rinter2= Rinter1 = Rinter，此T型網(wǎng)絡就完成R1和 R2之間的阻抗變換， Rinter的選取必須同時大于R1和R2。,4. T型匹配網(wǎng)絡,R1,R2,us,XP,XS1,XS2,R1,R2,us,XP1,XS1,XP2,XS2,Rinter,T 型網(wǎng)絡變成兩個L型網(wǎng)絡,T型匹配網(wǎng)絡參數(shù)計算,R1,R2,us,XP,XS1,XS2,R1,R2,us,XP1,XS1,XP2,XS2,Rinter,T 型網(wǎng)絡變成兩個L型網(wǎng)絡,T型匹配網(wǎng)絡的6種電路形式和特點,R1,R2,us,XPC,XSL1,R1,R2,us,XPC1,XSL1,XPC2,XSL2,Rinter,

11、R1,R2,us,XPL,XSC1,XSC2,R1,R2,us,XPL1,XSC1,XPL2,Rinter,XSC2,(a),(b),并聯(lián)支路用相同性質的兩個電抗串聯(lián)等效 對信源電阻R1和負載電阻R2的大小關系沒有限制,T型網(wǎng)絡變成兩個L型網(wǎng)絡,T型網(wǎng)絡變成兩個L型網(wǎng)絡,XSL2,T型匹配網(wǎng)絡的6種電路形式和特點,R1,R2,us,XPC,XSL2,R1,R2,us,XPL1,XSC1,XPC2,XSL2,Rinter,R1,R2,us,XSL1,XPL,R1,R2,us,XPC1,XSL1,XPL2,Rinter,XSC2,(c),(d),并聯(lián)支路用不相同性質的兩個電抗并聯(lián)等效 對信源電阻R

12、1和負載電阻R2的大小關系有限制R1 R2,T型網(wǎng)絡變成兩個L型網(wǎng)絡,T型網(wǎng)絡變成兩個L型網(wǎng)絡,XSC1,XSC2,T型匹配網(wǎng)絡的6種電路形式和特點,R1,R2,us,XPC,XSL1,R1,R2,us,XPL2,XSC2,XPC1,XSL1,Rinter,R1,R2,us,XSC1,XSL2,XPL,R1,R2,us,XSC1,XPC2,XPL1,Rinter,XSL2,(e),(f),并聯(lián)支路用不相同性質的兩個電抗并聯(lián)等效 對信源電阻R1和負載電阻R2的大小關系有限制R2 R1,T型網(wǎng)絡變成兩個L型網(wǎng)絡,T型網(wǎng)絡變成兩個L型網(wǎng)絡,XSC2,T型匹配網(wǎng)絡參數(shù)計算舉例,R1,R2,us,C1,L,C2,R1,R2,us,XC1,XLP1,XC2,Rinter,XLP2,例3-3 已知T型網(wǎng)絡如下圖，信源電阻R1 =300，負載電阻R2 =50 ，工作頻率f = 10 MHz, 求網(wǎng)絡中各元件值。,C2,L1,L2,解：將L分成L1、L2兩個電感，則T型匹配網(wǎng)絡由信源端的C1L1和負載端的C2L2兩個L型網(wǎng)絡組成,C1,5. 信源阻抗和負載阻抗為復