1、高頻電子線(xiàn)路,電郵： 電話(huà)第三章 高頻諧振放大器,第三章 高頻諧振放大器,3.1 高頻小信號(hào)諧振放大器,本章主要內(nèi)容：,（1）高頻小信號(hào)諧振放大器 （2）高頻諧振功率放大器,本章的重點(diǎn)：,（1）高頻小信號(hào)諧振放大器的電路、工作原理和分析方法 （2）C類(lèi)高頻諧振功率放大器的工作原理和分析方法 （3）C類(lèi)高頻諧振功率放大器的外部特性,第三章 高頻諧振放大器,3.1 高頻小信號(hào)諧振放大器,1、概述 功能：不失真地放大高頻小信號(hào)和選頻濾波。 “小信號(hào)”的含義：使放大器工作在線(xiàn)性放大區(qū)(也就是A類(lèi)或甲類(lèi))。 小信號(hào)放大器的分類(lèi)： (1) 窄帶放大器和寬帶放大器 窄帶放大器：放大

2、的是窄帶信號(hào)，相對(duì)帶寬千分之幾。負(fù)載為并聯(lián)諧振回路、耦合回路或其它諧振回路，負(fù)載的功能是阻抗變換和選頻濾波。所以這種放大器又稱(chēng)為高頻小信號(hào)諧振放大器。 寬帶放大器：指需要放大多個(gè)高頻信號(hào),或者中心頻率要隨時(shí)改變的高頻小信號(hào)放大器，它的負(fù)載為電阻、高頻變壓器或傳輸線(xiàn)變壓器。,第三章 高頻諧振放大器,3.1 高頻小信號(hào)諧振放大器,分立元件：用作窄帶放大器，工作頻率較高，但調(diào)整困難； 集成放大器：用作寬帶放大器，增益高，性能穩(wěn)定，但噪聲性能要差一些。 主要要求： 增益要高：接收機(jī)中的中頻放大器需要電壓增益為80dB-100dB，需要多級(jí)放大器才能實(shí)現(xiàn)； 頻率選擇性要好：選擇性描述的是放大器選擇有用信

3、號(hào)、抑制無(wú)用信號(hào)的能力，衡量選擇性好壞的參數(shù)是放大器的帶寬和矩形系數(shù)； 工作穩(wěn)定可靠：包括放大器的溫度穩(wěn)定性、受電源電壓等外界因素的影響要小、不產(chǎn)生任何自激； 接收機(jī)前級(jí)放大器：要求內(nèi)部噪聲要小。 本章主要講分立元件高頻小信號(hào)諧振放大器。,(2) 分立元件和集成放大器。,第三章 高頻諧振放大器,3.1 高頻小信號(hào)諧振放大器,典型高頻小信號(hào)諧振放大器實(shí)際線(xiàn)路,（1）直流偏置電路,2、電路結(jié)構(gòu)和工作原理,第三章 高頻諧振放大器,3.1 高頻小信號(hào)諧振放大器,典型高頻小信號(hào)諧振放大器實(shí)際線(xiàn)路,（2）高頻交流等效電路,放大器組成,輸入回路,晶體管,輸出回路,LC并聯(lián)諧振回路，輸出變壓器及負(fù)載YL,由輸

4、入變壓器構(gòu)成，隔離信號(hào)源與放大器間的直流聯(lián)系，能耦合交流信號(hào)，同時(shí)還能實(shí)現(xiàn)阻抗的匹配與變換。,是放大器的核心，電流控制和放大作用。,輸入回路,晶體管,輸出回路,第三章 高頻諧振放大器,3.1 高頻小信號(hào)諧振放大器,（3）晶體管高頻等效電路 對(duì)晶體管的要求：特征頻率fT要高、要高、噪聲系數(shù)要低。 晶體管混等效電路：寬帶放大器通常采用混等效電路來(lái)分析。 混等效電路能夠全面反映雙極晶體管在高頻運(yùn)用時(shí)的物理過(guò)程。,第三章 高頻諧振放大器,3.1 高頻小信號(hào)諧振放大器,晶體管Y參數(shù)等效電路：由混等效電路導(dǎo)出，僅適合分析窄帶放大器。 Yoe：輸入端交流短路時(shí)輸出導(dǎo)納； Yie：輸出端交流短路時(shí)的輸入導(dǎo)納；

5、 Yfe：輸出端交流短路時(shí)的正向傳輸導(dǎo)納； Yre：輸入端交流短路時(shí)的反向傳輸導(dǎo)納。,Y參數(shù)等效電路的參數(shù)方程：,第三章 高頻諧振放大器,3.1 高頻小信號(hào)諧振放大器,Y參數(shù)和混參數(shù)的關(guān)系*：,說(shuō)明：Y參數(shù)不僅與靜態(tài)工作點(diǎn)有關(guān)，而且還與工作頻率有關(guān)。只有當(dāng)放大器工作在窄帶時(shí)Y參數(shù)可以近似看作常數(shù)*。,第三章 高頻諧振放大器,3.1 高頻小信號(hào)諧振放大器,（4）放大器的性能參數(shù)：忽略管子內(nèi)部的反饋, 即令Yre =0，這時(shí)放大器的電流、電壓關(guān)系為*,YL:代表負(fù)載等效到晶體管CE兩端的等效導(dǎo)納。 根據(jù)上述關(guān)系可以計(jì)算放大器的電壓放大倍數(shù)、輸入導(dǎo) 納、輸出導(dǎo)納以及通頻帶和矩形系數(shù)。,第三章 高頻諧

6、振放大器,3.1 高頻小信號(hào)諧振放大器,(i) 輸入導(dǎo)納,第二項(xiàng)是反向傳輸導(dǎo)納Yre引入的。,第一項(xiàng)為晶體管內(nèi)部參數(shù)；,第三章 高頻諧振放大器,3.1 高頻小信號(hào)諧振放大器,(i) 輸入導(dǎo)納,(ii) 輸出導(dǎo)納,第一項(xiàng)為晶體管內(nèi)部參數(shù)；,第二項(xiàng)是反向傳輸導(dǎo)納Yre引入的。,第三章 高頻諧振放大器,3.1 高頻小信號(hào)諧振放大器,(iii) 電壓放大倍數(shù),如果我們把晶體管CE兩端看成輸出電壓，則電壓增益為,如果我們把RL兩端電壓看成輸出電壓Uo，則電壓增益可以這樣計(jì)算：,由 和,其中,*,第三章 高頻諧振放大器,3.1 高頻小信號(hào)諧振放大器,令 和,則,令 和,則,第三章 高頻諧振放大器,3.1

7、高頻小信號(hào)諧振放大器,當(dāng)角頻率在諧振角頻率 o附近時(shí)，有：,式中 ， 是工作頻率對(duì)f0的失諧,是回路的等效品質(zhì)因數(shù),顯然，當(dāng)回路諧振時(shí)，有,第三章 高頻諧振放大器,3.1 高頻小信號(hào)諧振放大器,(iv) 3dB通頻帶,(v) 矩形系數(shù),3. 放大器的穩(wěn)定性,諧振放大器中存在不穩(wěn)定性問(wèn)題。,因?yàn)榫w管 的反饋，使放大器引起自激！,放大器輸入導(dǎo)納：,忽略 的影響,第三章 高頻諧振放大器,3.1 高頻小信號(hào)諧振放大器,分析,當(dāng)0時(shí)，Yir的電導(dǎo)為負(fù)，是正反饋，將引起放大器的不穩(wěn)定。,當(dāng)回路諧振時(shí)=0，Y ir為一電容;,當(dāng)0時(shí), Yir的電導(dǎo)為正，是負(fù)反饋;,第三章 高頻諧振放大器,3.1 高頻小信

8、號(hào)諧振放大器,4. 提高放大器穩(wěn)定性的方法,從晶體管本身想辦法，減小其反向傳輸導(dǎo)納Yre。,從電路上消除晶體管的反向作用，使它單向化。,（1）中和法,中和法,失配法,第三章 高頻諧振放大器,3.1 高頻小信號(hào)諧振放大器,根據(jù)電橋平衡：,中和條件：,中和法的局限性：,中和電容Cn只能在某一個(gè)頻率點(diǎn)起到完全中和的作用，對(duì)其它頻率只能有部分中和作用。,如果再考慮到分布參數(shù)的作用和溫度變化等因素的影響，則中和電路的效果是很有限的。,中和法應(yīng)用較少，一般用在某些收音機(jī)電路中。,第三章 高頻諧振放大器,3.1 高頻小信號(hào)諧振放大器,某收音機(jī)實(shí)際電路,中和法的應(yīng)用,第三章 高頻諧振放大器,3.1 高頻小信號(hào)

9、諧振放大器,（2）失配法,輸入導(dǎo)納：,（共基電路輸入導(dǎo)納較大?。?通過(guò)增大負(fù)載導(dǎo)納，進(jìn)而增大總回路導(dǎo)納，使輸出電路失配，輸出電壓相應(yīng)減小，對(duì)輸入端的影響也就減小。,因此，失配法是用犧牲增益來(lái)?yè)Q取電路的穩(wěn)定。,第三章 高頻諧振放大器,3.1 高頻小信號(hào)諧振放大器,中和法與失配法比較 中和法： 優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單，增益高 缺點(diǎn)： 只能在一個(gè)頻率上完全中和，不適合寬帶 因?yàn)榫w管離散性大，實(shí)際調(diào)整麻煩，不適于 批量生產(chǎn)。 采用中和對(duì)放大器由于溫度等原因引起各種參 數(shù)變化沒(méi)有改善效果。 失配法： 優(yōu)點(diǎn)：性能穩(wěn)定，能改善各種參數(shù)變化的影響； 頻帶寬，適合寬帶放大，適于波段工作； 生產(chǎn)過(guò)程中無(wú)需調(diào)整，適于大量生產(chǎn)

10、。 缺點(diǎn)：增益低。,第三章 高頻諧振放大器,3.1 高頻小信號(hào)諧振放大器,考慮外部反饋引起的不穩(wěn)定性！,電磁干擾的耦合途徑：,（1）電容性耦合,（2）電感性耦合,（3）公共電阻耦合,（4）輻射耦合,接地問(wèn)題：是控制干擾的重要方法。,第三章 高頻諧振放大器,3.1 高頻小信號(hào)諧振放大器,5. 多級(jí)諧振放大器,在應(yīng)用時(shí)，多級(jí)放大器滿(mǎn)足增益及頻率選擇性等方面的要求。,(1) 多級(jí)單調(diào)諧放大器,（ii）設(shè)各級(jí)諧振時(shí)的電壓放大倍數(shù)為Ko1、 Ko2、 、 Kon，則總的電壓放大倍數(shù)：,（i）各級(jí)放大器的諧振頻率相同；,單級(jí)放大器歸一化頻率特性,（iii）設(shè)多級(jí)放大器各回路的帶寬及Q值相同，即相同,多級(jí)放

11、大器歸一化頻率特性,第三章 高頻諧振放大器,3.1 高頻小信號(hào)諧振放大器,隨著n的增加，總帶寬將減小，矩形系數(shù)有所改善。,多級(jí)放大器頻率特性：,通頻帶：,矩形系數(shù)：,第三章 高頻諧振放大器,3.1 高頻小信號(hào)諧振放大器,(2) 多級(jí)雙調(diào)諧放大器,采用多級(jí)雙調(diào)諧放大器可以改善放大器的頻率選擇性。,設(shè)各級(jí)均采用同樣的雙回路，并選擇臨界耦合。,單級(jí)雙調(diào)諧回路歸一化頻率特性,多級(jí)雙調(diào)諧回路歸一化頻率特性,第三章 高頻諧振放大器,3.1 高頻小信號(hào)諧振放大器,(b) 總特性,6. 參差調(diào)諧放大器,目的是增加放大器總的帶寬，同時(shí)又得到邊沿較陡峭的頻率特性。,多級(jí)參差調(diào)諧放大器，就是各級(jí)的調(diào)諧回路和調(diào)諧頻率

12、都彼此不同。,雙回路,單回路,第三章 高頻諧振放大器,3.1 高頻小信號(hào)諧振放大器,電視機(jī)高頻放大器的簡(jiǎn)化電路： 輸入回路：?jiǎn)握{(diào)諧； 輸出回路：雙調(diào)諧 ； 雙柵極：提高穩(wěn)定性。,第三章 高頻諧振放大器,7. 高頻集成放大器,(1) 優(yōu)點(diǎn)：,線(xiàn)路簡(jiǎn)單、 性能穩(wěn)定可靠、 調(diào)整方便等， 應(yīng)用越來(lái)越廣泛。,非選頻的高頻集成放大器，主要用于某些不需要選頻功能的設(shè)備中，通常以電阻或?qū)拵Ц哳l變壓器作負(fù)載;,(2) 分類(lèi)：,選頻放大器，用于需要有選頻功能的場(chǎng)合，如接收機(jī)的中放就是它的典型應(yīng)用。,集成選頻放大器，如晶體濾波器、 陶瓷濾波器或聲表面波濾波器等。,集成選頻放大器只適用于固定頻率的選頻放大器.,3.1

13、 高頻小信號(hào)諧振放大器,第三章 高頻諧振放大器,(3) 集中選頻放大器組成框圖,注意的問(wèn)題：使集成放大器與集中濾波器之間實(shí)現(xiàn) 阻抗匹配。,在濾波器之前加一前置放大器，以補(bǔ)償濾波器的衰減。,（1）,（2）,3.1 高頻小信號(hào)諧振放大器,第三章 高頻諧振放大器,3.3 高頻功率放大器,一 、概述 主要功能：放大高頻信號(hào)、高效率地得到大的輸出功率。 無(wú)線(xiàn)電發(fā)射機(jī)中，經(jīng)過(guò)調(diào)制的高頻信號(hào)只有通過(guò)功率放大才能送到天線(xiàn)輻射出去。 性能參數(shù)：衡量高頻功放的性能指標(biāo)是輸出功率和轉(zhuǎn)換效率。 輸出功率：發(fā)射機(jī)需要的輸出功率范圍:1mW-100kW。 雙極晶體管和場(chǎng)效應(yīng)管：低于幾百瓦； 電子管：高于幾百瓦。 轉(zhuǎn)換效率

14、：高頻功放實(shí)質(zhì)上是將電源直流功率轉(zhuǎn)換成高頻功率的過(guò)程。轉(zhuǎn)換效率就是反映直流功率轉(zhuǎn)換成高頻功率的效率。最高可達(dá)80%。,第三章 高頻諧振放大器,效率,A(甲)類(lèi)狀態(tài)（max= 50%）; B(乙)類(lèi)狀態(tài)（ max78.5）； C(丙)類(lèi)狀態(tài)，高頻功率放大器多工作在此狀態(tài)。,分析方法,近似條件下進(jìn)行，折線(xiàn)分析法。,高頻功放與低頻功放的區(qū)別,共同點(diǎn)都要求輸出功率大和效率高，但二者的工作頻率和相對(duì)頻帶寬度相差很大，因此存在著本質(zhì)的區(qū)別。,3.3 高頻功率放大器,第三章 高頻諧振放大器,二、工作原理,圖 3-12 晶體管高頻功率放大器的原理線(xiàn)路,電路組成：,晶體管,諧振回路,輸入回路,常采用平面工藝制造

15、的NPN高頻大功率晶體管，它能承受高電壓和大電流。,基極偏置電壓UBB應(yīng)使晶體管工作在截止區(qū)，一般為負(fù)值，即靜態(tài)時(shí)發(fā)射結(jié)為反偏。,如何保證工作在C類(lèi)？,3.3 高頻功率放大器,第三章 高頻諧振放大器,ube=UBB + Ub cost,1電流、 電壓波形,設(shè)輸入信號(hào)為：,則基極回路電壓：,由晶體三極管的轉(zhuǎn)移特性曲線(xiàn)可得到i c的波形，如圖:,3.3 高頻功率放大器,第三章 高頻諧振放大器,尖頂余弦脈沖,周期性的尖頂余弦脈沖！,折線(xiàn)化分析法,3.3 高頻功率放大器,第三章 高頻諧振放大器,（1）當(dāng)180時(shí)，放大器工作于A(甲)類(lèi); （2）當(dāng)90180時(shí)，為AB(甲乙)類(lèi); （3）當(dāng)90時(shí)，為B(

16、乙)類(lèi);,當(dāng)90時(shí)，為C(丙)類(lèi)。 對(duì)于高頻功放，通常90。,3.3 高頻功率放大器,第三章 高頻諧振放大器,i c= Ic0 + Ic1cost + Ic2cos2t+Icn cosnt+,直流,基波,二次諧波,n次諧波,ic付里葉分解：,3.3 高頻功率放大器,第三章 高頻諧振放大器,式中：,余弦脈沖的分解系數(shù)：0()、1()、n() ，數(shù)值見(jiàn)附錄。,i c= Ic0 + Ic1cost + Ic2cos2t+Icn cosnt+,3.3 高頻功率放大器,第三章 高頻諧振放大器,并聯(lián)回路諧振頻率0等于激勵(lì)信號(hào)頻率時(shí)，回路對(duì)頻率呈現(xiàn)一大的諧振阻抗RL。,回路輸出電壓：,集電極電壓：,i c=

17、 Ic0 + Ic1cost + Ic2cos2t+Icn cosnt+,3.3 高頻功率放大器,UCC,第三章 高頻諧振放大器,40,UBB,C類(lèi)高頻功放的電流、電壓波形,當(dāng)集電極回路調(diào)諧時(shí)，ubemax 、 Icmax 、 ucemin是同一時(shí)刻出現(xiàn),3.3 高頻功率放大器,第三章 高頻諧振放大器,2高頻功放的能量關(guān)系,Pc變?yōu)楹纳⒃诰w管集電結(jié)中的熱能,3.3 高頻功率放大器,第三章 高頻諧振放大器,波形系數(shù)：,集電極電壓利用系數(shù)：,A、B、C類(lèi)放大器效率比較,集電極效率,如何提高效率？, 提高電壓利用系數(shù)，即提高Uc，通常由RL來(lái)實(shí)現(xiàn)。, 提高波形系數(shù)，與有關(guān)。,3.3 高頻功率放大器

18、,第三章 高頻諧振放大器,為兼顧P1和，通常選 在 65 75范圍。,分析:,、0、1、2、3與的關(guān)系,越小，越大，效率越高，但太小時(shí)，1()將降低，輸出功率將下降。,3.3 高頻功率放大器,第三章 高頻諧振放大器,二、高頻諧振功率放大器的工作狀態(tài) 1 高頻功放的動(dòng)特性,動(dòng)特性：當(dāng)加上激勵(lì)信號(hào)及接上負(fù)載阻抗時(shí)，晶體管集電極 電流i c與電極電壓(u be 或 uce )的關(guān)系曲線(xiàn)。,近似分析方法,3.3 高頻功率放大器,第三章 高頻諧振放大器,高頻功放的動(dòng)特性（畫(huà)電壓波形）,B點(diǎn)：,A點(diǎn)：,( ， ),C點(diǎn)：,Q點(diǎn)：,A、B動(dòng)態(tài)線(xiàn)斜率：,3.3 高頻功率放大器,第三章 高頻諧振放大器,高頻功放

19、的動(dòng)特性（畫(huà)電流波形）,3.3 高頻功率放大器,第三章 高頻諧振放大器,2 、高頻功放的工作狀態(tài), 欠壓狀態(tài), 臨界狀態(tài), 過(guò)壓狀態(tài),3.3 高頻功率放大器,第三章 高頻諧振放大器,當(dāng) UBB、Ub、UCC 不變， Uc 由小變大，動(dòng)態(tài)點(diǎn)左移。,變?。?（3）臨界狀態(tài)：,有下凹,（1）A、B動(dòng)態(tài)線(xiàn)斜率,（2）靜態(tài)點(diǎn)Q位置不變！,B,A,DA3B3過(guò)壓時(shí)的動(dòng)態(tài)線(xiàn)！,3.3 高頻功率放大器,第三章 高頻諧振放大器, 欠壓狀態(tài),Uc 的取值，使所對(duì)應(yīng)的動(dòng)態(tài)點(diǎn)均處在放大區(qū)。, 臨界狀態(tài),Uc 增大，使 t = 0 所對(duì)應(yīng)的動(dòng)態(tài)點(diǎn) A處在臨界點(diǎn)，iCmax 略微減小。, 過(guò)壓狀態(tài),Uc 繼續(xù)增大，使 A

20、(t = 0)動(dòng)態(tài)點(diǎn)處在飽和區(qū)，iC 迅速減小，電流脈沖出現(xiàn)凹陷，Uc 增大，凹陷加深。,當(dāng) UBB、Ub、UCC 不變， Uc 由小變大，動(dòng)態(tài)點(diǎn)左移。,3.3 高頻功率放大器,第三章 高頻諧振放大器, 欠壓狀態(tài), 臨界狀態(tài), 過(guò)壓狀態(tài),當(dāng)Uc加大到接近U cc時(shí)，ucemin將小于ubemax，此瞬間不但發(fā)射結(jié)處于正向偏置，集電結(jié)也處于正向偏置，即工作在飽和狀態(tài)，這種狀態(tài)稱(chēng)為過(guò)壓狀態(tài)。,當(dāng)動(dòng)特性曲線(xiàn)的上端正好位于電流下降線(xiàn)上，此狀態(tài)稱(chēng)為臨界狀態(tài)。,保證這一狀態(tài)所需的集電極負(fù)載電阻RL稱(chēng)為最佳負(fù)載電阻，一般用R Lcr表示。,如何判斷工作狀態(tài)？,這是高頻功放中所特有的一種狀態(tài)和特有的電流波形。

21、,3.3 高頻功率放大器,第三章 高頻諧振放大器, 若滿(mǎn)足ucemin uces時(shí)，功放工作在欠壓狀態(tài) ; 若ucemin = uces，功放工作在臨界狀態(tài) ; 若ucemin uces，功放工作在過(guò)壓狀態(tài) 。,臨界狀態(tài)下，晶體管的輸出功率P1最大，功放一般工作在此狀態(tài)。,根據(jù)集電極電流是否進(jìn)入飽和區(qū)，即,如何判斷工作狀態(tài)？,3.3 高頻功率放大器,第三章 高頻諧振放大器,臨界狀態(tài)下的計(jì)算方法,臨界飽和線(xiàn)斜率Sc,脈沖高度：,輸出電壓：,輸出功率：,3.3 高頻功率放大器,第三章 高頻諧振放大器,3.3 高頻功率放大器,三、高頻功放的外部特性,外部特性是指放大器的性能隨放大器的負(fù)載RL、 激勵(lì)

22、電壓U b、 偏置電壓UBB和UCC變化的規(guī)律。,只改變負(fù)載電阻RL，高頻功放電流、 電壓、 功率及效率變化的特性。,1負(fù)載特性,負(fù)載特性,振幅特性,調(diào)諧特性,調(diào)制特性,外部特性也包括負(fù)載在調(diào)諧過(guò)程中的調(diào)諧特性。,第三章 高頻諧振放大器,3.3 高頻功率放大器,指 UBB、Ub 和 UCC 一定，放大器性能隨 RL 的變化特性。,分析：,RL 的增加勢(shì)必將引起 Uc 增大(Uc = RLIc1),RL Uc UCEmin 功放欠壓 過(guò)壓 iC 波形出現(xiàn)凹陷。,據(jù)此可以畫(huà)出 Ic0 和 Ic1 隨 RL 變化的特性。,1 高頻功放的負(fù)載特性,第三章 高頻諧振放大器,3.3 高頻功率放大器,（1）

23、RL增大，A、B動(dòng)態(tài)線(xiàn)斜率,（2）靜態(tài)點(diǎn)Q位置不變！,B,A,1 高頻功放的負(fù)載特性,第三章 高頻諧振放大器,3.3 高頻功率放大器,Uc、P1、P0、PC、C 隨 RL 變化的曲線(xiàn),Uc = RLIc1 ， P1 = (UcIc1)/2 P0 = UCCIC0 ， PC = P0P1 = P1/ P0,第三章 高頻諧振放大器,3.3 高頻功率放大器,討論,(1) 欠壓區(qū),(2)過(guò)壓區(qū),RL，電流脈沖高度減小，凹陷加深，相應(yīng)的 IC0、Ic1 減小，結(jié)果使 Uc 略有增加，P1、P0 減小，且 P1 比 P0 減小的慢，從而 略有增加，PC 略有減小。,(3)匹配負(fù)載 RLcr,RL = RL

24、cr時(shí)，管子工作在臨界狀態(tài)， P1 最大， C 較大，PC 較小，放大器性能接近最佳。,RL，iC 脈沖高度略有減小，相應(yīng)的 IC0、Ic1 也略有減小，因而 Uc(= RLIc1)和 P1( )近似線(xiàn)性增大，而 P0(= UCCIC0)略有減小，C 增大，PC 減小。,此時(shí)的 RL 稱(chēng)為諧振功放的匹配負(fù)載。,第三章 高頻諧振放大器,3.3 高頻功率放大器,2. 高頻功放的振幅特性,當(dāng) UBB、UCC 和 RL 一定，放大器性能隨 Ub 變化的特性。,固定UBB，增大Ub使 iC的寬度和高度增大，放大器由欠壓進(jìn)入過(guò)壓。,第三章 高頻諧振放大器,3.3 高頻功率放大器,諧振功放作為線(xiàn)性功放,為了

25、使輸出信號(hào)振幅Uc 反映輸入信號(hào)Ub的變化，放大器必須在 Ub 變化范圍內(nèi)工作在欠壓狀態(tài)。,應(yīng)用：,第三章 高頻諧振放大器,3.3 高頻功率放大器,諧振功放作為振幅限幅器(Amplitude Limiter),作用：將 Ub在較大范圍內(nèi)的變化轉(zhuǎn)換為振幅恒定的輸出信號(hào)。,特點(diǎn)：根據(jù)放大特性，放大器必須在Ub的變化范圍內(nèi)工作在過(guò)壓狀態(tài)，或Ub的最小值應(yīng)大于臨界狀態(tài)對(duì)應(yīng)的Ub限幅門(mén)限電壓。,第三章 高頻諧振放大器,3.3 高頻功率放大器,3.高頻功放的調(diào)制特性,（2）集電極調(diào)制特性,（1）基極調(diào)制特性,UBB、Ub 和 RL一定，放大器性能隨 UCC 變化的特性。,Ub、UCC、RL 一定，放大器性

26、能隨 UBB 變化的特性。,第三章 高頻諧振放大器,3.3 高頻功率放大器,(1) 基極調(diào)制特性,Ub、UCC、RL 一定，放大器性能隨 UBB 變化的特性。,當(dāng)Ub 一定，UBB ，iC寬度、高度 ， IC0 Ic1 、Uc ， 放大器欠壓 過(guò)壓。,過(guò)壓后，隨 UBB，iC 寬度、高度 ，凹陷加深，IC0 和 Ic1、Uc 均增加緩慢，可認(rèn)為近似不變。,第三章 高頻諧振放大器,3.3 高頻功率放大器, UCC,A、B動(dòng)態(tài)線(xiàn)斜率：,動(dòng)態(tài)線(xiàn)平行向左移動(dòng)！,不變！,（2）集電極調(diào)制特性,B,A,UBB、Ub 和 RL一定，放大器性能隨 UCC 變化的特性。,第三章 高頻諧振放大器,3.3 高頻功率

27、放大器,圖 225集電極調(diào)制特性,（2）集電極調(diào)制特性,UBB、Ub 和 RL一定，放大器性能隨 UCC 變化的特性。, 欠壓狀態(tài)： 隨 UCC 減小，集電極電流脈沖高度略有減小，因而 IC0 和 Ic1 也將略有減小，Uc(= RLIc1)也略有減小。, 過(guò)壓狀態(tài)： 隨UCC減小，集電極電流脈沖的高度降低，凹深加深，因而 IC0、Ic1、Uc 將迅速減小。,第三章 高頻諧振放大器,3.3 高頻功率放大器,4高頻功放的調(diào)諧特性 功放的外部電流Ic0、Ic1和電壓Uc等隨回路電容C的變化特性稱(chēng)為調(diào)諧特性，利用這種特性可以指示放大器是否調(diào)諧。,因Ic0變化明顯，又只用直流電流表，故采用Ic0指示調(diào)

28、諧的較多。,設(shè)諧振時(shí)工作在弱過(guò)壓狀態(tài)，,失諧時(shí)：,第三章 高頻諧振放大器,3.5 高頻功率放大器實(shí)際電路,諧振功放管外電路：, 直流饋電電路, 濾波匹配網(wǎng)絡(luò),一、直流饋電電路,考慮因素：濾波匹配網(wǎng)絡(luò)安裝方便；饋電電路(Power Supply Circuit)對(duì)濾波匹配網(wǎng)絡(luò)的影響。,直流饋電電路分為,串饋（series supply）,并饋（parallel supply）,1集電極饋電線(xiàn)路,(1)串饋,三者(直流電源UCC、濾波匹配網(wǎng)絡(luò)和功率管)在電路形式上為串接的饋電方式。,第五節(jié) 高頻功率放大器的實(shí)際線(xiàn)路,第三章 高頻諧振放大器,3.5 高頻功率放大器實(shí)際電路,LB高頻扼流圈，與CB構(gòu)成

29、電源濾波電路。,在信號(hào)頻率上LB的感抗很大，接近開(kāi)路；CB的容抗很小，接近短路，避免信號(hào)電流通過(guò)直流電源而產(chǎn)生級(jí)間反饋，造成工作不穩(wěn)定。,(2)并饋,三者(直流電源 UCC、濾波匹配網(wǎng)絡(luò)和功率管)在電路形式上為并接的饋電方式。,1集電極饋電線(xiàn)路,(1)串饋,第三章 高頻諧振放大器,3.5 高頻功率放大器實(shí)際電路,LB 高頻扼流圈； CB 隔直電容； Cb1 電源濾波電容。,在信號(hào)頻率上，LB感抗很大，接近開(kāi)路，CB、Cb1的容抗很小，接近短路。,雖然電源與濾波匹配網(wǎng)絡(luò)在形式上是并聯(lián)的，但濾波匹配網(wǎng)絡(luò)兩端電壓uc(t) 直接反映在 LB 上，因而,u ce = UCC - uc 與串饋電路相同。

30、,(3)串饋與并饋的比較,相同點(diǎn)：兩種饋電方式，UCC 都能全部加到集電極上。,不同點(diǎn)：濾波匹配網(wǎng)絡(luò)的接入方式。,(2)并饋,第三章 高頻諧振放大器,3.5 高頻功率放大器實(shí)際電路, 串饋：濾波匹配網(wǎng)絡(luò)處于直流高電位上，網(wǎng)絡(luò)元件不能直接接地。, 并饋： CB 隔直流，匹配網(wǎng)絡(luò)處于直流地電位上，網(wǎng)絡(luò)元件可直接接地，安裝比串饋方便。但 LB 和 CB 與匹配網(wǎng)絡(luò)相并聯(lián)，它們的分布參數(shù)影響網(wǎng)絡(luò)調(diào)諧。,串饋與 并饋比較,第三章 高頻諧振放大器,3.5 高頻功率放大器實(shí)際電路,2基極偏置電路,(1)作用,為放大電路提供合適的偏置電壓，使功率管工作在丙類(lèi)。,(2)常用類(lèi)型,發(fā)射極自給偏壓,自給偏壓,固定偏

31、壓：基極的負(fù)偏壓是外加的。 自給偏壓：由基極直流電流或發(fā)射極直流電流流過(guò)電阻產(chǎn)生。,零偏壓,第三章 高頻諧振放大器,3.5 高頻功率放大器實(shí)際電路,(2)常用類(lèi)型,固定偏壓,偏壓能隨激勵(lì)大小變化，使晶體管的各極電流受激勵(lì)變化的影響減小，電路工作較穩(wěn)定。,自給偏壓的優(yōu)點(diǎn)：,基極組合偏壓,自給偏壓,第三章 高頻諧振放大器,3.5 高頻功率放大器實(shí)際電路,例3-2 改正圖中的錯(cuò)誤，不得改變饋電形式，重新畫(huà)出正確線(xiàn)路。,第三章 高頻諧振放大器,3.5 高頻功率放大器實(shí)際電路,二、輸出匹配網(wǎng)絡(luò),輸出匹配網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)：,(3) 調(diào)諧要方便，并能在波段內(nèi)保持較好的匹配和較高的效率等。,(1)阻抗匹配的作用。,

32、以保證放大器傳輸?shù)截?fù)載的功率最大。,(2)有良好的濾波作用。,抑制工作頻率范圍以外的不需要頻率。,常用的輸出線(xiàn)路：,LC匹配網(wǎng)絡(luò)和耦合回路。,高頻功放的級(jí)與級(jí)之間或功放與負(fù)載之間是用輸出匹配網(wǎng)絡(luò)連接的。,第三章 高頻諧振放大器,3.5 高頻功率放大器實(shí)際電路,1. LC 匹配網(wǎng)絡(luò),幾種常用的LC 匹配網(wǎng)絡(luò),(a) L型,(b) T型,(c) 型,第三章 高頻諧振放大器,3.5 高頻功率放大器實(shí)際電路,（1）L I 型網(wǎng)絡(luò) （負(fù)載電阻 Rp 與 Xp 并聯(lián)）,在負(fù)載電阻Rp大于高頻功放要求的最佳負(fù)載阻抗R Lcr時(shí)，采用L-型網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)調(diào)整 Q值，可以將大的Rp變換為小的 以獲得阻抗匹配 ()。,諧振時(shí)：,第三章 高頻諧振放大器,3.5 高頻功率放大器實(shí)際電路,（2）L II 型網(wǎng)絡(luò)（負(fù)載電阻 Rs 與 Xs 串聯(lián)）,在負(fù)載電阻Rs小于高頻功放要求的最佳負(fù)載阻抗R Lcr時(shí)，采用L-II型網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)調(diào)整 Q 值，可以將小的Rs變換為大的 以獲得阻抗匹配()。,諧振時(shí)：,第三章 高頻諧振放大器,3.5 高頻功率放大器實(shí)際電路,例3-3 試設(shè)計(jì)一L型匹配網(wǎng)絡(luò)