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1、第二章：高频放大电路第二章：高频放大电路第二章：高频放大电路第二章：高频放大电路信息与通信工程学院信息与通信工程学院内容提要内容提要内内内内容容容容提提提提要要要要简单谐振回路的功能简单谐振回路的功能高频电路中的元器件高频电路中的元器件小信号谐振放大电路的结构、原理小信号谐振放大电路的结构、原理及其用途及其用途大信号谐振放大电路的结构、原理大信号谐振放大电路的结构、原理及其用途及其用途倍频电路倍频电路宽带高频功率放大电路宽带高频功率放大电路高频电路中的无源元件高频电路中的无源元件( (一一) )第第第第一一一一节节节节：高高高高频频频频电电电电路路路路中中中中的的的的元元元元器器器器件件件件电
2、阻的高频等效电路电阻的高频等效电路：电阻：电阻：分布电容：分布电容：引线电感：引线电感在高频情况下，电阻将可能呈现出电容在高频情况下，电阻将可能呈现出电容或电感等电抗的性质；且频率越高，这或电感等电抗的性质；且频率越高，这一高频特性表现越明显一高频特性表现越明显电阻的高频特性与制作电阻的材料、电电阻的高频特性与制作电阻的材料、电阻的封装形式和尺寸大小有密切关系阻的封装形式和尺寸大小有密切关系高频电路中的无源元件高频电路中的无源元件( (二二) )第第第第一一一一节节节节：高高高高频频频频电电电电路路路路中中中中的的的的元元元元器器器器件件件件电容的高频等效电路电容的高频等效电路当工作频率很高时
3、，感抗可能超过容抗，当工作频率很高时，感抗可能超过容抗，此时的电容将等效为一个电感此时的电容将等效为一个电感在设计去耦滤波电路时，可将一个大容在设计去耦滤波电路时，可将一个大容量的电容和一个小容量的电容并联在一量的电容和一个小容量的电容并联在一起使用起使用高频电路中的无源元件高频电路中的无源元件( (三三) )第第第第一一一一节节节节：高高高高频频频频电电电电路路路路中中中中的的的的元元元元器器器器件件件件电感的高频等效电路电感的高频等效电路在中、短波频段，可以将实际电感视为在中、短波频段，可以将实际电感视为理想电感和电阻串联理想电感和电阻串联进入超短波频段后，应考虑电阻的趋肤进入超短波频段后
4、，应考虑电阻的趋肤效应和与电感相并联的等效电容效应和与电感相并联的等效电容品质因数：电路中某一回路或支路中无品质因数：电路中某一回路或支路中无功功率与有功功率之比功功率与有功功率之比电感的品质因数：电感的品质因数：高频电路中的有源器件高频电路中的有源器件( (一一) )第第第第一一一一节节节节：高高高高频频频频电电电电路路路路中中中中的的的的元元元元器器器器件件件件二极管二极管在高频电路中，二极管主要用于检波、在高频电路中，二极管主要用于检波、调制、解调及混频等非线性变换电路中，调制、解调及混频等非线性变换电路中，工作在较低的电平工作在较低的电平当二极管工作在高频时，其当二极管工作在高频时，其
5、PNPN结电容不结电容不能忽略能忽略利用二极管的电容效应，可以制成变容利用二极管的电容效应，可以制成变容二极管二极管PINPIN二极管：二极管：结构特点结构特点适用于几十兆适用于几十兆HzHz到几千兆赫频段到几千兆赫频段高频等效电阻受正向直流电流的控制高频等效电阻受正向直流电流的控制高频电路中的有源器件高频电路中的有源器件( (二二) )第第第第一一一一节节节节：高高高高频频频频电电电电路路路路中中中中的的的的元元元元器器器器件件件件高频晶体管主要有两大类型：高频晶体管主要有两大类型：作为小信号放大的高频小功率管，作为小信号放大的高频小功率管，主要要求是高增益和低噪声主要要求是高增益和低噪声对
6、于高频功率放大管来说，除了增对于高频功率放大管来说，除了增益以外，还要求在高频时能够有较益以外，还要求在高频时能够有较大的输出功率大的输出功率谐振回路的作用谐振回路的作用第第第第二二二二节节节节：谐谐谐谐振振振振回回回回路路路路的的的的基基基基本本本本特特特特性性性性谐振回路的作用：谐振回路的作用：阻抗变换阻抗变换滤除信号中的无用分量，保留信滤除信号中的无用分量，保留信号中的有用分量，起滤波器的作用号中的有用分量，起滤波器的作用例例1 1：收音机中的滤波电路（模拟带：收音机中的滤波电路（模拟带通电路）通电路）例例2 2：信号与系统里，抽样信号恢复：信号与系统里，抽样信号恢复时的低通滤波器时的低
7、通滤波器在移相网络、相频变换网络中使用在移相网络、相频变换网络中使用选频网络的分类选频网络的分类选频选频网络网络 由由LCLC组成的组成的谐振电路谐振电路 单谐振回路单谐振回路耦合谐振回路耦合谐振回路各种滤波器各种滤波器 LCLC集中滤波器集中滤波器石英晶体滤波器石英晶体滤波器陶瓷滤波器陶瓷滤波器声表面波滤波器声表面波滤波器单谐振回路：单谐振回路是指由一个电感单谐振回路：单谐振回路是指由一个电感和一个电容组成的谐振回路。若可通过电和一个电容组成的谐振回路。若可通过电感串、并联以及电容串、并联变换将电路感串、并联以及电容串、并联变换将电路转换为一个电感和一个电容的谐振回路，转换为一个电感和一个电
8、容的谐振回路，也算作单谐振回路也算作单谐振回路第第第第二二二二节节节节：谐谐谐谐振振振振回回回回路路路路的的的的基基基基本本本本特特特特性性性性LCLC简单并联谐振回路的基本特性简单并联谐振回路的基本特性( (一一) )工程中一般满足工程中一般满足电路结构说明电路结构说明第第第第二二二二节节节节：谐谐谐谐振振振振回回回回路路路路的的的的基基基基本本本本特特特特性性性性LCLC简单并联谐振回路的基本特性简单并联谐振回路的基本特性( (二二) )空载回路电压：空载回路电压：并联谐振回：并联谐振回路的路的空载品质空载品质因数因数第第第第二二二二节节节节：谐谐谐谐振振振振回回回回路路路路的的的的基基基
9、基本本本本特特特特性性性性电路出现谐振，电路出现谐振，此时：此时： 为并联谐振回为并联谐振回路的谐振角频率路的谐振角频率LCLC简单并联谐振回路的基本特性简单并联谐振回路的基本特性( (三三) )电感和电容上的电流均电感和电容上的电流均为信号源电流的为信号源电流的 倍，倍，但相位相反，故并联谐但相位相反，故并联谐振也被称为电流谐振振也被称为电流谐振第第第第二二二二节节节节：谐谐谐谐振振振振回回回回路路路路的的的的基基基基本本本本特特特特性性性性LCLC简单并联谐振回路的基本特性简单并联谐振回路的基本特性( (四四) )LCLC并并联回联回路的路的阻抗阻抗频率频率特性：特性：第第第第二二二二节节
10、节节：谐谐谐谐振振振振回回回回路路路路的的的的基基基基本本本本特特特特性性性性所谓容性或感性特所谓容性或感性特性是指相移特性性是指相移特性可用相移特性来实可用相移特性来实现移相网络现移相网络LCLC简单串联谐振回路的基本特性简单串联谐振回路的基本特性( (一一) )谐振时：谐振时：串联谐振回路的固串联谐振回路的固有谐振角频率：有谐振角频率：电路结构说明电路结构说明第第第第二二二二节节节节：谐谐谐谐振振振振回回回回路路路路的的的的基基基基本本本本特特特特性性性性LCLC简单串联谐振回路的基本特性简单串联谐振回路的基本特性( (二二) )空载空载回路电流：回路电流：回路谐振时的感回路谐振时的感抗抗
11、( (或容抗或容抗) )值与值与回路的损耗电阻回路的损耗电阻之比即为回路的之比即为回路的品质因数品质因数Q Q第第第第二二二二节节节节：谐谐谐谐振振振振回回回回路路路路的的的的基基基基本本本本特特特特性性性性LCLC简单串联谐振回路的基本特性简单串联谐振回路的基本特性( (三三) )实际回路中：实际回路中：电感和电容上的电压均电感和电容上的电压均为信号源电压的为信号源电压的 倍，倍，但相位相反，故串联谐但相位相反，故串联谐振也被称为电压谐振振也被称为电压谐振第第第第二二二二节节节节：谐谐谐谐振振振振回回回回路路路路的的的的基基基基本本本本特特特特性性性性LCLC简单串联谐振回路的基本特性简单串
12、联谐振回路的基本特性( (四四) )LCLC串串联回联回路的路的阻抗阻抗频率频率特性特性第第第第二二二二节节节节：谐谐谐谐振振振振回回回回路路路路的的的的基基基基本本本本特特特特性性性性串、并联谐振回路的特性对比串、并联谐振回路的特性对比第第第第二二二二节节节节：谐谐谐谐振振振振回回回回路路路路的的的的基基基基本本本本特特特特性性性性关于谐振和关于谐振和Q Q值的进一步说明值的进一步说明谐振时，信号源和回路电抗元件不交换能谐振时，信号源和回路电抗元件不交换能量，而是电感与电容相互交换能量，即电量，而是电感与电容相互交换能量，即电容的无功功率等于电感的无功功率容的无功功率等于电感的无功功率以并联
13、谐振电路为例：以并联谐振电路为例：第第第第二二二二节节节节：谐谐谐谐振振振振回回回回路路路路的的的的基基基基本本本本特特特特性性性性特性阻抗的定义特性阻抗的定义：特性阻抗：特性阻抗则串联谐振电路中：则串联谐振电路中：并联谐振电路中：并联谐振电路中：故信号源内阻较高时，采用并联谐振故信号源内阻较高时，采用并联谐振回路较易获得高回路较易获得高Q Q值；信号源内阻较低值；信号源内阻较低时则反之时则反之第第第第二二二二节节节节：谐谐谐谐振振振振回回回回路路路路的的的的基基基基本本本本特特特特性性性性令令例例第第第第二二二二节节节节：谐谐谐谐振振振振回回回回路路路路的的的的基基基基本本本本特特特特性性性
14、性下图所示高下图所示高Q Q电路中，电路中， 电感的损耗电电感的损耗电阻阻 ， ，试计算谐振回路总的品质因，试计算谐振回路总的品质因数数 和回路两端电压和回路两端电压谐振电路的选频作用及高谐振电路的选频作用及高Q Q值的影响值的影响当谐振频率固定时，当谐振频率固定时，Q Q值的变化有什么影值的变化有什么影响？响？计算不同频率下的阻计算不同频率下的阻抗归一化表达式：抗归一化表达式：第第第第二二二二节节节节：谐谐谐谐振振振振回回回回路路路路的的的的基基基基本本本本特特特特性性性性实际谐振电路的品质因数实际谐振电路的品质因数考虑信号源内阻与负载电阻的电路：考虑信号源内阻与负载电阻的电路：有载品质因数
15、：有载品质因数：使用部分接入并联谐使用部分接入并联谐振回路的原因及原理振回路的原因及原理第第第第二二二二节节节节：谐谐谐谐振振振振回回回回路路路路的的的的基基基基本本本本特特特特性性性性自耦变压器耦合连接自耦变压器耦合连接当电路发生谐振时，若当电路发生谐振时，若电路满足高电路满足高Q Q值条件：值条件：利用电源提供的功率不利用电源提供的功率不变的概念，可得：变的概念，可得：设接入系数设接入系数第第第第二二二二节节节节：谐谐谐谐振振振振回回回回路路路路的的的的基基基基本本本本特特特特性性性性电容分压耦合连接电容分压耦合连接使用与自耦变压器耦合使用与自耦变压器耦合连接相同的方法，可得连接相同的方法
16、，可得此时接此时接入系数入系数其它变量的其它变量的推广如下：推广如下：第第第第二二二二节节节节：谐谐谐谐振振振振回回回回路路路路的的的的基基基基本本本本特特特特性性性性例：部分接入的计算例：部分接入的计算求：第第第第二二二二节节节节：谐谐谐谐振振振振回回回回路路路路的的的的基基基基本本本本特特特特性性性性例例第第第第二二二二节节节节：谐谐谐谐振振振振回回回回路路路路的的的的基基基基本本本本特特特特性性性性下图为一电容抽头式并联谐振回路，下图为一电容抽头式并联谐振回路，若线圈的损耗电阻若线圈的损耗电阻 很小，试证明分很小，试证明分别由别由bcbc、acac或或abab端看去的谐振频率是端看去的谐
17、振频率是相同的，且在谐振时有：相同的，且在谐振时有：综述综述第第第第三三三三节节节节：小小小小信信信信号号号号谐谐谐谐振振振振放放放放大大大大电电电电路路路路小信号谐振放大电路广泛应用于通信、广小信号谐振放大电路广泛应用于通信、广播、电视、雷达等播、电视、雷达等接收接收系统中，主要起系统中，主要起选选频、放大频、放大作用作用通常是指通常是指负载具有谐振特性负载具有谐振特性( (或选频特性或选频特性) )的放大电路的放大电路。其作用是：从接收到的有用。其作用是：从接收到的有用信号和大量干扰信号的混合产物中，选择信号和大量干扰信号的混合产物中，选择出一个具有一定带宽的有用信号并且加以出一个具有一定
18、带宽的有用信号并且加以放大，同时有效地抑制其它的无用信号放大，同时有效地抑制其它的无用信号( (称为干扰信号称为干扰信号) ) ，也就是说它既能选频，也就是说它既能选频，又能放大又能放大由于输入信号小，工作于甲类放大状态，由于输入信号小，工作于甲类放大状态，可用微变等效电路法进行分析可用微变等效电路法进行分析小信号谐振放大电路的技术指标小信号谐振放大电路的技术指标理想谐振放大电路理想谐振放大电路及及实际谐振放大电实际谐振放大电路路的幅频特性曲线的幅频特性曲线谐振增益谐振增益通频带通频带窄带谐振放大电窄带谐振放大电路的两种定义路的两种定义选择性选择性矩形系数矩形系数稳定性稳定性噪声系数及其意义噪
19、声系数及其意义第第第第三三三三节节节节：小小小小信信信信号号号号谐谐谐谐振振振振放放放放大大大大电电电电路路路路小信号谐振放大电路的组成方法小信号谐振放大电路的组成方法方法一：将单级谐振放大电路级联起方法一：将单级谐振放大电路级联起来，构成多级放大电路，称作来，构成多级放大电路，称作分散选频分散选频放大电路放大电路方法二：用集成宽带放大电路和具有方法二：用集成宽带放大电路和具有相应选频特性的窄带滤波器构成谐振放相应选频特性的窄带滤波器构成谐振放大电路，称作大电路，称作集中选频放大电路集中选频放大电路第第第第三三三三节节节节：小小小小信信信信号号号号谐谐谐谐振振振振放放放放大大大大电电电电路路路
20、路单调谐回路谐振放大电路单调谐回路谐振放大电路( (一一) )：一般失谐：一般失谐注意：结电容的影响已被忽略注意：结电容的影响已被忽略第第第第三三三三节节节节：小小小小信信信信号号号号谐谐谐谐振振振振放放放放大大大大电电电电路路路路：回路谐振角频率：回路谐振角频率：回路有载品质因数：回路有载品质因数分析步骤：分析步骤：画出放大电路的画出放大电路的交流通路交流通路将晶体管用其高将晶体管用其高频等效电路替代频等效电路替代利用高利用高Q Q电路的电路的简化计算方法进简化计算方法进行电路的化简行电路的化简计算回路的各计算回路的各种参数种参数单调谐回路谐振放大电路单调谐回路谐振放大电路( (二二) )第
21、第第第三三三三节节节节：小小小小信信信信号号号号谐谐谐谐振振振振放放放放大大大大电电电电路路路路故当通过改变电阻故当通过改变电阻来改变来改变 值时，谐值时，谐振增益与振增益与 成正比成正比在实际电路设计时，通常不需要对小信号在实际电路设计时，通常不需要对小信号谐振放大电路做详细的定量计算，其原因谐振放大电路做详细的定量计算，其原因包括：包括：内反馈的影响内反馈的影响计算的繁琐性计算的繁琐性分布参数的影响分布参数的影响LCLC谐振回路的选频特性谐振回路的选频特性( (一一) )第第第第三三三三节节节节：小小小小信信信信号号号号谐谐谐谐振振振振放放放放大大大大电电电电路路路路在分析小信号谐振放大电
22、路的选频特性时，在分析小信号谐振放大电路的选频特性时，通常认为其选频特性主要取决于通常认为其选频特性主要取决于LCLC谐振回谐振回路的选频特性路的选频特性归一化后的幅频归一化后的幅频特性和相频特性：特性和相频特性：LCLC谐振回路的选频特性谐振回路的选频特性( (二二) )第第第第三三三三节节节节：小小小小信信信信号号号号谐谐谐谐振振振振放放放放大大大大电电电电路路路路注意当频率偏离谐注意当频率偏离谐振频率时：振频率时：幅频特性的衰减幅频特性的衰减速率及其与速率及其与Q Q值的值的关系关系相频特性的相移相频特性的相移特性及其与特性及其与Q Q值的值的关系关系LCLC谐振回路的选频特性谐振回路的
23、选频特性( (三三) )第第第第三三三三节节节节：小小小小信信信信号号号号谐谐谐谐振振振振放放放放大大大大电电电电路路路路在截止频率附近，有：在截止频率附近，有：可见增大回路的品质可见增大回路的品质因数能够提高谐振增因数能够提高谐振增益，但与保持一定的益，但与保持一定的通频带宽度相互矛盾通频带宽度相互矛盾LCLC谐振回路的选频特性谐振回路的选频特性( (四四) )第第第第三三三三节节节节：小小小小信信信信号号号号谐谐谐谐振振振振放放放放大大大大电电电电路路路路即单谐振回路的矩形即单谐振回路的矩形系数系数D D是一个定值，与是一个定值，与回路参数无关回路参数无关LCLC谐振回路的选频特性：例谐振
24、回路的选频特性：例( (一一) )第第第第三三三三节节节节：小小小小信信信信号号号号谐谐谐谐振振振振放放放放大大大大电电电电路路路路下下图为某放大器某放大器输出回路的交流通路，出回路的交流通路，设该电路路为高高 值回路，若信号的中心回路，若信号的中心频率率为 ，电容容试计算线圈的电感值试计算线圈的电感值若线圈的无载品质因数若线圈的无载品质因数为为 ，试计算此时的，试计算此时的回路回路3dB3dB带宽带宽若放大器所需的带宽为若放大器所需的带宽为2MHz2MHz，则应在回路上并联，则应在回路上并联多大的电阻才能满足这一多大的电阻才能满足这一要求？要求？LCLC谐振回路的选频特性：例谐振回路的选频特
25、性：例( (二二) )第第第第三三三三节节节节：小小小小信信信信号号号号谐谐谐谐振振振振放放放放大大大大电电电电路路路路下下图为某放大器某放大器输出回路的交流通路，出回路的交流通路，设该电路路为高高 值回路，若信号的中心回路，若信号的中心频率率为 ，电容容若线圈的无载品质因数若线圈的无载品质因数为为 ，试计算此时的，试计算此时的回路回路3dB3dB带宽带宽若放大器所需的带宽为若放大器所需的带宽为2MHz2MHz，则应在回路上并联，则应在回路上并联多大的电阻才能满足这一多大的电阻才能满足这一要求？要求？空载时回路的品质空载时回路的品质因数等于电感的无因数等于电感的无载品质因数，故：载品质因数，故
26、：LCLC谐振回路的选频特性：例谐振回路的选频特性：例( (三三) )第第第第三三三三节节节节：小小小小信信信信号号号号谐谐谐谐振振振振放放放放大大大大电电电电路路路路下下图为某放大器某放大器输出回路的交流通路，出回路的交流通路，设该电路路为高高 值回路，若信号的中心回路，若信号的中心频率率为 ，电容容若放大器所需的带宽为若放大器所需的带宽为2MHz2MHz，则应在回路上并联，则应在回路上并联多大的电阻才能满足这一多大的电阻才能满足这一要求？要求？回路的特性回路的特性阻抗为：阻抗为：空载时将串联损耗电空载时将串联损耗电阻等效为并联时的取阻等效为并联时的取值为：值为：LCLC谐振回路的选频特性：
27、例谐振回路的选频特性：例( (四四) )第第第第三三三三节节节节：小小小小信信信信号号号号谐谐谐谐振振振振放放放放大大大大电电电电路路路路下下图为某放大器某放大器输出回路的交流通路，出回路的交流通路，设该电路路为高高 值回路，若信号的中心回路，若信号的中心频率率为 ，电容容若放大器所需的带宽为若放大器所需的带宽为2MHz2MHz，则应在回路上并联，则应在回路上并联多大的电阻才能满足这一多大的电阻才能满足这一要求？要求？加入负载电阻加入负载电阻 之后的有之后的有载品质因数为：载品质因数为：又由又由于于且且 不不变，故变，故多级谐振放大电路的放大性能和选频特性多级谐振放大电路的放大性能和选频特性设
28、把各级完全相同的设把各级完全相同的n n级单调谐回路谐振级单调谐回路谐振放大电路级联起来，则：放大电路级联起来，则：3dB3dB带宽带宽缩减缩减系数系数单调谐单调谐回路的回路的矛盾：矛盾：通频带通频带和增益和增益第第第第三三三三节节节节：小小小小信信信信号号号号谐谐谐谐振振振振放放放放大大大大电电电电路路路路双参差调谐放大电路双参差调谐放大电路( (一一) )若若 与与 取值恰当，取值恰当，使其中一级放大电路使其中一级放大电路幅频特性上升段与另幅频特性上升段与另一级放大电路幅频特一级放大电路幅频特性下降段相互补充，性下降段相互补充，则合成曲线更接近矩则合成曲线更接近矩形的平坦特性形的平坦特性结
29、构：把结构：把 级放大电路中每两级作为一组。级放大电路中每两级作为一组。设共有设共有 组组( )( )，每组中的两级放大，每组中的两级放大电路均有相同的电路结构和性能，只是把电路均有相同的电路结构和性能，只是把其中一级调谐在其中一级调谐在 上，另一级调上，另一级调谐在谐在 上上第第第第三三三三节节节节：小小小小信信信信号号号号谐谐谐谐振振振振放放放放大大大大电电电电路路路路双参差调谐放大电路双参差调谐放大电路( (二二) )第第第第三三三三节节节节：小小小小信信信信号号号号谐谐谐谐振振振振放放放放大大大大电电电电路路路路三参差调谐放大电路三参差调谐放大电路以三级放大电路为一组，选择各级合以三级
30、放大电路为一组，选择各级合适的调谐频率和等效品质因数，就可适的调谐频率和等效品质因数，就可得到更接近矩形的幅频特性曲线，使得到更接近矩形的幅频特性曲线，使通频带更宽，其分析方法与双参差调通频带更宽，其分析方法与双参差调谐放大电路相同谐放大电路相同调整较为困难，一般用于通频带较宽调整较为困难，一般用于通频带较宽的调谐放大电路中，如电视接收机的的调谐放大电路中，如电视接收机的图像中频放大电路图像中频放大电路第第第第三三三三节节节节：小小小小信信信信号号号号谐谐谐谐振振振振放放放放大大大大电电电电路路路路双调谐回路谐振放大电路双调谐回路谐振放大电路第第第第三三三三节节节节：小小小小信信信信号号号号谐
31、谐谐谐振振振振放放放放大大大大电电电电路路路路集中选频的小信号谐振放大电路概述集中选频的小信号谐振放大电路概述分散选频谐振放大电路的缺点：分散选频谐振放大电路的缺点：集中选频的小信号谐振放大电路由宽集中选频的小信号谐振放大电路由宽带线性放大电路和集中选择性滤波器带线性放大电路和集中选择性滤波器构成：构成：晶体管输入输出阻抗变化的影响晶体管输入输出阻抗变化的影响晶体管结电容的影响晶体管结电容的影响安装调整麻烦，不适合大量生产和不安装调整麻烦，不适合大量生产和不易集成化易集成化第第第第三三三三节节节节：小小小小信信信信号号号号谐谐谐谐振振振振放放放放大大大大电电电电路路路路陶瓷滤波器陶瓷滤波器由锆
32、钛酸铅压电陶瓷材料由锆钛酸铅压电陶瓷材料( (简称简称PZT)PZT)制成制成压电效应的含义压电效应的含义等效电路图及各器件含义等效电路图及各器件含义三端陶三端陶瓷滤波瓷滤波器及其器及其特点：特点：第第第第三三三三节节节节：小小小小信信信信号号号号谐谐谐谐振振振振放放放放大大大大电电电电路路路路声表面波滤波器声表面波滤波器(SAWF)(SAWF)特点：体积小、重量轻、工作频率高，尤特点：体积小、重量轻、工作频率高，尤其适合于高频、超高频工作。通频带宽，其适合于高频、超高频工作。通频带宽，频响曲线一致性好，制造简单频响曲线一致性好，制造简单声表面波滤声表面波滤波器的结构波器的结构及信号传递及信号
33、传递过程：过程：声表面波滤波器的中心频率与通频带等性声表面波滤波器的中心频率与通频带等性能决定于压电晶体及在其表面形成的叉指能决定于压电晶体及在其表面形成的叉指换能器的指条数目、疏密和长度等结构参换能器的指条数目、疏密和长度等结构参数数第第第第三三三三节节节节：小小小小信信信信号号号号谐谐谐谐振振振振放放放放大大大大电电电电路路路路集成宽带放大电路实例集成宽带放大电路实例第第第第三三三三节节节节：小小小小信信信信号号号号谐谐谐谐振振振振放放放放大大大大电电电电路路路路集成宽带放大电路大多数是由差分放大电集成宽带放大电路大多数是由差分放大电路和能够展宽频带的组合电路构成的，例路和能够展宽频带的组
34、合电路构成的，例如共射如共射- -共基放大电路、共集共基放大电路、共集- -共基放大电共基放大电路等路等运算放大器运算放大器AD818AD818集中选频谐振放大电路的构成方法集中选频谐振放大电路的构成方法第第第第三三三三节节节节：小小小小信信信信号号号号谐谐谐谐振振振振放放放放大大大大电电电电路路路路关于选择性滤波器和宽带集成放大电关于选择性滤波器和宽带集成放大电路的位置考虑路的位置考虑关于电源的去耦滤波要求关于电源的去耦滤波要求为避免低频时产生自激，可在各功能为避免低频时产生自激，可在各功能模块之间使用电容进行耦合，降低低频模块之间使用电容进行耦合，降低低频增益，从而避免低频自激增益，从而避
35、免低频自激不使用反馈类型的集成宽带放大电路不使用反馈类型的集成宽带放大电路的原因的原因其它其它第第第第三三三三节节节节：小小小小信信信信号号号号谐谐谐谐振振振振放放放放大大大大电电电电路路路路元器件的集成化趋势越来越元器件的集成化趋势越来越明显明显在某些电路中，对相频特性在某些电路中，对相频特性的要求也是重要指标之一的要求也是重要指标之一谐振放大电路的简单比较谐振放大电路的简单比较( (一一) )单调谐放大电路单调谐放大电路通频带较窄、选择性差，带宽和选择性矛通频带较窄、选择性差，带宽和选择性矛盾突出。级数增加时总通频带变窄较块，盾突出。级数增加时总通频带变窄较块，而选择性提高又不明显。结构简
36、单，调整而选择性提高又不明显。结构简单，调整方便，在要求不高的场合经常使用方便，在要求不高的场合经常使用双调谐放大电路双调谐放大电路具有较好的选择性和较宽的通频带，但制具有较好的选择性和较宽的通频带，但制作和调整比较复杂作和调整比较复杂双参差调谐放大电路双参差调谐放大电路与双调谐放大电路性能大体相同。由单调与双调谐放大电路性能大体相同。由单调谐放大电路参差而成，因而制作较简单，谐放大电路参差而成，因而制作较简单，但级数多，要求调整精确但级数多，要求调整精确三参差调谐放大电路三参差调谐放大电路仅在要求通频带较宽的情况下使用仅在要求通频带较宽的情况下使用第第第第三三三三节节节节：小小小小信信信信号
37、号号号谐谐谐谐振振振振放放放放大大大大电电电电路路路路谐振放大电路的简单比较谐振放大电路的简单比较( (二二) )分散选频放大电路分散选频放大电路分别由单谐振、双谐振或参差调谐放大电分别由单谐振、双谐振或参差调谐放大电路级联后组成，其电路特点如上所示路级联后组成，其电路特点如上所示集中选频放大电路集中选频放大电路采用了集成电路和集中选择性滤波器，体采用了集成电路和集中选择性滤波器，体积小、可靠性高、稳定性能好、耗电少，积小、可靠性高、稳定性能好、耗电少，而且减少了选频器件和放大器件的相互影而且减少了选频器件和放大器件的相互影响。此外，调整简单，通频带和选择性容响。此外，调整简单，通频带和选择性
38、容易控制以满足要求，有利于生产的程序化易控制以满足要求，有利于生产的程序化第第第第三三三三节节节节：小小小小信信信信号号号号谐谐谐谐振振振振放放放放大大大大电电电电路路路路概述概述( (一一) )高频功率放大电路和低频功率放大电高频功率放大电路和低频功率放大电路的共同点：路的共同点：都要求效率高、输出功率大都要求效率高、输出功率大但是，由于工作频率相差很大且相对但是，由于工作频率相差很大且相对频宽不同，因而负载网络和工作状态频宽不同，因而负载网络和工作状态也不同也不同高频功率放大电路主要用于发射机的末高频功率放大电路主要用于发射机的末级和中间级，可在信号获得足够的高频级和中间级，可在信号获得足
39、够的高频功率后送到天线上辐射出去；也用于电功率后送到天线上辐射出去；也用于电子仪器中做末级功率放大电路子仪器中做末级功率放大电路高转换效率的作用举例高转换效率的作用举例使用谐振电路作为匹配网络使用谐振电路作为匹配网络常用于放大窄带高频信号常用于放大窄带高频信号第第第第四四四四节节节节：谐谐谐谐振振振振功功功功率率率率放放放放大大大大电电电电路路路路概述概述( (二二) )第第第第四四四四节节节节：谐谐谐谐振振振振功功功功率率率率放放放放大大大大电电电电路路路路半导角半导角甲甲类类理想效率理想效率开关状态开关状态负载负载电阻电阻应用应用乙乙类类甲甲乙乙类类丙丙类类丁丁类类电阻电阻电阻电阻选频选频
40、回路回路选频选频回路回路低频低频低频，低频，高频高频低频低频高频高频高频高频注意半导注意半导角的概念角的概念概述概述( (三三) )第第第第四四四四节节节节：谐谐谐谐振振振振功功功功率率率率放放放放大大大大电电电电路路路路提高效率的原因：提高效率的原因：器件损耗的功率等于其端电压与流过器器件损耗的功率等于其端电压与流过器件电流的乘积在一个周期内的平均值件电流的乘积在一个周期内的平均值在输出相同功率的条件下，通过减小器在输出相同功率的条件下，通过减小器件每周期内的导通时间件每周期内的导通时间( (即半导角即半导角) )，从，从而减小了器件所消耗的功率而减小了器件所消耗的功率减小失真的方法：减小失
41、真的方法：乙类放大电路使用推挽放大，甲乙类还乙类放大电路使用推挽放大，甲乙类还可以消除交越失真可以消除交越失真丙类放大电路通过使用谐振放大电路作丙类放大电路通过使用谐振放大电路作为负载来消除失真为负载来消除失真一般使用丙类功率放大电路来放大载波一般使用丙类功率放大电路来放大载波信号或已调波窄带信号信号或已调波窄带信号谐振功率放大电路的构成谐振功率放大电路的构成选频选频阻抗变换阻抗变换第第第第四四四四节节节节：谐谐谐谐振振振振功功功功率率率率放放放放大大大大电电电电路路路路偏置电路及工作偏置电路及工作点的说明点的说明谐振回路的作用：谐振回路的作用：丙类谐振功率放大电路的电压电流波形丙类谐振功率放
42、大电路的电压电流波形第第第第四四四四节节节节：谐谐谐谐振振振振功功功功率率率率放放放放大大大大电电电电路路路路输出功率及效率输出功率及效率集电极输出基波功率：集电极输出基波功率：集电极电源提供的直流集电极电源提供的直流功率：功率：的含义的含义的含义的含义集电极耗散功率：集电极耗散功率：集电极效率：集电极效率：第第第第四四四四节节节节：谐谐谐谐振振振振功功功功率率率率放放放放大大大大电电电电路路路路折线法简介折线法简介使用折线分析法的原因及其含义使用折线分析法的原因及其含义第第第第四四四四节节节节：谐谐谐谐振振振振功功功功率率率率放放放放大大大大电电电电路路路路集电极余弦电流脉冲集电极余弦电流脉
43、冲 的分析的分析( (一一) )对对 做傅立做傅立叶展开可得直叶展开可得直流分量、基波流分量、基波及各高次谐波及各高次谐波的分解系数：的分解系数：第第第第四四四四节节节节：谐谐谐谐振振振振功功功功率率率率放放放放大大大大电电电电路路路路集电极余弦电流脉冲集电极余弦电流脉冲 的分析的分析( (二二) )谐波次数越高，谐波次数越高，振幅越小振幅越小对应某次谐波，对应某次谐波，有一相对应的角有一相对应的角 使使 为最大为最大对应某次谐波，对应某次谐波，有一相对应的角有一相对应的角 使使 为零为零 随随 变化变化的曲线及其含义的曲线及其含义相位关系相位关系关于输出功率与效关于输出功率与效率之间矛盾的讨
44、论率之间矛盾的讨论基波的电压增益基波的电压增益和输入电阻？和输入电阻？第第第第四四四四节节节节：谐谐谐谐振振振振功功功功率率率率放放放放大大大大电电电电路路路路调谐功放的动态分析调谐功放的动态分析( (一一) )交流负载线交流负载线的确定过程的确定过程负载电阻对负载电阻对电路参数的电路参数的影响影响第第第第四四四四节节节节：谐谐谐谐振振振振功功功功率率率率放放放放大大大大电电电电路路路路调谐功放的动态分析调谐功放的动态分析( (二二) )丙类放大电路的丙类放大电路的动态负载电阻：动态负载电阻：即丙类谐振放即丙类谐振放大电路的动态大电路的动态负载电阻不但负载电阻不但与回路的谐振与回路的谐振电阻有
45、关，还电阻有关，还与半导角有关与半导角有关第第第第四四四四节节节节：谐谐谐谐振振振振功功功功率率率率放放放放大大大大电电电电路路路路谐振电阻谐振电阻 对集电极电流对集电极电流 的影响的影响第第第第四四四四节节节节：谐谐谐谐振振振振功功功功率率率率放放放放大大大大电电电电路路路路负载特性曲线负载特性曲线第第第第四四四四节节节节：谐谐谐谐振振振振功功功功率率率率放放放放大大大大电电电电路路路路谐振放大电路在三种工作状态下的特性谐振放大电路在三种工作状态下的特性临界状临界状态下：态下：第第第第四四四四节节节节：谐谐谐谐振振振振功功功功率率率率放放放放大大大大电电电电路路路路三种工作状态的优缺点三种工
46、作状态的优缺点欠压状态欠压状态可视为恒流源。但输出功率与效率都较低，可视为恒流源。但输出功率与效率都较低，且集电极耗散功率大，输出电压不够稳定，且集电极耗散功率大，输出电压不够稳定，因此较少使用。晶体管基极调幅常采用这因此较少使用。晶体管基极调幅常采用这种状态种状态过压状态过压状态强过压时效率较高，但输出电压的非线性强过压时效率较高，但输出电压的非线性失真不可忽略，一般不使用这种状态。常失真不可忽略，一般不使用这种状态。常常令功放电路的激励级工作在弱过压状态，常令功放电路的激励级工作在弱过压状态，此时可将放大电路视为恒压源此时可将放大电路视为恒压源临界状态临界状态输出功率最大，效率较高，是最佳
47、工作状输出功率最大，效率较高，是最佳工作状态。调谐功率放大电路的输出级及发射机态。调谐功率放大电路的输出级及发射机末级大多工作在临界状态末级大多工作在临界状态第第第第四四四四节节节节：谐谐谐谐振振振振功功功功率率率率放放放放大大大大电电电电路路路路高频功率放大电路的调制特性高频功率放大电路的调制特性第第第第四四四四节节节节：谐谐谐谐振振振振功功功功率率率率放放放放大大大大电电电电路路路路基极调制特性基极调制特性通过改变基极偏置电压进行调制通过改变基极偏置电压进行调制基极调幅电路应工作在欠压区基极调幅电路应工作在欠压区集电极调制特性集电极调制特性通过改变集电极偏置电压进行调制通过改变集电极偏置电
48、压进行调制集电极调幅电路应工作在过压区集电极调幅电路应工作在过压区集电极直流馈电电路集电极直流馈电电路( (一一) )直流馈电电路的作用、基本要求、组直流馈电电路的作用、基本要求、组成部分及分类成部分及分类对高频扼流圈对高频扼流圈 的要的要求：对信号频率的感求：对信号频率的感抗很大，接近开路抗很大，接近开路对电源滤波电容对电源滤波电容 的的要求：容抗很小，接要求：容抗很小，接近短路近短路目的：为了避免信号目的：为了避免信号电流通过直流电源的电流通过直流电源的耦合造成电路工作不耦合造成电路工作不稳定稳定电路结构说明电路结构说明第第第第四四四四节节节节：谐谐谐谐振振振振功功功功率率率率放放放放大大
49、大大电电电电路路路路集电极直流馈电电路集电极直流馈电电路( (二二) )对高频扼流圈对高频扼流圈 的要的要求：对信号频率的感求：对信号频率的感抗很大，接近开路抗很大，接近开路串、并馈方式的优缺串、并馈方式的优缺点请自行阅读课本点请自行阅读课本对隔直电容对隔直电容 、电源、电源滤波电容滤波电容 的要求：的要求：容抗很小，接近短路容抗很小，接近短路确定扼流圈和电容的数值的原则：高确定扼流圈和电容的数值的原则：高频扼流圈应对高频信号具有频扼流圈应对高频信号具有“扼制扼制”作用，旁路电容对高频具有作用，旁路电容对高频具有“短路短路”作用作用电路结构说明电路结构说明第第第第四四四四节节节节：谐谐谐谐振振
50、振振功功功功率率率率放放放放大大大大电电电电路路路路基极直流馈电电路基极直流馈电电路关于自给偏关于自给偏压的说明：压的说明：随输入信号随输入信号电压振幅而电压振幅而变化变化只能得到负只能得到负偏压，从而偏压，从而不能应用于不能应用于甲类、甲乙甲类、甲乙类、乙类电类、乙类电路中路中第第第第四四四四节节节节：谐谐谐谐振振振振功功功功率率率率放放放放大大大大电电电电路路路路输出匹配网络的作用输出匹配网络的作用( (一一) )第第第第四四四四节节节节：谐谐谐谐振振振振功功功功率率率率放放放放大大大大电电电电路路路路高效率地传送能量高效率地传送能量要求回路效率接要求回路效率接近于近于1 1插损：插损：滤
51、除高次谐波分量滤除高次谐波分量滤波度：滤波度：小信号谐振电路小信号谐振电路与丙类谐振功放与丙类谐振功放对滤波度要求的对滤波度要求的区别区别关于滤波度与回路效率的矛盾关于滤波度与回路效率的矛盾输出匹配网络的作用输出匹配网络的作用( (二二) )第第第第四四四四节节节节：谐谐谐谐振振振振功功功功率率率率放放放放大大大大电电电电路路路路阻抗变换阻抗变换谐振功率放大电路的谐振功率放大电路的集电极必须接有匹配集电极必须接有匹配负载从而能够高效率负载从而能够高效率地输出最大功率地输出最大功率与线性网络中阻抗匹与线性网络中阻抗匹配概念的区别：配概念的区别：线性网络中的阻抗匹配为共轭匹配线性网络中的阻抗匹配为
52、共轭匹配丙类谐振放大电路中的阻抗匹配是满丙类谐振放大电路中的阻抗匹配是满足负载电抗和信号源输出电抗大小相足负载电抗和信号源输出电抗大小相等、符号相反，以保证放大器输出端等、符号相反，以保证放大器输出端总阻抗为纯电阻的匹配总阻抗为纯电阻的匹配串并联阻抗的相互转换串并联阻抗的相互转换串、并联电路结串、并联电路结构互换前后，电构互换前后，电路的品质因数和路的品质因数和元件的电抗性质元件的电抗性质保持一致保持一致可与并联谐振回路中可与并联谐振回路中的变换关系做对照的变换关系做对照第第第第四四四四节节节节：谐谐谐谐振振振振功功功功率率率率放放放放大大大大电电电电路路路路应注意应注意Q Q的取值不同的取值
53、不同L L型匹配网络的阻抗变换特性型匹配网络的阻抗变换特性( (一一) )阻抗转阻抗转换思路换思路简介简介第第第第四四四四节节节节：谐谐谐谐振振振振功功功功率率率率放放放放大大大大电电电电路路路路L L型匹配网络的阻抗变换特性型匹配网络的阻抗变换特性( (二二) )注意本匹配网络只能注意本匹配网络只能将低阻抗变换为高阻将低阻抗变换为高阻抗抗第第第第四四四四节节节节：谐谐谐谐振振振振功功功功率率率率放放放放大大大大电电电电路路路路电路结构说明电路结构说明 型匹配网络的阻抗变换特性型匹配网络的阻抗变换特性( (一一) )匹配网络结构简介匹配网络结构简介 阻抗转换思路简介阻抗转换思路简介可由可由 确
54、定确定第第第第四四四四节节节节：谐谐谐谐振振振振功功功功率率率率放放放放大大大大电电电电路路路路 型匹配网络的阻抗变换特性型匹配网络的阻抗变换特性( (二二) )考虑到功放管输考虑到功放管输出电容出电容 后的分后的分析析第第第第四四四四节节节节：谐谐谐谐振振振振功功功功率率率率放放放放大大大大电电电电路路路路T T型网络的计算公式型网络的计算公式分析方法与分析方法与前几个网络前几个网络的相同的相同第第第第四四四四节节节节：谐谐谐谐振振振振功功功功率率率率放放放放大大大大电电电电路路路路谐振功率放大电路举例谐振功率放大电路举例基极采用自给偏置电路基极采用自给偏置电路放大电路的输入端采用放大电路的
55、输入端采用T T型匹配型匹配集电极采用串馈电路及集电极采用串馈电路及 型匹配网络型匹配网络第第第第四四四四节节节节：谐谐谐谐振振振振功功功功率率率率放放放放大大大大电电电电路路路路谐振功率放大电路的注意事项谐振功率放大电路的注意事项谐振功率放大电路的调谐和调配谐振功率放大电路的调谐和调配在按照设计电路安装之后还要经过调在按照设计电路安装之后还要经过调谐使负载回路达到谐振；同时对匹配谐使负载回路达到谐振；同时对匹配网络进行调配，使回路谐振阻抗等于网络进行调配，使回路谐振阻抗等于功放所需的最佳负载阻抗功放所需的最佳负载阻抗此时需要深入了解其工作特性得到理此时需要深入了解其工作特性得到理论上的指导，
56、更需要有丰富的经验论上的指导，更需要有丰富的经验高频和大注入效应的影响高频和大注入效应的影响这些因素会导致放大电路的功率增益、这些因素会导致放大电路的功率增益、最大输出功率和效率的急剧下降最大输出功率和效率的急剧下降第第第第四四四四节节节节：谐谐谐谐振振振振功功功功率率率率放放放放大大大大电电电电路路路路概述概述( (一一) )第第第第五五五五节节节节：倍倍倍倍频频频频电电电电路路路路倍频电路的功能：使输出信号频率等倍频电路的功能：使输出信号频率等于输入信号频率的整数倍，可用在发于输入信号频率的整数倍，可用在发射机或其它电子设备的中间级射机或其它电子设备的中间级采用倍频电路的目的：采用倍频电路
57、的目的：降低发射机的主控振荡频率降低发射机的主控振荡频率输入与输出信号频率不同，可削弱前输入与输出信号频率不同，可削弱前后级寄生耦合，提高发射机的稳定性后级寄生耦合，提高发射机的稳定性在调频和调相系统中，使用倍频电路在调频和调相系统中，使用倍频电路可以加大信号的频偏或相偏，增大调可以加大信号的频偏或相偏，增大调制深度制深度在频率合成器中，可以用来产生等于在频率合成器中，可以用来产生等于主频各次谐波的频率源主频各次谐波的频率源概述概述( (二二) )又称为丙类倍频电路，适用于工作频率又称为丙类倍频电路，适用于工作频率几十兆赫的电路几十兆赫的电路利用晶体管的非线性电阻效应，把正利用晶体管的非线性电
58、阻效应，把正弦波变为正弦脉冲，再用选频回路将弦波变为正弦脉冲，再用选频回路将其某次谐波选出，完成倍频作用其某次谐波选出，完成倍频作用利用利用PNPN结电容的非线性变化，得到输结电容的非线性变化，得到输入信号的谐波入信号的谐波参量倍频电路，适用于工作频率高于参量倍频电路，适用于工作频率高于100MHz100MHz的情况的情况均需利用非线性器件对输入信号进行均需利用非线性器件对输入信号进行非线性变换，再用谐振回路滤波，从非线性变换，再用谐振回路滤波，从中取出所需的输出信号中取出所需的输出信号第第第第五五五五节节节节：倍倍倍倍频频频频电电电电路路路路倍频电路及其工作原理倍频电路及其工作原理集电极负载
59、调谐集电极负载调谐在输入信号频率在输入信号频率的的n n次谐波上次谐波上导通角的大小根导通角的大小根据倍频电路的倍据倍频电路的倍频次数频次数n n来决定来决定一般工作在欠压一般工作在欠压和临界状态，很和临界状态，很少工作在过压状少工作在过压状态态第第第第五五五五节节节节：倍倍倍倍频频频频电电电电路路路路输出功率及效率的分析输出功率及效率的分析当当n n增大时对相增大时对相邻频差、输出功邻频差、输出功率和效率的考虑率和效率的考虑倍频电路的级联倍频电路的级联运用运用第第第第五五五五节节节节：倍倍倍倍频频频频电电电电路路路路宽带高频功率放大电路简介宽带高频功率放大电路简介第第第第六六六六节节节节：宽
60、宽宽宽带带带带高高高高频频频频功功功功率率率率放放放放大大大大电电电电路路路路和和和和功功功功率率率率合合合合成成成成技技技技术术术术丙类谐振功率放大电路以谐振回路作丙类谐振功率放大电路以谐振回路作为负载，仅适用于固定频率或频率变为负载，仅适用于固定频率或频率变化很小的高频设备化很小的高频设备宽带高频功率放大电路以非调谐宽带宽带高频功率放大电路以非调谐宽带网络作为输出匹配网络，可以在很宽网络作为输出匹配网络，可以在很宽的范围内改变工作频率的范围内改变工作频率( (最高能够同时最高能够同时覆盖几个倍频程的频带宽度覆盖几个倍频程的频带宽度) )，而不需要，而不需要重新调谐重新调谐该类型电路只能工作
61、在甲类或甲乙类该类型电路只能工作在甲类或甲乙类该类型电路的效率较低、输出功率较该类型电路的效率较低、输出功率较小，因此在大功率输出时需要采用功小，因此在大功率输出时需要采用功率合成技术率合成技术传输线简介传输线简介( (一一) )第第第第六六六六节节节节：宽宽宽宽带带带带高高高高频频频频功功功功率率率率放放放放大大大大电电电电路路路路和和和和功功功功率率率率合合合合成成成成技技技技术术术术加电后，导线加电后，导线间会产生电场间会产生电场而储存电能，而储存电能，导线周围会产导线周围会产生磁场而储存生磁场而储存磁能磁能导线上的串联导线上的串联电阻会消耗能电阻会消耗能量；导线间的量；导线间的漏电等效
62、为并漏电等效为并联电导联电导分布参数电路分布参数电路左图中的传输左图中的传输线为无损耗的线为无损耗的传输线简介传输线简介( (二二) )第第第第六六六六节节节节：宽宽宽宽带带带带高高高高频频频频功功功功率率率率放放放放大大大大电电电电路路路路和和和和功功功功率率率率合合合合成成成成技技技技术术术术单位线长的分布电感单位线长的分布电感单位线长的分布电容单位线长的分布电容理想无损耗传输线的特理想无损耗传输线的特性阻抗为：性阻抗为：在无损传输线在无损传输线上传输的电压上传输的电压波和电流波只波和电流波只有相位的变化，有相位的变化，而振幅保持不而振幅保持不变变传输线特性阻传输线特性阻抗的大小取决抗的大
63、小取决于传输线的结于传输线的结构尺寸和线间构尺寸和线间填充介质的特填充介质的特性，与线长无性，与线长无关关传输线的阻抗匹配传输线的阻抗匹配第第第第六六六六节节节节：宽宽宽宽带带带带高高高高频频频频功功功功率率率率放放放放大大大大电电电电路路路路和和和和功功功功率率率率合合合合成成成成技技技技术术术术无损耗且终端无损耗且终端匹配的传输线匹配的传输线具有无限宽的具有无限宽的工作频带工作频带失配后传输线的上限频率有限，失配后传输线的上限频率有限，下限频率为零下限频率为零在工程上，当在工程上，当 时，可近似认为时，可近似认为传输线上各个位置上的电压均相等且传输线上各个位置上的电压均相等且通过传输线各个
64、位置上的电流也都相通过传输线各个位置上的电流也都相等等特殊情况下的传输线特殊情况下的传输线第第第第六六六六节节节节：宽宽宽宽带带带带高高高高频频频频功功功功率率率率放放放放大大大大电电电电路路路路和和和和功功功功率率率率合合合合成成成成技技技技术术术术当当 或传输线或传输线长取不同值时，长取不同值时，从源端向负载从源端向负载端看过去的特端看过去的特性会有所变化性会有所变化 可作为阻抗变换器而使用可作为阻抗变换器而使用若输出端开路或短路若输出端开路或短路 传输线变压器的结构传输线变压器的结构第第第第六六六六节节节节：宽宽宽宽带带带带高高高高频频频频功功功功率率率率放放放放大大大大电电电电路路路路
65、和和和和功功功功率率率率合合合合成成成成技技技技术术术术与普通变压器相比较，具有极宽的工与普通变压器相比较，具有极宽的工作频带作频带传输线变压器的结构及特点：传输线变压器的结构及特点：将传输线绕在磁环将传输线绕在磁环上而构成上而构成磁环具有高磁导率磁环具有高磁导率传输线可以采用同传输线可以采用同轴电缆，也可以采轴电缆，也可以采用双绞线或带状线用双绞线或带状线线圈线圈I I的两个端子的两个端子为为1 1和和2 2，线圈，线圈IIII的的两个端子为两个端子为3 3和和4 41 1和和3 3为同名端为同名端传输线变压器的传递能量的方式传输线变压器的传递能量的方式第第第第六六六六节节节节：宽宽宽宽带带
66、带带高高高高频频频频功功功功率率率率放放放放大大大大电电电电路路路路和和和和功功功功率率率率合合合合成成成成技技技技术术术术普通变压器依靠两个线圈之间的磁耦普通变压器依靠两个线圈之间的磁耦合实现，线圈之间的漏电感和匝间分合实现，线圈之间的漏电感和匝间分布电容会限制其上限工作频率布电容会限制其上限工作频率传输线变压器中分布参数是电磁波赖传输线变压器中分布参数是电磁波赖以传输的重要因素；且由于电磁波主以传输的重要因素；且由于电磁波主要是在导线间的介质中传播，从而磁要是在导线间的介质中传播，从而磁芯的铁损耗对信号传输的影响也就大芯的铁损耗对信号传输的影响也就大为减少为减少因此，传输线变压器的最高工作
67、频率因此，传输线变压器的最高工作频率得到了很大的提高，从而可以实现宽得到了很大的提高，从而可以实现宽带传输的目的带传输的目的传输线变压器中磁环的作用传输线变压器中磁环的作用第第第第六六六六节节节节：宽宽宽宽带带带带高高高高频频频频功功功功率率率率放放放放大大大大电电电电路路路路和和和和功功功功率率率率合合合合成成成成技技技技术术术术低频时，分布电容和低频时，分布电容和电感中的储能作用很电感中的储能作用很差差在加上磁环后可以作在加上磁环后可以作为变压器模式而工作为变压器模式而工作高频时，变压器两线高频时，变压器两线圈之间的漏电感影响圈之间的漏电感影响将会增大将会增大使用传输线工作模式使用传输线工
68、作模式来分析，仍然可以完来分析，仍然可以完成所需功能成所需功能故传输线变压器在高故传输线变压器在高频段和低频段时传输频段和低频段时传输能量的方式不同能量的方式不同传输线变压器中的励磁电流传输线变压器中的励磁电流第第第第六六六六节节节节：宽宽宽宽带带带带高高高高频频频频功功功功率率率率放放放放大大大大电电电电路路路路和和和和功功功功率率率率合合合合成成成成技技技技术术术术由于端电压由于端电压 也加在也加在1-21-2端上，故会在该端上，故会在该1-21-2端端电感上产生励磁电流电感上产生励磁电流 ，即相当于信号源提供，即相当于信号源提供的电流变为的电流变为 在上限频率附近一次绕组电感呈现的感抗在
69、上限频率附近一次绕组电感呈现的感抗极大，可以忽略极大，可以忽略随着频率的降低，一次绕组电感呈现的感随着频率的降低，一次绕组电感呈现的感抗变小，抗变小， 增加，使增加，使 在在 上的压降增大，上的压降增大，导致导致 上输出的电压减小上输出的电压减小故传输线变压器的下限工作频率受到一次故传输线变压器的下限工作频率受到一次绕组电感的限制。为降低其下限工作频率，绕组电感的限制。为降低其下限工作频率，可采用具有高磁导率的高频磁环可采用具有高磁导率的高频磁环几种常用的传输线变压器几种常用的传输线变压器( (一一) )第第第第六六六六节节节节：宽宽宽宽带带带带高高高高频频频频功功功功率率率率放放放放大大大大
70、电电电电路路路路和和和和功功功功率率率率合合合合成成成成技技技技术术术术实现实现1:11:1平衡与不平衡转换的传输线平衡与不平衡转换的传输线变压器变压器平衡与不平衡的含义平衡与不平衡的含义两种转换的示意图两种转换的示意图若某一信号源若某一信号源( (负载负载) )两端与地之间的电压两端与地之间的电压大小相等、极性相反，大小相等、极性相反，就被称为平衡信号源就被称为平衡信号源( (负载负载) )传输线也有类似定义传输线也有类似定义可根据信号源、负载可根据信号源、负载是否为平衡而选择传是否为平衡而选择传输线是否为平衡输线是否为平衡几种常用的传输线变压器几种常用的传输线变压器( (二二) )第第第第
71、六六六六节节节节：宽宽宽宽带带带带高高高高频频频频功功功功率率率率放放放放大大大大电电电电路路路路和和和和功功功功率率率率合合合合成成成成技技技技术术术术阻抗变换器阻抗变换器4:14:1传输线变压器的工传输线变压器的工作原理作原理要求传输线的要求传输线的特性阻抗为：特性阻抗为：1:41:4传输线变压器的工传输线变压器的工作原理作原理要求传输线的要求传输线的特性阻抗为：特性阻抗为：传输线变压器传输线变压器( (例例) )第第第第六六六六节节节节：宽宽宽宽带带带带高高高高频频频频功功功功率率率率放放放放大大大大电电电电路路路路和和和和功功功功率率率率合合合合成成成成技技技技术术术术试求以下各图的阻
72、抗变换关系试求以下各图的阻抗变换关系 以及相以及相应的传输线特性阻抗应的传输线特性阻抗 表达式表达式传输线变压器传输线变压器( (例：续例：续) )第第第第六六六六节节节节：宽宽宽宽带带带带高高高高频频频频功功功功率率率率放放放放大大大大电电电电路路路路和和和和功功功功率率率率合合合合成成成成技技技技术术术术故有：故有：每个传输线变每个传输线变压器的特性阻压器的特性阻抗均为：抗均为：传输线变压器传输线变压器( (例：续例：续) )第第第第六六六六节节节节：宽宽宽宽带带带带高高高高频频频频功功功功率率率率放放放放大大大大电电电电路路路路和和和和功功功功率率率率合合合合成成成成技技技技术术术术故有
73、：故有：T Tr1r1的特性阻抗为：的特性阻抗为：T Tr2r2的特性阻抗为：的特性阻抗为：宽带功率放大电路实例宽带功率放大电路实例第第第第六六六六节节节节：宽宽宽宽带带带带高高高高频频频频功功功功率率率率放放放放大大大大电电电电路路路路和和和和功功功功率率率率合合合合成成成成技技技技术术术术两放大管均工作于甲类两放大管均工作于甲类T Tr1r1、T Tr2r2、T Tr3r3实现级间耦合实现级间耦合各级的电压负反馈支路可以降低每级的各级的电压负反馈支路可以降低每级的输出阻抗，改善频响以及大信号放大时的输出阻抗，改善频响以及大信号放大时的线性线性集电极供电电路说明集电极供电电路说明功率的合成与
74、分配功率的合成与分配( (一一) )第第第第六六六六节节节节：宽宽宽宽带带带带高高高高频频频频功功功功率率率率放放放放大大大大电电电电路路路路和和和和功功功功率率率率合合合合成成成成技技技技术术术术所谓功率合成是指利用多个功率放所谓功率合成是指利用多个功率放大电路同时对输入信号进行放大，然大电路同时对输入信号进行放大，然后采用合成技术将各个输出功率相加，后采用合成技术将各个输出功率相加，得到一个总的输出功率得到一个总的输出功率所谓功率分配是指将某一高频信号所谓功率分配是指将某一高频信号的功率均匀地、互不影响地同时分配的功率均匀地、互不影响地同时分配各几个独立的负载，使每一个负载都各几个独立的负
75、载，使每一个负载都获得功率相等、相位相同获得功率相等、相位相同( (或相反或相反) )的的分信号分信号并联电路或推挽电路的缺陷：各管并联电路或推挽电路的缺陷：各管的工作状态相互牵制的工作状态相互牵制功率合成和功率分配网络具有良好功率合成和功率分配网络具有良好的隔离作用和宽带特性的隔离作用和宽带特性功率的合成与分配功率的合成与分配( (二二) )第第第第六六六六节节节节：宽宽宽宽带带带带高高高高频频频频功功功功率率率率放放放放大大大大电电电电路路路路和和和和功功功功率率率率合合合合成成成成技技技技术术术术常用的功率合成器以传输线变压器为常用的功率合成器以传输线变压器为基础构成基础构成功率合成电路
76、功率合成电路( (一一) )第第第第六六六六节节节节：宽宽宽宽带带带带高高高高频频频频功功功功率率率率放放放放大大大大电电电电路路路路和和和和功功功功率率率率合合合合成成成成技技技技术术术术电路结构说明电路结构说明若在若在A A端和端和B B端分别端分别接入需要合成的两接入需要合成的两个功率放大器，则个功率放大器，则在在C C端端( (或或D D端端) )就能就能获得两者合成的功获得两者合成的功率率同相功率合成同相功率合成功率合成电路功率合成电路( (二二) )第第第第六六六六节节节节：宽宽宽宽带带带带高高高高频频频频功功功功率率率率放放放放大大大大电电电电路路路路和和和和功功功功率率率率合合
77、合合成成成成技技技技术术术术反相功率合成反相功率合成功率合成电路功率合成电路( (三三) )第第第第六六六六节节节节：宽宽宽宽带带带带高高高高频频频频功功功功率率率率放放放放大大大大电电电电路路路路和和和和功功功功率率率率合合合合成成成成技技技技术术术术混合网络的隔离作用混合网络的隔离作用此时任一功率放大器的工作状态变化不会此时任一功率放大器的工作状态变化不会影响其它功率放大器的工作状态，即影响其它功率放大器的工作状态，即A A端端与与B B端互为隔离端端互为隔离端混合网络的隔离条件混合网络的隔离条件需要注意的是在一管开路故障情况下，传需要注意的是在一管开路故障情况下，传输线变压器将不能以传输
78、线模式工作输线变压器将不能以传输线模式工作通常取：通常取：同相功率分配电路同相功率分配电路( (一一) )第第第第六六六六节节节节：宽宽宽宽带带带带高高高高频频频频功功功功率率率率放放放放大大大大电电电电路路路路和和和和功功功功率率率率合合合合成成成成技技技技术术术术电路结构说明电路结构说明即即D D端没有获得功率，而端没有获得功率，而A A端和端和B B端获得同端获得同相等值功率相等值功率同相功率分配电路同相功率分配电路( (二二) )第第第第六六六六节节节节：宽宽宽宽带带带带高高高高频频频频功功功功率率率率放放放放大大大大电电电电路路路路和和和和功功功功率率率率合合合合成成成成技技技技术术
79、术术当当 时，功率分时，功率分配器的两个输出端也配器的两个输出端也是相互隔离的是相互隔离的 的作用是使网络在平衡受到破坏时，保的作用是使网络在平衡受到破坏时，保证没有改变的一端负载上所获得的功率不证没有改变的一端负载上所获得的功率不受影响，另一端由于负载变化而产生的功受影响，另一端由于负载变化而产生的功率减小量转移到率减小量转移到 上上反相功率分配电路反相功率分配电路( (一一) )第第第第六六六六节节节节：宽宽宽宽带带带带高高高高频频频频功功功功率率率率放放放放大大大大电电电电路路路路和和和和功功功功率率率率合合合合成成成成技技技技术术术术电路结构说明电路结构说明即即C C端没有获得功端没有
80、获得功率，而率，而A A端和端和B B端获端获得反相等值功率得反相等值功率功率分配电路中，当功率分配电路中，当 时，功率放大时，功率放大器的输出功率就不能均等地分配到器的输出功率就不能均等地分配到 和和 上上反相功率分配电路反相功率分配电路( (二二) )第第第第六六六六节节节节：宽宽宽宽带带带带高高高高频频频频功功功功率率率率放放放放大大大大电电电电路路路路和和和和功功功功率率率率合合合合成成成成技技技技术术术术当功率分配器的两当功率分配器的两个负载之一损坏时，个负载之一损坏时，并不能像功率合成并不能像功率合成器那样保持信号源器那样保持信号源的负载电阻不变；的负载电阻不变；但由于传输线变压但
81、由于传输线变压器的接入，电路所器的接入，电路所受影响比普通推挽受影响比普通推挽电路或并联电路要电路或并联电路要小小魔魔T T混合网络混合网络第第第第六六六六节节节节：宽宽宽宽带带带带高高高高频频频频功功功功率率率率放放放放大大大大电电电电路路路路和和和和功功功功率率率率合合合合成成成成技技技技术术术术连接弧线表示功率连接弧线表示功率流向流向弧线旁的角度表示弧线旁的角度表示弧线连接的两端口的弧线连接的两端口的相位差相位差图形的识别方法：图形的识别方法：连接示例：连接示例：作为同相功率合成电路时，若两功率自作为同相功率合成电路时，若两功率自A A、B B端输入，则端输入，则C C端必然是合成端，而
82、端必然是合成端，而D D端必然是平衡端端必然是平衡端作为功率分配电路时，如作为功率分配电路时，如C C端输入功率，端输入功率，则则A A、B B端是同相输出端，端是同相输出端，D D端是隔离端；端是隔离端；若若D D端输入功率，则端输入功率，则A A、B B端是反相输出端，端是反相输出端，C C端是隔离端端是隔离端功率合成与分配电路举例功率合成与分配电路举例( (一一) )第第第第六六六六节节节节：宽宽宽宽带带带带高高高高频频频频功功功功率率率率放放放放大大大大电电电电路路路路和和和和功功功功率率率率合合合合成成成成技技技技术术术术电视公用天线原理方框图电视公用天线原理方框图功率合成与分配电路
83、举例功率合成与分配电路举例( (二二) )第第第第六六六六节节节节：宽宽宽宽带带带带高高高高频频频频功功功功率率率率放放放放大大大大电电电电路路路路和和和和功功功功率率率率合合合合成成成成技技技技术术术术宽带功率合成电路宽带功率合成电路丁类功率放大电路简介丁类功率放大电路简介( (一一) )丙类功放的缺点丙类功放的缺点可通过减小半导角来提高效率，但会降低可通过减小半导角来提高效率，但会降低输出功率输出功率为提高输出功率，则需加大激励电压，但为提高输出功率，则需加大激励电压，但可能造成击穿可能造成击穿丁类功放的优势丁类功放的优势丁类功放电路通常工作于开关状态：当管丁类功放电路通常工作于开关状态：
84、当管子导通时进入饱和状态，从而管压降非常子导通时进入饱和状态，从而管压降非常小；当管子截止时，管压降为最大小；当管子截止时，管压降为最大第第第第四四四四节节节节：谐谐谐谐振振振振功功功功率率率率放放放放大大大大电电电电路路路路采用这种方式可大大减小集电极功耗，从采用这种方式可大大减小集电极功耗，从而提高功放电路的效率，理想时可达而提高功放电路的效率，理想时可达100%100%由于管子工作在开关状态而产生的失真，由于管子工作在开关状态而产生的失真，可采用接入谐振回路的方法减小可采用接入谐振回路的方法减小丁类功率放大电路简介丁类功率放大电路简介( (二二) )第第第第四四四四节节节节：谐谐谐谐振振
85、振振功功功功率率率率放放放放大大大大电电电电路路路路晶体管丁类放大电路由两个晶体管晶体管丁类放大电路由两个晶体管组成，它们轮流导电来完成功率放大组成，它们轮流导电来完成功率放大任务任务控制晶体管工作于开关状态的激励控制晶体管工作于开关状态的激励电压波形可能是正弦波，也可以是方电压波形可能是正弦波，也可以是方波。其幅度应足够大，从而能使管子波。其幅度应足够大，从而能使管子导通时进入饱和状态导通时进入饱和状态晶晶体体管管丁丁类类放放大大器器可可以以分分为为电电流流开开关型和电压开关型两种电路关型和电压开关型两种电路丁类功率放大电路简介丁类功率放大电路简介( (三三) )第第第第四四四四节节节节：谐
86、谐谐谐振振振振功功功功率率率率放放放放大大大大电电电电路路路路丁类功放的优点丁类功放的优点效率高，典型值可超过效率高，典型值可超过90%90%由于为两管工作，输出中最低谐波是由于为两管工作，输出中最低谐波是三次的，故谐波输出较小三次的，故谐波输出较小丁类功放的缺点丁类功放的缺点在开关转换瞬间，器件功耗将随着开在开关转换瞬间，器件功耗将随着开关频率的上升而加大，因此频率上限关频率的上升而加大，因此频率上限受到限制受到限制在开关转换瞬间，晶体管可能同时导在开关转换瞬间，晶体管可能同时导电或同时断开，就可能由于二次击穿电或同时断开，就可能由于二次击穿作用使晶体管损坏作用使晶体管损坏小结小结小小小小结结结结LCLC谐振回路谐振回路作用作用 串并联谐振电路及其对偶关系串并联谐振电路及其对偶关系阻抗、特性阻抗、谐振频率、带宽阻抗、特性阻抗、谐振频率、带宽等参数等参数高频小信号谐振放大电路高频小信号谐振放大电路分散选频：单级、多级、参差分散选频：单级、多级、参差集中选频：宽带放大、集中选频滤集中选频：宽带放大、集中选频滤波器波器高频谐振功率放大电路高频谐振功率放大电路丙类工作丙类工作 基本结构基本结构半导角半导角性能参数性能参数 折线分析法折线分析法 负载的影响负载的影响供电电路及阻抗匹配网络供电电路及阻抗匹配网络
