高频电路高频功率放大器ppt课件

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1、6.2 谐振功率放大器的任务原理谐振功率放大器的任务原理6.3 晶体管谐振功率放大器的折线近似分析法晶体管谐振功率放大器的折线近似分析法6.4 晶体管功率放大器的高频特性晶体管功率放大器的高频特性6.5 高频功率放大器的电路组成高频功率放大器的电路组成6.1 6.1 概述概述概述概述6.7 戊类戊类(E类类)功率放大器功率放大器6.8 宽带高频功率放大器宽带高频功率放大器6.9 功率合成器功率合成器6.10 晶体管倍频器晶体管倍频器6.6 6.6 丁丁丁丁类类(D(D类类) )功率放大器功率放大器功率放大器功率放大器广东技术师范学院电子与信息学院广东技术师范学院电子与信息学院高频电路高频电路

2、第第6章章1. 谐振高振高频功放与非功放与非谐振低振低频功放的比功放的比较 任务频率任务频率相对频带宽相对频带宽负载负载任务任务形状形状效效率率分析分析方法方法共同点共同点低低功功放放高高功功放放低低频(音音频)20Hz20kHz高高频(射射频)AM广播信号广播信号:535kHz1605kHz1要求要求输出出功率大，效率功率大，效率高高2鼓励信号鼓励信号幅度幅度为大信大信号号非非调谐如：如：电阻、阻、变压器器调谐如：如：选频网网络甲甲类乙乙类甲乙甲乙类丙丙类丁丁类戊戊类图解法解法图解法解法折折线法法低低高高广东技术师范学院电子与信息学院广东技术师范学院电子与信息学院高频电路高频电路 第第6章章

3、2. 高频、低频功放与高频、低频小信号放大电路高频、低频功放与高频、低频小信号放大电路+EE+RCEE高高频谐振功放的任振功放的任务形状：大信号丙形状：大信号丙类高高频小信号小信号谐振放大器任振放大器任务形状：甲形状：甲类低低频小信号放大器任小信号放大器任务形状：甲形状：甲类广东技术师范学院电子与信息学院广东技术师范学院电子与信息学院高频电路高频电路 第第6章章3. 不同任不同任务形状的功放特点形状的功放特点任务形状任务形状导通角导通角理想效率理想效率负载负载运用运用甲甲(A)= 36050%电阻、变压器电阻、变压器低频低频乙乙(B)= 18078.5%电阻、变压器电阻、变压器低频低频甲乙甲乙

4、(AB) 180 36050%78.5%电阻、变压器电阻、变压器低频低频丙丙(C)78.5%选频回路选频回路高频高频丁丁(D)开关形状开关形状90%100%选频回路选频回路高频高频戊戊(E)开关形状开关形状90%100%选频回路选频回路高频高频广东技术师范学院电子与信息学院广东技术师范学院电子与信息学院高频电路高频电路 第第6章章饱和区饱和区过压区过压区放大区放大区欠压区欠压区截止区截止区A类：类：B类：类：C类：类：Q6.2.1 获得高效率所需求的条件获得高效率所需求的条件6.2.2 功率关系功率关系6.3.1 晶体管特性曲线的理想化及其解析式晶体管特性曲线的理想化及其解析式6.3.2 集电

5、极余弦电流脉冲的分解集电极余弦电流脉冲的分解5.3.2 折线分析法折线分析法广东技术师范学院电子与信息学院广东技术师范学院电子与信息学院高频电路高频电路 第第6章章低低频功放与高功放与高频功放丙功放丙类的任的任务原理原理1低功放低功放2高功放高功放+RCEEEE广东技术师范学院电子与信息学院广东技术师范学院电子与信息学院高频电路高频电路 第第6章章1. 转移特性曲移特性曲线的理想化的理想化饱和区饱和区过压区过压区放大区放大区欠压区欠压区截止区截止区VBZ：截止偏：截止偏压、起始、起始电压 硅硅=0.4V0.6V、锗=0.2V0.3V2. 输出特性曲出特性曲线的理想化的理想化 vCE iC0 v

6、BE饱和区和区过压区区放大区放大区欠欠压区区截止区截止区 为了求了求iC和和vCE，先把晶体管特性曲，先把晶体管特性曲线理想化理想化 选取取vBE为参参变量是由于晶体管的量是由于晶体管的输入入电压是正弦或是余弦，由于管子是正弦或是余弦，由于管子输入特性入特性 的的非非线性，所得的性，所得的输入入电流流iB就不是正弦或就不是正弦或余弦了，余弦了，为了防止了防止输入特性的非入特性的非线性，常性，常以以vBE作参量作参量测出出输出特性。出特性。广东技术师范学院电子与信息学院广东技术师范学院电子与信息学院高频电路高频电路 第第6章章根据晶体管的根据晶体管的转移特性曲移特性曲线可以得到可以得到iC的波形

7、的波形1集集电极极电流流iC尖尖顶余弦脉冲余弦脉冲设输入信号入信号电压：那么加到晶体管那么加到晶体管B、E极的有效极的有效电压为： 求高求高频功放丙功放丙类的的iC和和vCEEEiC的数学表达式的数学表达式1广东技术师范学院电子与信息学院广东技术师范学院电子与信息学院高频电路高频电路 第第6章章饱和区饱和区过压区过压区放大区放大区欠压区欠压区截止区截止区vbwticwtvBEwtQ广东技术师范学院电子与信息学院广东技术师范学院电子与信息学院高频电路高频电路 第第6章章iC的数学表达式的数学表达式2iC的数学表达式的数学表达式3广东技术师范学院电子与信息学院广东技术师范学院电子与信息学院高频电路

8、高频电路 第第6章章ictccic1ic2ic3IcoIcmax其中：其中：尖尖顶余弦脉冲的分解系数余弦脉冲的分解系数 可可见产生众多的高次生众多的高次谐波，故采用波，故采用LC谐振回路把振回路把谐波波滤除，除，选出基出基波，从而消除非波，从而消除非线性失真。性失真。广东技术师范学院电子与信息学院广东技术师范学院电子与信息学院高频电路高频电路 第第6章章 尖顶脉冲的分解系数尖尖顶余弦脉冲的分解系数余弦脉冲的分解系数还可以根据的数可以根据的数值查表求出各分解系数的表求出各分解系数的值。 P265附附录6.1余弦脉冲系数表余弦脉冲系数表 广东技术师范学院电子与信息学院广东技术师范学院电子与信息学院

9、高频电路高频电路 第第6章章icwtvCEwtABQVCC vCE iC动态特性曲线、任务路动态特性曲线、任务路2)集集电极极与与发射射极极电压广东技术师范学院电子与信息学院广东技术师范学院电子与信息学院高频电路高频电路 第第6章章推导动态特性曲线方程：推导动态特性曲线方程：上式消去上式消去coswt 得：得：代入：代入：得：得：广东技术师范学院电子与信息学院广东技术师范学院电子与信息学院高频电路高频电路 第第6章章iC(ZP)nwVCC+ +- -+ + +- - -vCEvc集集电极与极与发射极射极电压vCEEEN1CNR(Zp)nw广东技术师范学院电子与信息学院广东技术师范学院电子与信息

10、学院高频电路高频电路 第第6章章证明：高功放在明：高功放在谐振振时，基波阻抗大，基波阻抗大， 而直流分量而直流分量调和振的阻抗小。和振的阻抗小。1基波基波时，电路路发生生谐振，振，谐振阻抗振阻抗N1CNRN1NRpC阐明回路明回路对高次高次谐波呈容性阻抗波呈容性阻抗2谐波波nw时，阻抗，阻抗Rp广东技术师范学院电子与信息学院广东技术师范学院电子与信息学院高频电路高频电路 第第6章章结论：回路阻抗：回路阻抗对于各次于各次谐波来波来说，它，它们的的值与与谐振于振于 基波的基波的值相比，小到可以忽略的程度。相比，小到可以忽略的程度。广东技术师范学院电子与信息学院广东技术师范学院电子与信息学院高频电路

11、高频电路 第第6章章1对直流分量，直流分量，电路等效路等效为：(ZP)0= 0(ZP)nw=小小iC0(ZP)0VCC+ +- -+ + +- - -vCEvc2对基波分量，基波分量，电路等效路等效为：(ZP)w= RpiC1(ZP)wVCC+ +- -+ + +- - -vCEvc电路路发生生谐振振3对谐波分量，波分量，电路等效路等效为：iCn(ZP)nwVCC+ +- -+ + +- - -vCEvc广东技术师范学院电子与信息学院广东技术师范学院电子与信息学院高频电路高频电路 第第6章章饱和区饱和区过压区过压区放大区放大区欠压区欠压区截止区截止区vbwticwtvCEwtvBEwtABQQ

12、VCC vCE iC动态特性曲线、任务路动态特性曲线、任务路广东技术师范学院电子与信息学院广东技术师范学院电子与信息学院高频电路高频电路 第第6章章vbVBZVBBIcmaxvBEtibtictvCEvctVCCVcmVbm广东技术师范学院电子与信息学院广东技术师范学院电子与信息学院高频电路高频电路 第第6章章1. 获得高效率的条件得高效率的条件2. 提高丙提高丙类谐振功放效率的途径振功放效率的途径例：例：广东技术师范学院电子与信息学院广东技术师范学院电子与信息学院高频电路高频电路 第第6章章tw或电压电流0VBZVCCVBBVbmVcmqiCic maxciCvCEvBEvCE min1.

13、iC 与与vBE同相，与同相，与vCE反相。反相。2. iC 脉冲最大脉冲最大时，vCE最小。最小。广东技术师范学院电子与信息学院广东技术师范学院电子与信息学院高频电路高频电路 第第6章章EE电路正常任路正常任务丙丙类、谐振振时，外部外部电路关系式：路关系式：1. 直流功率直流功率2. 输出交流功率出交流功率集电极电压利用系数集电极电压利用系数波形系数波形系数3. 集集电极耗散功率极耗散功率4. 集集电极效率极效率波形系数波形系数为了兼了兼顾功率与效率，最正确通角取功率与效率，最正确通角取70左右。左右。6.3.3 高频功率放大器的动态特性与负载特性高频功率放大器的动态特性与负载特性6.3.4

14、 各极电压对任务形状的影响各极电压对任务形状的影响6.3.5 任务形状的计算任务形状的计算(估算估算)举例举例广东技术师范学院电子与信息学院广东技术师范学院电子与信息学院高频电路高频电路 第第6章章 因此，下面分析四个参数因此，下面分析四个参数Rp和和电压VCC 、VBB、Vbm的的变化化对任任务形状的影响，即形状的影响，即谐振功放的振功放的动态特性，从而特性，从而阐明各种工明各种工作形状的特点，作形状的特点，为任任务形状的形状的调整提供参考。整提供参考。 集集电极效率极效率c和和输出功率出功率Po能否能最正确能否能最正确实现最最终取决取决于于功放中外部功放中外部电路参数路参数Rp和和电压 V

15、BB、Vbm 、 VCC 。广东技术师范学院电子与信息学院广东技术师范学院电子与信息学院高频电路高频电路 第第6章章1. 高高频功放的功放的动态特性特性icwtvCEwtABQVCC vCE iC动态特性曲线、任务路动态特性曲线、任务路广东技术师范学院电子与信息学院广东技术师范学院电子与信息学院高频电路高频电路 第第6章章vBEmax2. 高频功放的负载特性高频功放的负载特性vBEiC-VBBVBZvBEiCgCVbmvBEmaxiCmaxvCEiCVCCQvCEmin过压区区欠欠压区区A欠欠压任任务形状形状VCES广东技术师范学院电子与信息学院广东技术师范学院电子与信息学院高频电路高频电路

16、第第6章章vBEmax2. 高频功放的负载特性高频功放的负载特性vBEiC-VBBVBZvBEiCgCVbmvBEmaxiCmaxvCEiCVCCQvCEmin过过压压区区欠压区欠压区VCESgcrB临界任界任务形状形状临界区界区广东技术师范学院电子与信息学院广东技术师范学院电子与信息学院高频电路高频电路 第第6章章vBEmax2. 高频功放的负载特性高频功放的负载特性vBEiC-VBBVBZvBEiCgCVbmvBEmaxiCmaxvCEiCVCCQvCEmin过过压压区区欠压区欠压区VCESgcr临界区临界区gdvCEminC过压任任务形状形状广东技术师范学院电子与信息学院广东技术师范学院

17、电子与信息学院高频电路高频电路 第第6章章PoicvCERp欠压区欠压区过压区过压区临界界区区Rp欠压区欠压区过压区过压区临界界区区Icm1ICoP=PcvBEmaxVcm1欠欠压区区2 2IC0IC0、Icm1Icm1、VcmVcm与与RPRP的特性曲的特性曲线3 3P=P=、PoPo、PcPc、cc与与RPRP的特性曲的特性曲线广东技术师范学院电子与信息学院广东技术师范学院电子与信息学院高频电路高频电路 第第6章章PoicvCERp欠压区欠压区过压区过压区临界界区区Rp欠压区欠压区过压区过压区临界界区区Icm1ICoP=PcvBEmaxVcm2 2IC0IC0、Icm1Icm1、VcmVc

18、m与与RPRP的特性曲线的特性曲线3 3P=P=、PoPo、PcPc、cc与与RPRP的特性曲的特性曲线2过压区区广东技术师范学院电子与信息学院广东技术师范学院电子与信息学院高频电路高频电路 第第6章章PoicvCERp欠压区欠压区过压区过压区临界界区区Rp欠压区欠压区过压区过压区临界界区区Icm1ICoP=PcvBEmaxVcm2 2IC0IC0、Icm1Icm1、VcmVcm与与RPRP的特性曲线的特性曲线3 3P=P=、PoPo、PcPc、cc与与RPRP的特性曲的特性曲线结论：1 1临界形状界形状输出功率最大，效率也出功率最大，效率也较高，可以高，可以说是最正确任是最正确任务形状，常形

19、状，常选此形状此形状为末末级功放功放输出形状。出形状。过压形状，效率高，但形状，效率高，但输出功率出功率较小。小。2 2在欠在欠压形状形状IC0IC0，Icm1Icm1几乎不几乎不变，功放相当于一个恒流源，而，功放相当于一个恒流源，而过压形状形状VcmVcm几乎不几乎不变，相当于一个恒，相当于一个恒压源。源。1. 改改动CC对任任务形状的影响集形状的影响集电极极调制制一一. 高高频功放功放电路的路的调制特性制特性当当RP，Vbm不不变，而改，而改动CC ， VBB与与Icm1，IC0，P=，Po之之间的的关系。关系。当当RP、Vbm、 VBB不不变，动态特性曲特性曲线与与CC的关系。的关系。v

20、ceicvbemaxQVCCQVCCQVCCicVCC欠压区欠压区过压区过压区临界界区区VCC欠压区欠压区过压区过压区临界界区区P=PoPC 在在过压区，区，VCCVCC能有效的控制能有效的控制cm1cm1与与o o，因此，因此，集集电极极调幅必需任幅必需任务于于过压区。区。VCCVcmIcoIcm1EEEE+wtiC1wtvVCCiCwtwtvcwtvcwtvVCC 利用利用CCCCcm,cm,这一特性一特性实现集集电极极调幅幅wtiC1iCwt广东技术师范学院电子与信息学院广东技术师范学院电子与信息学院高频电路高频电路 第第6章章过压区过压区vvcm欠压区欠压区临临界界VCCvwt广东技术

21、师范学院电子与信息学院广东技术师范学院电子与信息学院高频电路高频电路 第第6章章2.2.改动改动BBBB对任务形状的影响基极调制对任务形状的影响基极调制当当RP、Vbm、 VCC不不变，动态特性曲特性曲线与与VBB的关系。的关系。vbeVBBvbemax1vBEiCVBBvbemax2VBBvbemax3vceiCvbemax1vbemax2QVCCvbemax3iC广东技术师范学院电子与信息学院广东技术师范学院电子与信息学院高频电路高频电路 第第6章章 进入入过压形状后，随着形状后，随着VBB向正向正值方向增大，集方向增大，集电极脉冲极脉冲电流流的的宽度添加，幅度几乎不度添加，幅度几乎不变，

22、但凹陷加深，但凹陷加深，结果使果使Ico、Icml和相和相应的的Vcm增大得非常增大得非常缓慢。慢。 VcmIcoIcml临界临界VBB过压过压欠压欠压O 当当VbmVbm固定，固定，VBBVBB自傲自傲值向正向正值方向增大方向增大时，集，集电极脉冲极脉冲电流流icic的的导通角通角cc增大，从而集增大，从而集电极脉冲极脉冲电流流icic的幅度和的幅度和宽度均增大，度均增大，状状态由欠由欠压区区进入入过压区。区。 基极基极调幅作用是幅作用是经过改改动BBBB来改来改动cm1cm1与与o o才干才干实现的，因的，因此，必需任此，必需任务于欠于欠压区。区。广东技术师范学院电子与信息学院广东技术师范

23、学院电子与信息学院高频电路高频电路 第第6章章二二. 高高频功放功放电路的放大特性路的放大特性改动改动bmbm对任务形状的影响对任务形状的影响当当RP、VBB、 VCC不不变，动态特性曲特性曲线与与bm的关系。的关系。vBEicvBEmax1vBEmax2vb-VBBvBEmax3VBZict饱和区和区放大区放大区截止区截止区 固定固定VBBVBB、增大、增大VbmVbm和固定和固定VbmVbm、增大、增大VBBVBB的情况的情况类似，它似，它们都使基极都使基极输入入电压vBEmaxvBEmax随之增大，随之增大，对应的集的集电极脉冲极脉冲电流流icic的幅度和的幅度和宽度均增大，度均增大，放

24、大器的任放大器的任务形状由欠形状由欠压进入入过压 。广东技术师范学院电子与信息学院广东技术师范学院电子与信息学院高频电路高频电路 第第6章章vceiCvbemax1vbemax2QVCCvbemax4iCvbemax3VcmIcmlIcoVbm过压过压临界临界欠压欠压OO ticOticVbm增大增大OtictOic 当当谐振功率放大器作振功率放大器作为线性功率性功率放大器，放大器，为了使了使输出信号振幅出信号振幅VcmVcm反映反映输入信号振幅入信号振幅VbmVbm的的变化，放大器必需化，放大器必需在在VbmVbm变化范化范围内任内任务在欠在欠压形状。形状。 当当谐振功率放大器用作振幅限幅器

25、振功率放大器用作振幅限幅器时，放大器必需在，放大器必需在VbmVbm变化的范化的范围内任内任务在在过压形状。形状。tVbm线性功率线性功率放放 大大 器器tVcmVbmVcm振振 幅幅限幅器限幅器VcmtVbmVcm广东技术师范学院电子与信息学院广东技术师范学院电子与信息学院高频电路高频电路 第第6章章例例6.3.1 6.3.1 有一个用硅有一个用硅NPNNPN外延平面型高外延平面型高频功率管功率管3DA13DA1做成的做成的谐振功率放大器，振功率放大器，设知知CCCC2424，任，任务频率率MHzMHz。试求它的能量关系。由晶体管手册知其有关参求它的能量关系。由晶体管手册知其有关参数数为f

26、f70MHz 70MHz ，ApAp功率增益功率增益13 dB13 dB，CmaxCmax750750, ,CE(sat)(CE(sat)(集集电极极饱和和压降降)1.5)1.5, ,CMCMW W。解：解： 由前面的由前面的讨论知，任知，任务形状最好形状最好选用用临界形状。作界形状。作为工程近似估算，可以以工程近似估算，可以以为此此时集集电极最小瞬极最小瞬时电压 2 2广东技术师范学院电子与信息学院广东技术师范学院电子与信息学院高频电路高频电路 第第6章章 3 3选c=70oc=70o， 4 4未超越未超越电流平安任流平安任务范范围。 5 5 6 6 7 7 8 8 9 9广东技术师范学院电

27、子与信息学院广东技术师范学院电子与信息学院高频电路高频电路 第第6章章vbet-VBBVBZ低频低频高高频效效应 当低频时：信号周期当低频时：信号周期 ，基区载流子的分布与外加瞬，基区载流子的分布与外加瞬时电压是一一对应的。时电压是一一对应的。广东技术师范学院电子与信息学院广东技术师范学院电子与信息学院高频电路高频电路 第第6章章vbet-VBBVBZ低频低频高频高频6.5.1 馈电线路馈电线路6.5.2 输出、输入与级间耦合回路输出、输入与级间耦合回路广东技术师范学院电子与信息学院广东技术师范学院电子与信息学院高频电路高频电路 第第6章章 以上的高以上的高频功率放大器的功率放大器的电路路仅仅

28、是其原理是其原理图。欲使高。欲使高频功率放大器正常任功率放大器正常任务于丙于丙类某一最正确形状，与小信号某一最正确形状，与小信号谐振放大器同振放大器同样，必需有正确的直流通路和交流通路。除此之，必需有正确的直流通路和交流通路。除此之外，外，还要尽量减少功率要尽量减少功率传输中的中的损耗。耗。这就涉及其就涉及其馈电线路路的的实践践问题。直流直流馈电线路：路：为晶体管各晶体管各级提供适宜的偏置。提供适宜的偏置。广东技术师范学院电子与信息学院广东技术师范学院电子与信息学院高频电路高频电路 第第6章章1.1.集集电极极馈电电路路1 1集集电极极馈电电路的路的组成原那么成原那么 iC iC的直流分量的直

29、流分量IC0IC0除晶体管的内阻外除晶体管的内阻外, ,应予以短路予以短路, ,以保以保证 VCC VCC全部加在集全部加在集电极上，极上，产生直流功率。生直流功率。 iC iC的基波分量的基波分量Icm1Icm1经过负载回路，回路，产生高生高频输出功率。出功率。 iC iC的高次的高次谐波分量波分量IcmnIcmn不不应耗耗费功率，因此功率，因此IcmnIcmn对晶体管晶体管 外的外的电路路应尽能尽能够短路。短路。RP广东技术师范学院电子与信息学院广东技术师范学院电子与信息学院高频电路高频电路 第第6章章判别原理电路集电极馈电能否满足判别原理电路集电极馈电能否满足3个原那么？个原那么？ IC

30、0 IC0满足第一原那么。足第一原那么。 Icm1 Icm1经过负载回路，同回路，同时也流也流过电源源产生能量生能量损耗。耗。 Icmn Icmn流流过电源源产生能量生能量损耗。耗。广东技术师范学院电子与信息学院广东技术师范学院电子与信息学院高频电路高频电路 第第6章章广东技术师范学院电子与信息学院广东技术师范学院电子与信息学院高频电路高频电路 第第6章章LCCCCC1ECLCuc1VTLCCCECLCuc1VTICO直流通路直流通路ICOECLCCCCC1ECLCuc1VTLCCCECLCuc1VTIC1交流通路交流通路Ic1LCCCCC1VCCLCuc1VTLCCCVCCLCuc1VTIC

31、n交流通路交流通路ICnLCCCCC1VCCLCvc1VTLCCCVCCLCvc1VT广东技术师范学院电子与信息学院广东技术师范学院电子与信息学院高频电路高频电路 第第6章章2 基极馈电线路基极馈电线路广东技术师范学院电子与信息学院广东技术师范学院电子与信息学院高频电路高频电路 第第6章章2 基极馈电线路基极馈电线路广东技术师范学院电子与信息学院广东技术师范学院电子与信息学院高频电路高频电路 第第6章章功功 率率放大器放大器输入输入匹配匹配网络网络输出输出匹配匹配网络网络RLRSuS (1) 使使负载阻抗与放大器所需求的最正确阻抗相匹配，以保阻抗与放大器所需求的最正确阻抗相匹配，以保证放大器放

32、大器传输到到 负载的功率最大，即它起着匹配网的功率最大，即它起着匹配网络的作用。的作用。 (2) 抑制任抑制任务频率范率范围以外的不需求以外的不需求频率，即它有良好的率，即它有良好的滤波作用。波作用。 (3) 同同时有几个有几个电子器件子器件输出功率的情况下，保出功率的情况下，保证都能有效地都能有效地传送功率到送功率到 公共公共负载，同，同时又尽能又尽能够地使地使这几个几个电子器件彼此隔离，互不影响。子器件彼此隔离，互不影响。 输入匹配网入匹配网络或或级间耦合网耦合网络: :是用以与下是用以与下级放大器的放大器的输入端相入端相衔接接输出匹配网出匹配网络: :是用以是用以输出功率至天出功率至天线

33、或其他或其他负载 高高频功放都要采用一定的耦合回路，以使功放都要采用一定的耦合回路，以使PoPo能有效地能有效地传输到到负载下下级输入回路或天入回路或天线回路，普通回路，普通说来，放大器与来，放大器与负载之之间的耦合可采的耦合可采用以下用以下图所示四端网所示四端网络来表示。来表示。广东技术师范学院电子与信息学院广东技术师范学院电子与信息学院高频电路高频电路 第第6章章匹配网匹配网络的的电路方式路方式1简单的耦合回路的耦合回路a电容耦合容耦合b电感耦合感耦合c自感耦合自感耦合2滤波器方式：用于大功率、低阻抗波器方式：用于大功率、低阻抗宽带输出出级aL型型b型型cT型型3并并联谐振回路方式：用于前

34、振回路方式：用于前级、中、中间级放大器放大器4复合方式复合方式广东技术师范学院电子与信息学院广东技术师范学院电子与信息学院高频电路高频电路 第第6章章一、一、滤波器方式的匹配网波器方式的匹配网络复复习：串并：串并转换当当QL 110时，广东技术师范学院电子与信息学院广东技术师范学院电子与信息学院高频电路高频电路 第第6章章1、L型网型网络1定定义：由两个异性：由两个异性电抗支路抗支路连成成“L型构造的匹配网路构成。型构造的匹配网路构成。2电路方式路方式电路方式路方式1：能将低：能将低电阻阻变成高成高电阻。阻。R1R2X1R2R1X2CLRX2R2R1X1CLR电路方式路方式2：能将高：能将高电

35、阻阻变成低成低电阻。阻。R1RAB，设其其质量因数量因数为QL1,那么有：那么有：X1与与X2要互要互为异性异性电抗抗 假假设T型网型网络的两个串的两个串联臂臂电抗抗X1、X3是同性是同性质的，那么的，那么X2那么那么应分分割割为两个同性两个同性质电抗，反之，抗，反之，X2应分割分割为两个异性两个异性电抗。抗。广东技术师范学院电子与信息学院广东技术师范学院电子与信息学院高频电路高频电路 第第6章章X1R2R1X2X3X1R2R1X3X2X2RAB2对于右于右边L型网型网络，应有有RABR2，设其其质量因数量因数为QL2,那么有：那么有：X2X3R2RABX3与与X2要互要互为异性异性电抗抗广东

36、技术师范学院电子与信息学院广东技术师范学院电子与信息学院高频电路高频电路 第第6章章X1R2R1X2X3X1R2R1X3X2X2RAB3结论：广东技术师范学院电子与信息学院广东技术师范学院电子与信息学院高频电路高频电路 第第6章章C1L1RC2L1RC2C1P234例例6.5.2P272习题6.10广东技术师范学院电子与信息学院广东技术师范学院电子与信息学院高频电路高频电路 第第6章章3、T 型网型网络1定定义：由三个：由三个电抗支路抗支路连成成“T型构造的匹配网路，其中型构造的匹配网路，其中 两个支路是同性两个支路是同性电抗，另一支路是异性抗，另一支路是异性电抗。抗。2电路方式路方式X2R2

37、R1X1X3CLRCCLRL广东技术师范学院电子与信息学院广东技术师范学院电子与信息学院高频电路高频电路 第第6章章X2R2R1X1X3X3R2R1X1X2X2RAB思思绪:将将X2分成分成X2和和X2,分分别和和X1和和X3组成两个成两个“L型网型网络。 假假设T型网型网络的两个串的两个串联臂臂电抗抗X1、X3是同性是同性质的，那么的，那么X2那么那么应分割分割为两个同性两个同性质电抗，反之，抗，反之，X2应分割分割为两个异性两个异性电抗。抗。1对于左于左边L型网型网络，应有有R1R2，设其其质量因数量因数为QL2,那么有：那么有：X3与与X2要互要互为异性异性电抗抗广东技术师范学院电子与信

38、息学院广东技术师范学院电子与信息学院高频电路高频电路 第第6章章X2R2R1X1X3X3R2R1X1X2X2RAB3结论：广东技术师范学院电子与信息学院广东技术师范学院电子与信息学院高频电路高频电路 第第6章章二、复合方式的匹配网二、复合方式的匹配网络 介于放大器与天介于放大器与天线回路之回路之间的的L1C1回路叫做中介并回路叫做中介并联谐振回路。振回路。RA、CA分分别代表天代表天线的幅射的幅射电阻与等效阻与等效电容；容； Ln、Cn为天天线回路的回路的调谐元件。它元件。它们的作用是使天的作用是使天线回回路路处于串于串联谐振形状，以使天振形状，以使天线回路的回路的电流流IA到达最大到达最大值

39、，亦即使天亦即使天线幅射功率到达最大。幅射功率到达最大。 广东技术师范学院电子与信息学院广东技术师范学院电子与信息学院高频电路高频电路 第第6章章CN、LN、CA、RA串串联谐振振时，那么，那么C1L1L2RAr1M把把RA反映到反映到L1C1中介回路中介回路C1L1r1rC1L1RPRP 改改动互感系数互感系数M M和接入系数和接入系数 p p就可以就可以在不影响回路在不影响回路调谐的情况下。的情况下。调整晶体整晶体管的管的输出回路的等效出回路的等效负载电阻阻RpRp，以到，以到达阻抗匹配的目的。达阻抗匹配的目的。 RPC1L1广东技术师范学院电子与信息学院广东技术师范学院电子与信息学院高频

40、电路高频电路 第第6章章 为了了使使器器件件的的输出出功功率率绝大大部部分分能能送送到到负载RARA上上，就就希希望望反反映映电阻阻r r 回路回路损耗耗电阻阻r1 r1 。 衡量回路衡量回路传输才干才干优劣的劣的规范，引入中介回路范，引入中介回路传输效率效率kk 要想要想kk高，空高，空载QoQo越大越好，有越大越好，有载QLQL越小越好，即，中介回路本身的越小越好，即，中介回路本身的损耗越小越好耗越小越好 。 但从回路但从回路滤波作用良好思索，那么波作用良好思索，那么QLQL值又又应足足够大。大。兼兼顾两方面，两方面，QLQL值普通不普通不应小于小于1010。广东技术师范学院电子与信息学院

41、广东技术师范学院电子与信息学院高频电路高频电路 第第6章章晶体管中介回路天线回路P=、PC、PO PK PA能量守恒 效率对效率的了解效率的了解广东技术师范学院电子与信息学院广东技术师范学院电子与信息学院高频电路高频电路 第第6章章广东技术师范学院电子与信息学院广东技术师范学院电子与信息学院高频电路高频电路 第第6章章广东技术师范学院电子与信息学院广东技术师范学院电子与信息学院高频电路高频电路 第第6章章相关题：6.9、6.29、6.30广东技术师范学院电子与信息学院广东技术师范学院电子与信息学院高频电路高频电路 第第6章章2. 输入匹配网络与级间耦合网络输入匹配网络与级间耦合网络中中中中间间

42、放大放大放大放大级级任任任任务务于于于于过压过压状状状状态态，此，此，此，此时时它等效它等效它等效它等效为为一个理想一个理想一个理想一个理想电电压压源，其源，其源，其源，其输输出出出出电压电压几乎不随几乎不随几乎不随几乎不随负负载变载变化。化。化。化。降低降低降低降低级间级间耦合回路的效率。耦合回路的效率。耦合回路的效率。耦合回路的效率。由于回路效率降低，意味着回路本身由于回路效率降低，意味着回路本身由于回路效率降低，意味着回路本身由于回路效率降低，意味着回路本身损损耗加大，耗加大，耗加大，耗加大，这样这样就使就使就使就使下下下下级输级输入入入入电电路的路的路的路的损损耗功率相耗功率相耗功率相

43、耗功率相对对来来来来说显说显得不重要，也就是减弱了得不重要，也就是减弱了得不重要，也就是减弱了得不重要，也就是减弱了下下下下级对级对本本本本级级任任任任务务形状的影响。形状的影响。形状的影响。形状的影响。广东技术师范学院电子与信息学院广东技术师范学院电子与信息学院高频电路高频电路 第第6章章广东技术师范学院电子与信息学院广东技术师范学院电子与信息学院高频电路高频电路 第第6章章 高高高高频频功率放大器的主要功率放大器的主要功率放大器的主要功率放大器的主要问题问题是如何尽能是如何尽能是如何尽能是如何尽能够够地提高地提高地提高地提高它的它的它的它的输输出功率与效率。甲、乙、丙出功率与效率。甲、乙、

44、丙出功率与效率。甲、乙、丙出功率与效率。甲、乙、丙类类放大器就是沿着放大器就是沿着放大器就是沿着放大器就是沿着不断减小不断减小不断减小不断减小电电流通角流通角流通角流通角cccc的途径，来不断提高放大器效的途径，来不断提高放大器效的途径，来不断提高放大器效的途径，来不断提高放大器效率的。率的。率的。率的。 c c c c的减小是有一定限制的。由于的减小是有一定限制的。由于的减小是有一定限制的。由于的减小是有一定限制的。由于cccc太小太小太小太小时时，效，效，效，效率率率率虽虽然很高，但因然很高，但因然很高，但因然很高，但因Icm1Icm1Icm1Icm1下降太多，下降太多，下降太多，下降太多

45、，输输出功率反而下降。出功率反而下降。出功率反而下降。出功率反而下降。要想要想要想要想维维持持持持Icm1Icm1Icm1Icm1不不不不变变，就必需加大鼓励，就必需加大鼓励，就必需加大鼓励，就必需加大鼓励电压电压，这这又能又能又能又能够够因鼓励因鼓励因鼓励因鼓励电压过电压过大，而引起管子的大，而引起管子的大，而引起管子的大，而引起管子的击击穿。穿。穿。穿。 丁丁丁丁类类、戊、戊、戊、戊类类等放大器就是采用固定等放大器就是采用固定等放大器就是采用固定等放大器就是采用固定cccc为为90909090，但尽量降低管子的耗散功率的方法，来提高功率放大但尽量降低管子的耗散功率的方法，来提高功率放大但尽

46、量降低管子的耗散功率的方法，来提高功率放大但尽量降低管子的耗散功率的方法，来提高功率放大器的效率的。器的效率的。器的效率的。器的效率的。广东技术师范学院电子与信息学院广东技术师范学院电子与信息学院高频电路高频电路 第第6章章 丁丁丁丁类类放大器的晶体管任放大器的晶体管任放大器的晶体管任放大器的晶体管任务务于开关形状：于开关形状：于开关形状：于开关形状：导导通通通通时时，管子管子管子管子进进入入入入饱饱和区，器件内阻接近于零；截止和区，器件内阻接近于零；截止和区，器件内阻接近于零；截止和区，器件内阻接近于零；截止时时，电电流流流流为为零，器件内阻接近于无零，器件内阻接近于无零，器件内阻接近于无零

47、，器件内阻接近于无穷穷大。大。大。大。这样这样，就使集，就使集，就使集，就使集电电极功极功极功极功耗大耗大耗大耗大为为减小，效率大大提高。在理想情况下，丁减小，效率大大提高。在理想情况下，丁减小，效率大大提高。在理想情况下，丁减小，效率大大提高。在理想情况下，丁类类放放放放大器的效率可达大器的效率可达大器的效率可达大器的效率可达100%100%。 晶体管丁晶体管丁晶体管丁晶体管丁类类放大器都是由两个晶体管放大器都是由两个晶体管放大器都是由两个晶体管放大器都是由两个晶体管组组成的，它成的，它成的，它成的，它们轮们轮番番番番导电导电，来完，来完，来完，来完胜胜利率放大利率放大利率放大利率放大义务义

48、务。控制晶体管任。控制晶体管任。控制晶体管任。控制晶体管任务务于开关形状的鼓励于开关形状的鼓励于开关形状的鼓励于开关形状的鼓励电压电压波形可以是正弦波，也可以是波形可以是正弦波，也可以是波形可以是正弦波，也可以是波形可以是正弦波，也可以是方波。晶体管丁方波。晶体管丁方波。晶体管丁方波。晶体管丁类类放大器有两种放大器有两种放大器有两种放大器有两种类类型的型的型的型的电电路：一种是路：一种是路：一种是路：一种是电电流开关型，另一种是流开关型，另一种是流开关型，另一种是流开关型，另一种是电压电压开关型。开关型。开关型。开关型。广东技术师范学院电子与信息学院广东技术师范学院电子与信息学院高频电路高频电

49、路 第第6章章广东技术师范学院电子与信息学院广东技术师范学院电子与信息学院高频电路高频电路 第第6章章VT1VT2T1LCRLECCC1. D类功率放大器的原理分析功率放大器的原理分析 uiub1ub2ic1ic2uLuA ub1和和ub2是由是由ui经过变压器器T1产生的两个极性相反的生的两个极性相反的输入鼓励入鼓励电压 ui ui正半周正半周时VT1VT1管管饱和和导通，通，VT2VT2管截止，管截止，电源源ECEC对电容容C C充充电，电容上的容上的电压很快充至很快充至EC-EC-VCES1VCES1值，A A点点对地的地的电压uA=uA=EC-VCES1EC-VCES1 。 ui负半周

50、半周时VT2管管饱和和导通，通，VT1管截止。管截止。VT2管的直管的直流流电源由源由电容容C上充的上充的电荷供荷供应，uA= VCES20 uA近似近似为矩形波矩形波电压，幅，幅值为EC-2VCES。假。假设L、C和和RL串串联谐振回路振回路调谐在在输入信号的角入信号的角频率率上，且回路的上，且回路的Q值足足够高，那么高，那么经过回路的回路的电流流ic1或或ic2是角是角频率率为的余弦波，的余弦波，RL上可得相上可得相对输入信号不失真的入信号不失真的输出功率。出功率。广东技术师范学院电子与信息学院广东技术师范学院电子与信息学院高频电路高频电路 第第6章章VCCVCESVCC-2VCESuAt

51、ic1tic2tuLt 虽然每管然每管饱和和导通通时的的电流很大，但相流很大，但相应的管的管压降很降很小，小，这样每管的管耗就很小，放大器的效率也就很高。每管的管耗就很小，放大器的效率也就很高。 VT1VT2T1LCRLECCCuiub1ub2ic1ic2uLuA广东技术师范学院电子与信息学院广东技术师范学院电子与信息学院高频电路高频电路 第第6章章2. 输出功率及效率计算输出功率及效率计算 uA为矩形方波，用傅里叶矩形方波，用傅里叶级数展开后可求得其基波数展开后可求得其基波分量的振幅分量的振幅为 ： VT1 VT1管管电流流ic1 (ic1 (或或VT2VT2管管电流流ic2)ic2)的直流

52、的直流电流流为： ECEC-2UCESuAtUCESic1tic2tuLt UAm1 EC ID电源供源供应的直流功率：的直流功率：PD=2 EC ID PD=2 EC ID 放大器的放大器的输出功率出功率PoPo为 ；效率效率=PoPD =100 实践晶体管的践晶体管的饱和和压降不能降不能够为零，又思索到管子零，又思索到管子结电容、容、电路分布路分布电容的影响容的影响( (使管使管压降波形降波形uAuA有一定上升沿和下降沿有一定上升沿和下降沿) )，从而使，从而使D D类功放的效率小于功放的效率小于100100，典型，典型值大于大于9090。 广东技术师范学院电子与信息学院广东技术师范学院电

53、子与信息学院高频电路高频电路 第第6章章广东技术师范学院电子与信息学院广东技术师范学院电子与信息学院高频电路高频电路 第第6章章广东技术师范学院电子与信息学院广东技术师范学院电子与信息学院高频电路高频电路 第第6章章iC+uce- Ec +-uc2+iciC1iC2ic频谱频谱0ICOIC1IC2IC3IC4LC谐振特性谐振特性iC1iC1iC1iC2iC2iC2广东技术师范学院电子与信息学院广东技术师范学院电子与信息学院高频电路高频电路 第第6章章本章要点小结本章要点小结高频谐功放的任务原理高频谐功放的任务原理丙类：丙类：电压关系：电压关系：电流：电流：功率关系：功率关系：高频谐功放的动态分析高频谐功放的动态分析负载线：负载线：电路方式电路方式馈电线路：集电极电路、基极电路馈电线路：集电极电路、基极电路匹配电路：匹配电路：常用电路：常用电路：转换效率：转换效率：广东技术师范学院电子与信息学院广东技术师范学院电子与信息学院高频电路高频电路 第第6章章