射频功率放大器2讲解材料课件

第4章 射频功率放大器 * 44 高效射频功率放大器 45 阻抗匹配网络与网络设计 第4章 射频功率放大器 * 44 高效射频功率放大器 功率消耗在管子上的原因是集极电电流iC流过过功率管时时，功 率管集射极间电压间电压 uCE不为为零。 功率管的管耗PT可以用uCE和iC的 乘积积在一周期内的积积分来表示，即 要求功率管在导导通时时，进进入饱饱和而管压压降为为零；截止时时， 流过过功率管的电电流为为零 - 高效射频频功放电电路的设计设计 思想 高效射频频功放主要特点是功率管处处于开关工作状态态，称之开 关型功放。A、B、C类类功放，功率管是处处于放大工作状态态的，称 之线线性功放。 第4章 射频功率放大器 * 44 高效射频功率放大器 441 D类RFPA 图图441 D类类功放电电路 D类类RFPA通常采 用两只功率管组组成推 挽工作结结构。 图图中输输入激励信 号经变压经变压 器倒换换相位 后，使功率管T1、T2 交替导导通，并处处于开 关工作状态态。 第4章 射频功率放大器 * 44 高效射频功率放大器 441 D类RFPA 图图442 D类类功放的等效电电路的ua波形 第4章 射频功率放大器 * 44 高效射频功率放大器 441 D类RFPA 图图442 D类类功放的等效电电路的ua波形 第4章 射频功率放大器 * 45 阻抗匹配网络与网络设计 阻抗匹配是为为了实现实现 从功率源传递给负载传递给负载 提供最 大RF功率。实实践中的RF功率管，其输输入阻抗和输输出阻 抗都比较较小，而且功率越大，则则阻抗更小。因此，功放 的级级与级级之间间必须进须进 行阻抗变换变换 ，实现实现 阻抗匹配，达 到最大功率传输传输 。 阻抗匹配网络络通常采用LC电电抗元件组组成的滤滤波网 络络，因此也能起选频滤选频滤 波作用。阻抗匹配常为为复阻抗 匹配，设计设计 匹配网络络比较较复杂杂，尤其是宽带宽带 匹配网络络 的设计设计 。 第4章 射频功率放大器 * 45 阻抗匹配网络与网络设计 452 阻抗匹配原理 Zs=Rs+jXs是信号源阻抗,ZL=RL+jXL 是负载负载 阻抗。负载负载 上得到的功率为为: 当RL=Rs、Xs+XL=0时时,负载负载 功率PL达最大。因此阻抗匹配条件为为 RL=Rs、XL+Xs =0 这这表明ZL和Zs应应互为为共轭轭复数，即ZL=Zs*。因此，阻抗 匹配实际实际 上是共轭轭阻抗匹配。 第4章 射频功率放大器 * 45 阻抗匹配网络与网络设计 453 匹配网络与网络设计 集中参数元件的匹配网络络有L型、型和T型等，这这三种网络络 也是RFPA设计设计 中常用的匹配网络络。 图图454 RFPA中常用的匹配网络络 第4章 射频功率放大器 第4章 射频功率放大器 * 45 阻抗匹配网络与网络设计 453 匹配网络与网络设计 1、L型匹配网络络 图图455 L型匹配电电路 图图456 串并联联阻抗变变 换换 变换前后两者的阻抗(导纳)应完全相等: 第4章 射频功率放大器 * 45 阻抗匹配网络与网络设计 453 匹配网络与网络设计 1、L型匹配网络络 图图457 变换变换 后的等效L型网络络 变换变换 后的等效L型匹配网络络如图图 4.5.7所示。在给给定频频率上,根据匹配 条件：Rp=Rs ,X1+Xp=0,所以可得L型 匹配网络络的设计设计 关系式为为图图455 L型匹配电电路 第4章 射频功率放大器 * 45 阻抗匹配网络与网络设计 453 匹配网络与网络设计 2、型匹配网络络 由三个电电抗元件连连接成“”形结结构的匹配网络络称之型匹配网络络 。其中两个并联联支路是同性电电抗，另一个串联联支路是异性电电抗， 如图图4511(a)所示。由于匹配网络络一般为为低通滤滤波网络络，所以 串联联支路通常为电为电 感L，即电电抗为为XL，并联联支路为电为电 容C，即电电 抗Xc1、Xc2。 图4511型匹配网络 第4章 射频功率放大器 * 45 阻抗匹配网络与网络设计 453 匹配网络与网络设计 2、型匹配网络络 对对型匹配网络络的设计设计 ，可以用L型匹配网络络的设计设计 关系导导出 。在某给给定频频率fo，型匹配网络络的设计设计 关系式分别为别为 : 注意: 在工作频频率较较高时时，必须须将射频频功率管的输输出电电 容Co考虑虑在匹配网络络内。这时这时 XC1内应应包含Co的容抗，计计 算C1值时值时 也应应减去Co值值。 第4章 射频功率放大器 * 45 阻抗匹配网络与网络设计 453 匹配网络与网络设计 3T型匹配网络络 图图4512 T型匹配网络络 图图4513 T型网络络的分解 T型匹配网络络指三个电电抗接成“T”字型结结 构，其