高频电子电路2.4~2.6课件

1、1直流馈电线路：为晶体管各级提供合适的偏置；直流馈电线路：为晶体管各级提供合适的偏置；交流匹配网络：将交流功率信号有效地传输。交流匹配网络：将交流功率信号有效地传输。要使高频谐振功率放大器正常工作，在其输入和输出端还需接有：要使高频谐振功率放大器正常工作，在其输入和输出端还需接有：2.4 高频功率放大器的实用电路高频功率放大器的实用电路 一一 直直流流馈馈电电线线路路根根据据直直流流电电源源连连接接方方式式的的不不同同，可可分分为为：两两种种馈馈电电方方式式虽虽然然电电路路结结构构不不同同，但但对对电电路路来来说说，总总应应有有：tUEucmCcecos1tUUubmBBBEcos22.3.5

2、 高频功率放大器的电路组成高频功率放大器的电路组成1 集集电电极极馈馈电电电电路路：IcoECIc1CLIcn直流电源接高频直流电源接高频地地电位电位,减少分布参数的影响减少分布参数的影响.3LCCCCC1ECLCuc1VTLCCCECLCuc1VT2.3.5 高频功率放大器的电路组成高频功率放大器的电路组成cL高高频频扼扼流流圈圈：通通直直流流阻阻交交流流 cC：高高频频旁旁路路电电容容：通通交交流流隔隔直直流流 c1C：隔隔直直电电容容：通通交交流流隔隔直直流流 ICO直流通路直流通路ICOECLCCCCC1ECLCuc1VTLCCCECLCuc1VTIC1交流通路交流通路Ic1LCCCC

3、C1ECLCuc1VTLCCCECLCuc1VTICn交流通路交流通路ICniC频谱频谱 2 30LC回路阻抗特性回路阻抗特性LCCCCC1ECLCuc1VTLCCCECLCuc1VT284CBLBLBLBCERBReVTVTVTCBCBCB1LBLLCCVTVTEBEB2 基极馈电线路基极馈电线路对对基基级级馈馈电电线线路路来来说说，也也有有串串联联和和并并联联两两种种形形式式。IBOUBB(2) 利利用用BOI在在bbr上上产产生生偏偏压压bbBOBBrIU ，注注意意：一一般般bbr 很很小小，所所以以BBU很很小小且且不不稳稳定定。 IBO(3) 利利用用射射极极电电流流eoI在在eR

4、上上产产生生偏偏压压eeoBBRIU ，而而且且这这种种电电路路能能自自动动维维持持放放大大器器的的工工作作稳稳定定。 Ieo +UBB -5二 、高频功放的耦合回路高频功放的耦合回路高高频频功功放放都都要要采采用用一一定定的的耦耦合合回回路路，以以使使输输出出功功率率能能有有效效地地传传输输到到负负载载（下下级级输输入入回回路路或或天天线线回回路路） ，一一般般说说来来，放放大大器器与与负负载载之之间间的的耦耦合合可可采采用用下下图图所所示示的的四四端端网网络络来来表表示示。这这个个四四端端网网络络应应完完成成的的任任务务是是：RiRoRLRS功功 率率放大器放大器输入输入匹配匹配网络网络输

5、出输出匹配匹配网络网络RLRSuS (1) 使负载阻抗与放大器所需要的最佳阻抗相匹配，以保证放大器传输到负使负载阻抗与放大器所需要的最佳阻抗相匹配，以保证放大器传输到负载的功率最大载的功率最大，即它起着匹配网络的作用。，即它起着匹配网络的作用。 (2) 抑制工作频率范围以外的不需要频率，即它抑制工作频率范围以外的不需要频率，即它有良好的滤波作用。有良好的滤波作用。 (3) 在有几个电子器件同时输出功率的情况下，保证它们都在有几个电子器件同时输出功率的情况下，保证它们都能有效地传送功能有效地传送功率到公共负载率到公共负载，同时又尽可能地使这几个电子器件，同时又尽可能地使这几个电子器件彼此隔离，互

6、不影响彼此隔离，互不影响。 输入匹配网络或级间耦合网络输入匹配网络或级间耦合网络: :是用以与下级放大器的输入端相连接。是用以与下级放大器的输入端相连接。输出匹配网络输出匹配网络: :是用以输出功率至天线或其他负载。是用以输出功率至天线或其他负载。6L1C1C2L2CARAr1IAMrr1C1L1C1RpL1IK 介于放大器与天线回路之间的介于放大器与天线回路之间的L1C1回路就叫做中介并联谐回路就叫做中介并联谐振回路振回路。RA、CA分别代表天线的幅射电阻与等效电容；分别代表天线的幅射电阻与等效电容； L2、C2为天线回路的调谐元件。为天线回路的调谐元件。它们的作用是使天线回路它们的作用是使

7、天线回路处于串联谐振状态，以使天线回路的电流处于串联谐振状态，以使天线回路的电流IA达到最大值，达到最大值，亦亦即使天线幅射功率达到最大即使天线幅射功率达到最大 P=IP=I2 2R RA A。 从集电极向右方看去可以等效为一个并联谐振回路从集电极向右方看去可以等效为一个并联谐振回路, ,其其中中Rp为折合到为折合到晶体管输出回路的等效负载晶体管输出回路的等效负载 。 1. 输出匹配电路输出匹配电路 (1) 并联谐振回路型的匹配电路并联谐振回路型的匹配电路 RpRp7 当天线回路调谐在串联谐振状态时，它当天线回路调谐在串联谐振状态时，它反映到反映到L1C1中介回路的等效电阻为中介回路的等效电阻

8、为 设初级回路的接入系数为设初级回路的接入系数为 p，则晶，则晶体管输出回路的等效负载为：体管输出回路的等效负载为： rr1C1L1C1RpL1IKRpL1C1C2L2CARAr1IAMRp(1) 并联谐振回路型的匹配电路并联谐振回路型的匹配电路ARMr22 L1C1中介回路的等效谐振阻抗为中介回路的等效谐振阻抗为 11CQLQRLLP QL为有载品质因素为有载品质因素 ，rrLQL 11 )(22111111APRMrCLrrCLR )(2211122APPRMrCLpRpR 改变互感系数改变互感系数M和接入系数和接入系数 p就可以在不影响回路调谐的情况下就可以在不影响回路调谐的情况下, ,

9、调调整晶体管的输出回路的等效负载电阻整晶体管的输出回路的等效负载电阻Rp，以达到，以达到阻抗匹配的目的阻抗匹配的目的。 互感耦合电路理论互感耦合电路理论ppgpg28 由于高频功率放大器工作在由于高频功率放大器工作在非线性非线性(丙类丙类)状状态态时，放大器的时，放大器的内阻变动剧烈内阻变动剧烈：导通时，内阻：导通时，内阻很小；截止时内阻近于无穷大。因此输出电阻很小；截止时内阻近于无穷大。因此输出电阻不是常数。所谓线性电路的不是常数。所谓线性电路的阻抗匹配阻抗匹配(负载阻抗负载阻抗与电源内阻相等与电源内阻相等)概念也就失去了意义。概念也就失去了意义。 k k ：中介回路的传输效率。中介回路的传

10、输效率。L1C1C2L2CARAr1IAMRp(1) 并联谐振回路型的匹配电路并联谐振回路型的匹配电路)()(1122rrrrrIrIPPkkoAk 功功率率电电子子元元件件送送至至回回路路的的总总回回路路送送到到负负载载的的功功率率 如果设如果设 ： 111porCLR 空空载载回回路路谐谐振振阻阻抗抗)(1111rrCLRP 有有载载回回路路谐谐振振阻阻抗抗11rLQQo 值值空空载载回回路路111rrLQQL 值值有有载载回回路路OLPPkQQRRrrrrrro 11)(1)(111 rr1C1L1C1RpL1IKRp 要想回路的传输效率高，则要想回路的传输效率高，则空载空载Qo越大越越

11、大越好，有载好，有载QL越小越好，越小越好，也就是说，也就是说，中介回路中介回路本身的损耗越小越好本身的损耗越小越好 但从要求但从要求回路滤波作用良好来考虑，则回路滤波作用良好来考虑，则QL值又应该足够大。值又应该足够大。从兼顾这两方面出发，从兼顾这两方面出发，QL值一般不应小于值一般不应小于10。在功率很大的放。在功率很大的放大器中，大器中，QL也有低到也有低到10以下的。以下的。 9在大功率输出级，在大功率输出级，T（L）型、型、型等滤波型的匹配网络就得到了广泛的应用。型等滤波型的匹配网络就得到了广泛的应用。 图中的图中的R2一般代表终端一般代表终端(负载负载)电阻，电阻，R1则代表由则代

12、表由R2折合到左端的等效折合到左端的等效电阻电阻，现以，现以 (a)为例进行计算公式的推导为例进行计算公式的推导 (2) (2) 滤波型的匹配网络滤波型的匹配网络 ,22222222RRXXRcc12121211cccXXRRX2222c22c21212c12c1RRXXRRXX 即两种两种型匹配网络型匹配网络(a)(b)L1R1C1C1R1L1C2R2R2C2 将并联回路将并联回路R1C1与与R2C2变换为串联形式，由变换为串联形式，由串、并联阻抗转换公式可得串、并联阻抗转换公式可得L1C1R1C2R2,11212c12c12111RRXXQRRC22C22222C2XXRRX网络匹配时网络

13、匹配时，由由谐振条件谐振条件得得 :见书见书15面面(1-44,42)21RR2222c2221212c121211ccccLXRXRXRXR X X X1110 例例 有一个输出功率为有一个输出功率为2W的高频功率放大器、负载电阻的高频功率放大器、负载电阻RL=50，EC=24V，f=50MHz，Q1=10，试求，试求型匹配网络的型匹配网络的元件值。元件值。 R1应该是功率放大器所要求的匹配电应该是功率放大器所要求的匹配电阻阻 Rp ,即即解解 :L1R1C1R2= RLC2L1C1R1C2R214422242422020211PEPURRccmp4.1410144111QRXcpFXCc2

14、214 .141050211611网络匹配时，网络匹配时，21RR22222221212121RXRXRXRXcccc改写为：改写为： 解之得：解之得： 22221211)(111RXRRQc57.8114450) 110(501) 1(22122122RRQRXcpFXCc37157.8105021162211由谐振条件得由谐振条件得 :注意，考虑到晶体管的输出电容注意，考虑到晶体管的输出电容Co后，后，C1应减去应减去Co之值，才是所需外加的调谐电容值。一般，之值，才是所需外加的调谐电容值。一般，当当L1确确定之后，用定之后，用C2主要调匹配，用主要调匹配，用C1主要调谐振。主要调谐振。

15、实际还有其它各种形式的匹配网络。分析方法都实际还有其它各种形式的匹配网络。分析方法都很类似，很类似，即从匹配与谐振两个条件出发，再加上一个即从匹配与谐振两个条件出发，再加上一个假设条件假设条件(通常都是假定通常都是假定Q1值值)，即可求出电路元件的，即可求出电路元件的数值数值( (见书见书8080面表面表2.12.1，在此就不再一一叙述了）。，在此就不再一一叙述了）。 L1R1C1R2= RLC2L1C1R1C2R222222221212121211ccccccLXXRRXXRRXXX即即6.22)57.810501(11014410)1(11112122211212212111 XQRQRQ

16、 QXRRQRQXc11c1LnHXLL72105026 .22611912高频功放的实际线路举例高频功放的实际线路举例50501C2C3C1cC2cC4C5C6C1L2L3LBLCLcE50 MHz的晶体管谐振功率放大电路的晶体管谐振功率放大电路输入端采用自给偏压并馈，输出端采用并馈供电。输入端采用自给偏压并馈，输出端采用并馈供电。C1C2将放大器输将放大器输入阻抗在工作频率上调整到入阻抗在工作频率上调整到50欧，而输出端由欧，而输出端由C4C5C6将将50欧负载在欧负载在工作频率上调整到放大器所要求的最佳负载。工作频率上调整到放大器所要求的最佳负载。13工作频率为工作频率为50 MHz的晶

17、体管谐振功率放大电路，的晶体管谐振功率放大电路， 它向它向50 外接负载提供外接负载提供25W功率，功率， 功率增益达功率增益达7 dB。 VL2Ec13.5 VLbC1C214150pF50 90400 pFL1L332250 pF32250 pFC3C450 (a)142.6.1 宽带高频功率放大器宽带高频功率放大器 以以LC谐振回路为输出电路的功率放大器，由于其相对通谐振回路为输出电路的功率放大器，由于其相对通频带频带B/ fo只有百分之几甚至千分之几，所以又称为只有百分之几甚至千分之几，所以又称为窄带高频窄带高频功率放大器功率放大器。因其调谐系统复杂，窄带功率放大器的运用就。因其调谐系

18、统复杂，窄带功率放大器的运用就受到了很大的限制受到了很大的限制 （选频、匹配选频、匹配）。）。 2.62.6宽带宽带高频功率放大器与功率合成电路高频功率放大器与功率合成电路 近年来一种新颖的，近年来一种新颖的，能够在很宽的波段内实现不调谐能够在很宽的波段内实现不调谐工作的宽频带功率放大器工作的宽频带功率放大器得到了迅速的推广。得到了迅速的推广。 宽带功率放大器，实际上就是一种以非调谐单元作为输宽带功率放大器，实际上就是一种以非调谐单元作为输出匹配电路的功率放大器。它是以出匹配电路的功率放大器。它是以频率特性很宽的频率特性很宽的传输线变传输线变压器压器，代替了电阻、电容或电感线圈作为其输出电路，

19、代替了电阻、电容或电感线圈作为其输出电路 。 宽频带功率放大器没有选频作用。则谐波的抑制宽频带功率放大器没有选频作用。则谐波的抑制成了一个重要的问题。为此，放大管的工作状态就只成了一个重要的问题。为此，放大管的工作状态就只能选在非线性畸变比较小的能选在非线性畸变比较小的甲类或甲乙类状态甲类或甲乙类状态，效率，效率较低，也就是说较低，也就是说宽频带放大器是以宽频带放大器是以牺牲效率牺牲效率作为代价作为代价来换取宽频带输出的来换取宽频带输出的 。 15(a)原理电路原理电路(b)等效电路等效电路(c)高频端等效电路高频端等效电路(d)低频端等效电路低频端等效电路(e) 频率响应曲线频率响应曲线us

20、RsRLuoRsRsRsusususr1Ls1LLs2r2CRLrLsLCRLRLfsfuo一般变压器的等效电路一般变压器的等效电路1. 普通变压器不能在较宽频内工作的原因普通变压器不能在较宽频内工作的原因 ： 在在高频端高频端由于初级绕组电感的感抗很强，因此在高频端等效电路中由于初级绕组电感的感抗很强，因此在高频端等效电路中可以认为电感可以认为电感L L是开路，如图是开路，如图(c)(c)。在低频端，由于频率较低，各漏感和。在低频端，由于频率较低，各漏感和损耗电阻很小，也可略去不计，可以认为电容损耗电阻很小，也可略去不计，可以认为电容C开路，如图开路，如图 (d)； 图图 (b)中中L、Ls

21、1、r1是变压器初级绕组的电感、漏感和损耗电阻；是变压器初级绕组的电感、漏感和损耗电阻；Ls2、r2 是折合到初级后，次级绕组的漏感和损耗电阻；是折合到初级后，次级绕组的漏感和损耗电阻；C是变压器各分布电容是变压器各分布电容折合到初级后的总和；是折合到初级后的等效负载电阻折合到初级后的总和；是折合到初级后的等效负载电阻。LRLR 可见工作频率越低，电感可见工作频率越低，电感L的旁路作用就越大，于是输出电压将随着工的旁路作用就越大，于是输出电压将随着工作频率的降低而下将。在高频端作频率的降低而下将。在高频端负载接在负载接在Ls和和C组成的串联谐振回路容抗组成的串联谐振回路容抗元件的两端元件的两端

22、，在串联谐振频率，在串联谐振频率fs的附近，负载两端的电压急剧增加，并在的附近，负载两端的电压急剧增加，并在fs上达到最大值。但是，偏离谐振频率上达到最大值。但是，偏离谐振频率fs，电压将急剧减小，电压将急剧减小 LRLR频率太高太低都不行频率太高太低都不行162. 宽频带宽频带传输线变压器传输线变压器的工作原理的工作原理 传输线变压器是将传输线变压器是将两根等长的导线紧靠在一起，两根等长的导线紧靠在一起，并绕在并绕在高导磁率低损耗高导磁率低损耗的磁芯上的磁芯上构成的。构成的。最高工作频率可扩展到几百兆赫甚至上千兆赫乃至无穷大。最高工作频率可扩展到几百兆赫甚至上千兆赫乃至无穷大。 传输线变压器

23、与普通变压器在传输线变压器与普通变压器在传输能量的方式上传输能量的方式上是是不相同的不相同的，传输线变，传输线变压器负载两端的电压不是次级感应电压，而是传输线的压器负载两端的电压不是次级感应电压，而是传输线的终端电压终端电压。 两根导线紧靠在一起，所以两根导线紧靠在一起，所以导线任意长度处导线任意长度处的的线间电容很大线间电容很大，且在整个线上均匀分布。其次，且在整个线上均匀分布。其次，两根等长导线同时绕在两根等长导线同时绕在高高磁芯上，所以导线上均磁芯上，所以导线上均匀分布的电感量也很大，这种电路通常又叫匀分布的电感量也很大，这种电路通常又叫分布参分布参数电路数电路。 usususRLRLR

24、LRsRsRs(a) 结构示意图结构示意图(c) 普通变压器的原理电路普通变压器的原理电路(b) 原理电路图原理电路图u1u2u1u2u1u2 在传输线变压器中，在传输线变压器中，线间的分布电容不影响高频能量的传线间的分布电容不影响高频能量的传输，电磁波是以电磁能交换的形式在导线间介质中传播的输，电磁波是以电磁能交换的形式在导线间介质中传播的。 17 1：1传输线变压器具有传输线变压器具有最大的功率输出最大的功率输出。但实际上，在各种放大电路中。但实际上，在各种放大电路中RL正好等于信号源内阻的情况是很少的。因此，正好等于信号源内阻的情况是很少的。因此，1：1传输线变压器很少用作阻抗传输线变压

25、器很少用作阻抗匹配元件，而更多的是用来作为匹配元件，而更多的是用来作为倒相器倒相器，或进行不平衡，或进行不平衡-平衡以及平衡平衡以及平衡-不平衡不平衡转换（见书转换（见书8989面图面图2.442.44）。）。 (1) 1：1传输线变压器传输线变压器 3. 常用传输线变压器分析：常用传输线变压器分析： 1：1传输线变压器，又叫传输线变压器，又叫倒相倒相变压器。当传输线无损时，可以认变压器。当传输线无损时，可以认为为u1=u2和和i1=i2。usRLRsu1u2i1i2CLZ0如果传输线的如果传输线的特性阻抗特性阻抗： 2242iuZ传输线传输线输出端的等效阻抗输出端的等效阻抗为：为：42113

26、1ZiuZ输入端（输入端（1、3端）的等效阻抗端）的等效阻抗为为 ：为了实现为了实现传输线变压器与负载的匹配传输线变压器与负载的匹配，要求：，要求： LRZ421：1传输线变压器，最佳匹配状态应该满足传输线变压器，最佳匹配状态应该满足 ：SLRRZZZ42310为了实现为了实现信号源与传输线变压器的匹配信号源与传输线变压器的匹配，要求：，要求： SRZ31而满足而满足最佳功率传输条件最佳功率传输条件的传输线特性阻抗为：的传输线特性阻抗为：LSRRZ018usRsusususRsRsRLRLRLRLRsu1u1u2u2i2i1i1+ i2(2) 1：4和和4：1传输线变压器传输线变压器 1：4传

27、输线变压器是把负载阻抗降为传输线变压器是把负载阻抗降为1/4倍以便和信号源相匹配。在负倍以便和信号源相匹配。在负载匹配的条件下，有载匹配的条件下，有 u1=u2=u和，和，i1=i2=i 由于变压器的由于变压器的1端与端与4端相连端相连，输入端输入端1端与端与3端的电压为端的电压为u，负载负载RL上的电压为上的电压为u1+u2=2u，输入端输入端1的电流为的电流为i1+i2=2i，且，且u1u1u2u2i22ui1i1+ i2+2u-i传输线变压器把负载传输线变压器把负载RL变换为变换为RL/4，实现了，实现了1：4的阻抗变换。的阻抗变换。 如果把如果把输入端和输出端对调输入端和输出端对调就成

28、为就成为4：1传输线变压器。传输线变压器。4 4：1 1传输线变传输线变压器把负载阻抗升高压器把负载阻抗升高4 4倍和信号源匹配，由电压电流关系不难证明该变压器倍和信号源匹配，由电压电流关系不难证明该变压器具有具有4 4：1 1的阻抗变换作用。的阻抗变换作用。 i1：4和和4：1传输线变压器可做成功率合成与分配器传输线变压器可做成功率合成与分配器LRui2传输线变压器的输入阻抗为传输线变压器的输入阻抗为 ：422231LLRRuuiuZ119RLT1T2VT1VT2ESRSRT1RT2功率分配与功率合成均由传输线变压器组成功率分配与功率合成均由传输线变压器组成电流加倍功电流加倍功率率合成合成器

29、器电流一分为二的电流一分为二的功率功率分配分配器器iiiiiiRT1与与2：电路正常工作时，不起作用；但如果一个电路发电路正常工作时，不起作用；但如果一个电路发生故障，则它们的接入能保证另一个电路正常工作生故障，则它们的接入能保证另一个电路正常工作同相功率合成器同相功率合成器202.6.2 功率合成电路功率合成电路:A1A2A3A4A5A6A7分分分分分分合合合合合合功率分配器功率分配器功率合成器功率合成器功率合成器功率合成器输入输入输出输出采用采用七七个功率增益为、最大输出个功率增益为、最大输出功率为的高频功放，利用功功率为的高频功放，利用功率分配合成技术，可获得的率分配合成技术，可获得的功

30、率输出。功率输出。由于技术上的限制和考虑，单个高频晶体管的输出功率一般只由于技术上的限制和考虑，单个高频晶体管的输出功率一般只限于限于几十瓦至几百瓦几十瓦至几百瓦，当要求更大的输出功率时，一个可行的，当要求更大的输出功率时，一个可行的方法就是采用方法就是采用功率合成器功率合成器。10W10W21习题习题2.1822谐振功率放大器小结谐振功率放大器小结高频谐振功率放大器电路可以工作在甲类、乙类或高频谐振功率放大器电路可以工作在甲类、乙类或丙类丙类状态。状态。 相比之下丙类谐振功放的输出功率虽不及甲类和相比之下丙类谐振功放的输出功率虽不及甲类和乙类的大，但乙类的大，但效率高效率高，节约能源，节约能

31、源， 所以是高频功率放大所以是高频功率放大器中经常选用的一种电路形式（首选）。器中经常选用的一种电路形式（首选）。丙类谐振功放效率高的原因在于导通角小，也就是晶体丙类谐振功放效率高的原因在于导通角小，也就是晶体管导通时间短，集电极功耗减小。管导通时间短，集电极功耗减小。 但导通角但导通角越小，将越小，将导致输出功率越小。导致输出功率越小。 所以选择合适的所以选择合适的角，是丙类谐振角，是丙类谐振功放在兼顾效率和输出功率两个指标的一个重要考虑，功放在兼顾效率和输出功率两个指标的一个重要考虑，综合考虑综合考虑=70作为作为最佳导通角最佳导通角。3. 折线分析法是工程上常用的一种近似方法。折线分析法

32、是工程上常用的一种近似方法。 利用折线利用折线分析法可以对丙类谐振功放进行性能分析，得出它的分析法可以对丙类谐振功放进行性能分析，得出它的负负载特性载特性、放大特性放大特性、调制特性调制特性和和调谐特性调谐特性。234. 丙类谐振功放的输入回路采用自给负偏压方式（串、丙类谐振功放的输入回路采用自给负偏压方式（串、并），输出回路有并），输出回路有串馈和并馈串馈和并馈两种直流馈电方式。两种直流馈电方式。5.倍频器（一般只适用于倍频器（一般只适用于2次、次、3次频）。次频）。6. 谐振功率放大器属于谐振功率放大器属于窄窄带功放。带功放。 宽带高频功放采宽带高频功放采用非调谐方式，工作在用非调谐方式，

33、工作在甲甲类状态（类状态（效率低效率低），采用具有），采用具有宽频带特性的宽频带特性的传输线变压器传输线变压器进行阻抗匹配，并可利用进行阻抗匹配，并可利用功功率合成技术增大输出功率率合成技术增大输出功率。241：什么叫高频功率放大器？它的作用是什么？应对它提出哪：什么叫高频功率放大器？它的作用是什么？应对它提出哪些主要要求？些主要要求？问答题集锦问答题集锦答：高频功率放大器是用来产生高功率的高频电路。答：高频功率放大器是用来产生高功率的高频电路。位于发射机的振荡器和输出放大器之间的高频功放叫位于发射机的振荡器和输出放大器之间的高频功放叫做中间放大器，它的作用是供给后级高频功放足够大做中间放大器

34、，它的作用是供给后级高频功放足够大的激励电压和激励功率，以保证后级高频功放正常工的激励电压和激励功率，以保证后级高频功放正常工作。以作。以天线为负载的高频功放叫做输出放大器天线为负载的高频功放叫做输出放大器，它的，它的作用是把符合要求的高频功率供给天线，利用天线转作用是把符合要求的高频功率供给天线，利用天线转化成无线电波辐射到远方。化成无线电波辐射到远方。对高频功放的主要要求是对高频功放的主要要求是以高效率输出最大高频功率以高效率输出最大高频功率。252：高频功放为什么选择在丙类状态工作？：高频功放为什么选择在丙类状态工作？答：高频功放选择在丙类状态工作是为了答：高频功放选择在丙类状态工作是为

35、了提高功放的集电极效提高功放的集电极效率率 。在丙类状态下，高频功放的。在丙类状态下，高频功放的 约为约为 70%80%。高频。高频功放的功放的 为为%10021%1001010ccmccmDEUIIPP在高频功放中回路电压可达（在高频功放中回路电压可达（0.80.9）Ec，即，即9 .08/01ccmEU选选在丙类工作状态，集电极电流在丙类工作状态，集电极电流 导通的时间小于半个周期导通的时间小于半个周期，即，即 导通的电角度导通的电角度 ，如，如 ，据傅立叶级数分析，此，据傅立叶级数分析，此时时 ，代入公式，代入公式 ，可得高频功放在丙类状态，可得高频功放在丙类状态工作时的效率工作时的效率

36、 约为约为70%80% 。这也可以用。这也可以用另一种思路来理解另一种思路来理解，在丙类工作状态时，在大半个周期的时间内无集电极电流，也就在丙类工作状态时，在大半个周期的时间内无集电极电流，也就无集电极损耗，因此整个周期内，集电极的平均损耗小，集电极无集电极损耗，因此整个周期内，集电极的平均损耗小，集电极效率高。效率高。69.18.101ccmII90 cci7565c263、高频功放的集电极电路为什么要选、高频功放的集电极电路为什么要选LC谐振回路做负载？谐振回路做负载？答：为了提高集电极效率，高频功放选在答：为了提高集电极效率，高频功放选在丙丙类状态工作后，集电类状态工作后，集电极电流极电

37、流 是一系列脉冲电流，是一系列脉冲电流，如果集电极电路采用电阻负载，则如果集电极电路采用电阻负载，则高频输出电压波形也是脉冲形状，严重失真，无法应用的高频输出电压波形也是脉冲形状，严重失真，无法应用的。采用。采用LC谐振回路做负载，可以利用回路的谐振特性，滤除谐波，取出谐振回路做负载，可以利用回路的谐振特性，滤除谐波，取出基波，使高频功放在基波，使高频功放在 为脉冲电流的情况下，仍可获得完整的不为脉冲电流的情况下，仍可获得完整的不失真的高频输出电压。失真的高频输出电压。选频滤波选频滤波。 采用采用LC谐振回路做负载的另一个功用是实现阻抗匹配，使回谐振回路做负载的另一个功用是实现阻抗匹配，使回路

38、呈现的实际阻抗值路呈现的实际阻抗值 等于高频功放在最佳状态下工作时要求等于高频功放在最佳状态下工作时要求的阻抗值的阻抗值 ，这样高频功放就能以高效率输出最大高频功率。，这样高频功放就能以高效率输出最大高频功率。- 阻抗匹配阻抗匹配。ciciLcrRLR274、简述高频功放的工作原理。、简述高频功放的工作原理。答：从高频功放的输入端输入激励电压答：从高频功放的输入端输入激励电压 ，功放，功放管的管的 。在丙类状态工作时，集电。在丙类状态工作时，集电极电流极电流 是一系列的脉冲。集电极回路选用是一系列的脉冲。集电极回路选用LC回路做负载时，回路做负载时，可以利用可以利用LC谐振回路的选频滤波作用获

39、得不失真的高频输出电谐振回路的选频滤波作用获得不失真的高频输出电压。如果能把回路对输入激励电压频率呈现的阻抗压。如果能把回路对输入激励电压频率呈现的阻抗 调整到最调整到最佳负载阻抗佳负载阻抗 ，即实现阻抗匹配，则高频功放就可以高效，即实现阻抗匹配，则高频功放就可以高效率输出最大高频功率。率输出最大高频功率。tUubmbcostUUubmBBBEcosLcrRLR+ub-RpCL+uCE-icEC-UBB(b) 等效电路等效电路+uc1-285、试述高频功放线路组成的原则。为什么在线路组成时要采用、试述高频功放线路组成的原则。为什么在线路组成时要采用扼流圈扼流圈 和隔直流、旁通电容器和隔直流、旁

40、通电容器 ？在中、短波波段？在中、短波波段 、 的常用值是多大？的常用值是多大？BLBCBCBL答：答：组成的原则组成的原则 ： 直流电流有通路、不短路、并流经直流电源。直流电流有通路、不短路、并流经直流电源。高频电流有通路、不短路、并流经高频电流有通路、不短路、并流经LC回路。回路。高频电流不应流过直流电源。高频电流不应流过直流电源。为了实现以上线路组成原则，在线路中必须采用辅助元件为了实现以上线路组成原则，在线路中必须采用辅助元件 以以阻止高频、旁通直流。采用阻止高频、旁通直流。采用 以旁通高频、阻隔直流。在中、以旁通高频、阻隔直流。在中、短波波段，短波波段， 的常用值为的常用值为 的常用

41、值的常用值 为为 BLBLBC。 FCB1 . 001. 0BC,15mHHLB296、二倍倍频器和高频功放在线路组成和工作原理上的主要区、二倍倍频器和高频功放在线路组成和工作原理上的主要区别是什么？试述倍频器的功用。别是什么？试述倍频器的功用。答：答：主要区别主要区别是它们的集电极是它们的集电极LC谐振回路的谐振频率谐振回路的谐振频率 不同。不同。二倍倍频器的二倍倍频器的 ，取出，取出 中的二次谐波分量，滤除中的二次谐波分量，滤除基波和三次以上的谐波；高频功放的基波和三次以上的谐波；高频功放的 ，取出，取出 中中的基波分量，滤除二次和二次以上的谐波。的基波分量，滤除二次和二次以上的谐波。0f

42、ff20ff 0cici功用：功用：a、扩展发射机的工作波段；、扩展发射机的工作波段； b、便于采用石英晶体振荡器（、便于采用石英晶体振荡器（频率较低频率较低）稳频；）稳频； c、在调频发射机中，可以增大调频信号的频偏。、在调频发射机中，可以增大调频信号的频偏。30例：试选一晶体管，要求负载上获得例：试选一晶体管，要求负载上获得 的高频功率，耦的高频功率，耦合网络的传输效率合网络的传输效率 为为 0.7，集电极供电电源为，集电极供电电源为24V。计算管子。计算管子应具有的击穿电压应具有的击穿电压 ，最大容许集电极电流，最大容许集电极电流 和容许功和容许功耗。写出电压放大倍数的表达式，并和甲类情

43、况进行比较。耗。写出电压放大倍数的表达式，并和甲类情况进行比较。WPL5kCEOBUmaxcI解解： （1） 选择晶体管集电极必须的输出功率选择晶体管集电极必须的输出功率WPPkLo1.77.05假设导通角假设导通角 ，设集电极电压利用系数为，设集电极电压利用系数为 ，则功放，则功放70c9 . 079. 025. 044. 09 . 021)()(9 . 0212121max0max101011ccccccmccmccmIIIIIIEU功（放管）耗功（放管）耗：WPPPPPDc9 . 11 . 779. 079. 011) 11(000功功放放耦耦合合负负载载31输出功率输出功率maxmax

44、1max1108 . 4249 . 044. 021)(2121ccCcccmcmIIEIUIPAIc5.1max故故所以选晶体管的击穿电压所以选晶体管的击穿电压 应大于应大于48V,最大容许电流最大容许电流大于大于1.5A，最大容许集电极功率损耗应大于，最大容许集电极功率损耗应大于1.9W. CEOBU（2） 电压放大倍数：电压放大倍数：bmPcmbmcmURIUUA11集电极负载集电极负载谐振电阻谐振电阻)()cos1 ()(11max1ccbmccccmUgII2.12.2（6）PcccRgA )()cos1 (1而晶体管集电极电压瞬间最大值可达供电电源电压的而晶体管集电极电压瞬间最大值

45、可达供电电源电压的2倍，即倍，即VUCE48242max332故工作于故工作于 情况的情况的丙丙类谐振放大器，其电压放大倍数不到类谐振放大器，其电压放大倍数不到甲甲类的三分之一。若输出电流最大值相同的情况下，类的三分之一。若输出电流最大值相同的情况下， 越小，则越小，则所需输入电压幅度越大，故电压放大倍数就越小。但电流放大倍所需输入电压幅度越大，故电压放大倍数就越小。但电流放大倍数与数与 无关，这是因为器件电流放大倍数无关，这是因为器件电流放大倍数 值与值与 无关。无关。70cccc和甲类情况进行比较和甲类情况进行比较:丙丙类类70c28.0)()cos1(1cc 甲类甲类1)()cos1 (

46、1cc 180cPcccRgA )()cos1 (1gC 33BCBL0CCLCC1C2CACAR1L2LF01. 0F01. 0CE例例:如图所示为丙类谐振功放输出级电路如图所示为丙类谐振功放输出级电路.已知天线等效电阻已知天线等效电阻 天线电容天线电容 ,集电极必需的等效负载电集电极必需的等效负载电阻阻 ,集电极输出等效电容集电极输出等效电容 ,放大器中心放大器中心工作频率为工作频率为30MHz。试确定阻抗变换网络元件的值。试确定阻抗变换网络元件的值。,50AR,20pFCA 150LR,500pFC 解解:首先使首先使 和和 谐振于谐振于30MHz，可得，可得2LACHCfLA4 . 1

47、)2(122aLR2R12L11L2LAC2C)(10CC bcdAR由于由于 和和 谐振于谐振于30MHz，则可得到如右下图所示的等则可得到如右下图所示的等效电路，图中将效电路，图中将 拆成拆成 和和 两部分，两部分， 和和 构构成有高阻抗变换为低阻抗的成有高阻抗变换为低阻抗的网络，网络， 和和 构成由低构成由低阻抗变换为高阻抗的网络。阻抗变换为高阻抗的网络。2LAC11L12L12L2C11L)(10CC 1L34aLR2R12L11L2LAC2C)(10CC bcdAR设由设由b点向右看去的网络的品点向右看去的网络的品质因素为质因素为 ，等效电阻，等效电阻为为 ，由晶体管集电极向，由晶体

48、管集电极向右看去的网络的品质因素右看去的网络的品质因素为为 ，等效电阻为，等效电阻为 ，则有：则有：2Q2R1QLR2121 QRRL22211QRRA)1 ( 312221QQ取取 ，则有，则有, 52Q77322221QQ77. 81Q92. 111222QRRApFRQCA530022HRQL05. 002212HRQL09. 002111pFRQCCL3100110HLLL14. 012111pFC260135例：选用高频功放管例：选用高频功放管3DA1组成高频功率放大器，已知组成高频功率放大器，已知EC=24V,高频功放的功率增益高频功放的功率增益 。测得高频功放在最佳状态工作。测得

49、高频功放在最佳状态工作时的集电极直流时的集电极直流 。按通常高频功放的效率、电压、电。按通常高频功放的效率、电压、电流关系有：流关系有： 。试估算高频功放的。试估算高频功放的输出功率输出功率 、最佳负载阻抗、最佳负载阻抗 、 基极激励功率基极激励功率 。dBPPGi10lg100mAIC16008 .1,9 .0%,8001Ccm1ccmII EU 0PLcrRiP解：解：WIEPCcD8 . 3101602430WPPD04.38 .3%80075101608 . 1249 . 08 . 19 . 03011cccmcmLcrIEIURWPP i38.0100)(1010lg1000倍 PP

50、 dBPPG ii362.15 一高频功率放大器以抽头并联谐振回路作负载，如图所示，一高频功率放大器以抽头并联谐振回路作负载，如图所示，谐振回路用可变电容谐振回路用可变电容C调谐。工作频率调谐。工作频率 f= 5MHz, 谐振时电谐振时电容容 ，回路有载品质因素，回路有载品质因素 ，放大器要求的最放大器要求的最佳负载阻抗佳负载阻抗 ，试计算回路电感，试计算回路电感 L 和接入系数和接入系数 p .pFC20020LQ 50LcrRL解：解：HCfCL07. 510200)1052(1)2(1112262231841007. 5105220266fLQLQRLLLLLp1LLgpg2LLcrLc

51、rLRRggp部分到全部部分到全部LcrRLR125. 0318450LLcrRRpBC372.9:晶体管放大器工作于晶体管放大器工作于临界临界状态状态,90,30,90,2000CCcPVEmAIR试求试求:。与0P解：解：, 5 . 0,319. 010见书见书19面查表得面查表得WIEPCCD7 . 209. 0300mAI II CmaxCCO13.283319. 0900max则则mA II CCm1315 . 013.2821max1故故WRIPpCm96. 121210%59.727.296.1D0PP 38已知谐振功率放大电路的导通角已知谐振功率放大电路的导通角 分别为分别为c

52、时，和、609018010. 2都工作在都工作在临界临界状态状态,且三种情况下的且三种情况下的EC、ICmax也都相同。试计也都相同。试计算三种情况下效率算三种情况下效率 的比值和输出功率的比值和输出功率 的比值。的比值。0P解：解：见书见书19面查表得面查表得391.0)60(,218.0)60(,5.0)90(,319.0)90(5.0)180(,5.0)180(1010100max1max11102121ccccmcOcCmcmDIEIUIEIUPP01121 ccmEU 3979. 1:57. 1:1:)60()60(:)90()90(:)180()180(:321010101321

53、)60(:)90(:)180(:)60(21:)90(21:)180(21:又1113211max11max11max1321PPP IUIUIUPPP cCmcCmcCm39. 0:5 . 0:5 . 0:321PPP故故4011. 2已知谐振功率放大电路已知谐振功率放大电路,.5,240WPVEC当当时，%60试计算试计算。和 IPCC0若保持若保持P0不变不变,则则时，提高到%80 IPCC0和减小为多少减小为多少?解：解：WPPD33.86 .050AEP ICDC347.02433.80WPPPDC33. 3533. 80时，提高到%80WPPD25.68.050WPPPDC25.1525.60AEP ICDC260.02425.604116. 2某高频谐振功率放大器工作于临界状态，输出功率为