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文档简介

1、LOGO高频电子线路高频电子线路任课:谢胜 TelQQ:914486798LOGO4.3 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:串串联联馈馈电电线线路路:直直流流电电源源、匹匹配配网网络络和和晶晶体体管管三三者者形形成成串串联联连连接接的的方方式式。并并联联馈馈电电线线路路:直直流流电电源源、匹匹配配网网络络和和晶晶体体管管三三者者形形成成并并联联连连接接的的方方式式。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

2、有有:tUEucCce cos1 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: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。LOGO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:(1) 集集电电极极馈馈电电电电路路的的组组成成原原则则: ci的的直直流流分分量量COI除除晶晶体体 管管的的内内阻阻外外,应应予予以以短短路路, 以以保保证证CE全全部部加加在在集集电电极极

3、上上,避避免免管管外外电电路路消消耗耗电电源源 功功率率,即即CCODEIP ci的的 基基 波波 分分 量量1CI只只 应应 在在 负负 载载 回回 路路 上上 产产 生生 电电 压压 降降 , 其其 余余 部部 分分 电电 路路 对对1CI应应 短短 路路 。 ci的的 高高 次次 谐谐 波波 分分 量量CnI 不不 应应 消消 耗耗 功功 率率 , 因因 此此CnI对对 晶晶 体体 管管 外外 的的 电电 路路 应应 尽尽 可可 能能 短短 路路 。 IcoECIc1CLIcnLOGOLCCCCC1ECLCuc1VTLCCCECLCuc1VT高频功率放大器的电路组成高频功率放大器的电路组

4、成(2) 常常用用的的集集电电极极串串馈馈和和并并馈馈电电路路如如下下图图所所示示: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 以以上上两两个个电电路路匀匀满满足足: tUEucCce cos1 ICO直流通路直流通路ICOECLCCCCC1ECLCuc1VTLCCCECLCuc1VTIC1交流通路交流通路Ic1LCCCCC1ECLCuc1VTLCCCECLCuc1VTICn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LCCCCC1ECLCuc1VT

5、LCCCECLCuc1VTLOGOCBLBLBLBCERBReVTVTVTCBCBCB1LBLLCCVTVTEBEB2 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。在在实实际际应应用用中中,由由于于基基极极馈馈电电电电路路中中采采用用单单独独电电源源BBU不不方方便便,通通常常采采用用自自给给偏偏压压的的方方式式提提供供基基极极偏偏置置。 (1) 利用基极回路直流利用基极回路直流BOI产生偏压产生偏压bBOBBRIU 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

6、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 -以以上上基基极极自自给给偏偏压压电电路路中中,前前两两个个为为并并馈馈线线路路,后后一一种种为为串串馈馈线线路路。LOGO二二 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

7、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载的功率最大,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,保证它们都能有效地传送功率到公共负载,同时又尽可能地使这几个电子器件彼此隔离,互不影响。 输入匹配网络或级间耦合网络:是

8、用以与下级放大器的输入端相连接输出匹配网络:是用以输出功率至天线或其他负载LOGOL1C1C2L2CARAr1IAMrr1C1L1C1RpL1IK二二 高频功放的耦合回路高频功放的耦合回路 介于放大器与天线回路之间的L1C1回路就叫做中介并联谐振回路。RA、CA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。它们的作用是使天线回路处于串联谐振状态,以使天线回路的电流IA达到最大值,亦即使天线幅射功率达到最大。 从集电极向右方看去可以等效为一个并联谐振回路,其中Rp为折合到晶体管输出回路的等效负载 。 1. 输出匹配电路 (1) 并联谐振回路型的匹配电路 RpRpLOGO 当

9、天线回路调谐在串联谐振状态时,它反映到L1C1中介回路的等效电阻为 设初级回路的接入系数为 p,则晶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 11CQLQRLLP QL为有载品质因素 ,rrLQL 11 )(22111111APRMrCLrrCLR )(2211122APPRMrCLpRpR 改变互感系数M和接入系数 p就可以在不影响回路调谐的情况下。调整晶体管的输出回路的等效负载电阻Rp,以达到阻抗匹配的目的。 (分析略)LOGO在

10、大功率输出级,T型、型等滤波型的匹配网络就得到了广泛的应用。 图中的R2一般代表终端(负载)电阻,R1则代表由R2折合到左端的等效电阻,现以 (a)为例进行计算公式的推导 (2) (2) 滤波器型的匹配网络滤波器型的匹配网络 两种两种型匹配网络型匹配网络(a)(b)L1R1C1C1R1L1C2R2R2C2 将并联回路R1C1与R2C2变换为串联形式,由串、并联阻抗转换公式可得L1C1R1C2R21212c12c121111RRXXQRR C12C12121C1XXRRX 2212c22c22RRXXR C12C22222C2XXRRX 网络匹配时,R1= R2 由谐振条件得 :22c1c212

11、22221c12c2XXRRRXRX2212L1c1c2c1c222221c12c2RRXXXXXRXRXLOGO26c211371pF2 50 108.57CX解之得: 2C222211508.5750(1 10 )1(1)1144RXRQR改写为: 122221c2111()1RRRQX网络匹配时,R1= R2 22c1c21222221c12c2XXRRRXRX16c111221pF250 1014.4CX1c1114414.410RXQ222cm1C1oo24144222 2pUERRPP例 有一个输出功率为2W的高频功率放大器、负载电阻RL=50,EC=24V,f=50MHz,Q1=

12、10,试求型匹配网络的元件值。 解 :(2) (2) 滤波器型的匹配网络滤波器型的匹配网络 L1R1C1R2= RLC2 R1应该是功率放大器所要求的匹配电阻 Rp ,即L1C1R1C2R26 .22)75. 810501(110144102 注意,考虑到晶体管的输出电容Co后,C1应减去Co之值,才是所需外加的调谐电容值。一般,当L1确定之后,用C2主要调匹配,用C1主要调谐振。 实际还有其它各种形式的匹配网络。分析方法都很类似,即从匹配与谐振两个条件出发,再加上一个假设条件(通常都是假定Q1值),即可求出电路元件的数值。 L11622.672nH2 50 10XL11121122221c2

13、111c21(1)1(1)1Q RR RQ RRQXQQQ X22c112L1c122221c1c21c1XRRXXRRXXRX由谐振条件得 :2212L1c1c2c1c222221c12c2RRXXXXXRXRXLOGO4.5.1 宽带高频功率放大器 以LC谐振回路为输出电路的功率放大器,由于其相对通频带B/ fo只有百分之几甚至千分之几,所以又称为窄带高频功率放大器。由于调谐系统复杂,窄带功率放大器的运用就受到了很大的限制 。 4.54.5宽带高频功率放大电路宽带高频功率放大电路 近年来一种新颖的,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得到了迅速的推广。 宽带功率放大器,实际上

14、就是一种以非调谐单元作为输出匹配电路的功率放大器。它是以频率特性很宽的传输线变压器,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。因此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能选在非线性畸变比较小的甲类或甲乙类状态,效率较低,也就是说宽频带放大器是以牺牲效率作为代价来换取宽频带输出的 。 LOGO1. 普通变压器不能在较宽频内工作的原因 4.5.1 宽带高频功率放大器宽带高频功率放大器 图 (b)中L、Ls1、r1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;C是变压器各分布电容折合到初级后的总和;

15、RL是折合到初级后的等效负载电阻。 在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可以认为电感L是开路,如图(c)。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C开路,如图 (d);(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usRsRLuoRsRsRsusususr1Ls1LLs2r2CRLrLsLCRLRLfsfuo一般变压器的等效电路一般变压器的等效电路 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作频率的降低而下将。在高频端负载R

16、L接在Ls和C组成的串联谐振回路容抗元件的两端,在串联谐振频率fs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fs,电压将急剧减小 LOGO2. 宽频带传输线变压器的工作原宽频带传输线变压器的工作原理理 传输线变压器是将两根等长的导线紧靠在一起,并绕在高导磁率低损耗的磁芯上构成的。最高工作频率可扩展到几百兆赫甚至上千兆赫。 传输线变压器与普通变压器在传输能量的方式上是不相同的,传输线变压器负载两端的电压不是次级感应电压,而是传输线的终端电压。 两根导线紧靠在一起,所以导线任意长度处的线间电容很大,且在整个线上均匀分布。其次,两根等长导线同时绕在高磁芯上,所以导线上均

17、匀分布的电感量也很大,这种电路通常又叫分布参数电路。 usususRLRLRLRsRsRs(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,线间的分布电容不影响高频能量的传输,电磁波以电磁能交换的形式在导线间介质中传播的。 LOGO(1) 1:1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,又叫倒相变压器。当传输线无损时,可以认为u1=u2和i1=i2。usRLRsu1u2i1i2 1:1传输线变压器具有最大的功率输出。但实际上,在各种放大电路中RL正好等于信号

18、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匹配元件,而更多的是用来作为倒相器,或进行不平衡-平衡以及平衡-不平衡转换。 如果传输线的特性阻抗: oLZC传输线输出端的等效阻抗为:22 42uZi输入端(1、3端)的等效阻抗为 :11 32 41uZZi为了实现传输线变压器与负载的匹配,要求: 2 4LZR1:1传输线变压器,最佳匹配状态应该满足 :01 32 4LSZZZRR为了实现信号源与传输线变压器的匹配,要求: 1 3SZR满足最佳功率传输条件的传输线特性阻抗为:oSLZRRLOGOusRsusususRsRsRLRLRLRLRsu1u1u2u2i2i1i1+ i2(2)

19、 1:4和4:1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 1:4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。在负载匹配的条件下,有 u1=u2=u和,i1=i2=i 由于变压器的1端与4端相连,输入端1端与3端的电压为u,负载RL上的电压为u1+u2=2u,输入端1的电流为i1+i2=2i,且u1u1u2u2i22ui1i1+ i2+2u-i传输线变压器把负载RL变换为RL/4,实现了1:4的阻抗变换。 如果把输入端和输出端对调就成为4:1传输线变压器。4:1传输线变压器把负载阻抗升高4倍和信号源匹配,由电压电流关系不难证明该变压器具有4:1的阻抗变换作用。 iL

20、2uiR传输线变压器的输入阻抗为 :L1 3L2242RuuZuiRLOGO4.6 功率合成器功率合成器 利用多个功率放大电路同时对输入信号进行放大利用多个功率放大电路同时对输入信号进行放大, 然后设法将各个功放的输出信号相加然后设法将各个功放的输出信号相加, 这样得到的总输这样得到的总输出功率可以远远大于单个功放电路的输出功率,这就是出功率可以远远大于单个功放电路的输出功率,这就是功率合成技术。功率合成技术。1P,则,则N个负个负载上得到总功率为载上得到总功率为 1NP。 (1 1)功率相加条件。即若有)功率相加条件。即若有N N个相同功率放大个相同功率放大器,每个功率放大器为匹配负载提供额

21、定的功率器,每个功率放大器为匹配负载提供额定的功率 理想的功率合成器不但应具有功率合成的功理想的功率合成器不但应具有功率合成的功能,还必须满足下列条件:能,还必须满足下列条件:LOGO (2)相互无关条件。即)相互无关条件。即N个功率放大器彼此是隔离个功率放大器彼此是隔离的。也就是说当任何一个功率放大器损坏时,不影响其的。也就是说当任何一个功率放大器损坏时,不影响其余放大器工作,它们各自仍能够向负载提供自己的额定余放大器工作,它们各自仍能够向负载提供自己的额定功率。功率。 (3)功率相减条件。即当一个或数个功率放大器损)功率相减条件。即当一个或数个功率放大器损坏时,负载上所得到的功率虽然下降,

22、但下降要尽可能坏时,负载上所得到的功率虽然下降,但下降要尽可能小。在理想情况下,减少值等于损坏放大器数目小。在理想情况下,减少值等于损坏放大器数目M与额与额定功率定功率 1P的乘积,即的乘积,即M 1P。 LOGO 右图为采用右图为采用7个功率增益为个功率增益为2,最大输出功率为最大输出功率为10 W的高频功放,的高频功放,利用功率合成技利用功率合成技术,可以获得术,可以获得40W的功率输出。的功率输出。图 功率合成与分配电路框图 其中采用了三个一分为二的功率分配器和三个二其中采用了三个一分为二的功率分配器和三个二合一的功率合成器。很显然,讨论功率合成技术,首合一的功率合成器。很显然,讨论功率

23、合成技术,首先应该讨论功率分配和功率合成网络。先应该讨论功率分配和功率合成网络。LOGO 实现理想功率合成的关实现理想功率合成的关键是魔键是魔T型混合网络型混合网络(Hybrid Circuit)。魔)。魔T型型混合网络有四个端点,分别混合网络有四个端点,分别是是A端、端、B端、端、C端和端和D端,端,如图如图1所示。它的作用是:所示。它的作用是: 1C端为同相功率合成端。当端为同相功率合成端。当A、B两端输入等值两端输入等值而而D D端端负载负载 DR上无功率输出。上无功率输出。 CR上获得两输入功率的合成,上获得两输入功率的合成,同相功率时,同相功率时,C C端负载端负载 图1 功率合成示

24、意图 LOGO D D端为反相功率合成端。当端为反相功率合成端。当A A、B B两端输入等值反两端输入等值反相功率时,相功率时,D D端负载端负载 DR上获得两输入功率的合成,而上获得两输入功率的合成,而C端端负载负载 上无功率输出。上无功率输出。 CR间满足特定关系时,间满足特定关系时,当当C端和端和D端的负载端的负载 DRCR、 A A、B B两输入端彼此隔离。即任一端功率放大器的工作状两输入端彼此隔离。即任一端功率放大器的工作状态变化或损坏时,不会影响另一端功率放大器的工作状态变化或损坏时,不会影响另一端功率放大器的工作状态,并维持其原输出功率。态,并维持其原输出功率。 LOGO4利用该

25、网络还可实现功率分配的功能。当利用该网络还可实现功率分配的功能。当 ABRR时,加在时,加在D端的功率放大器将其输出功率均等地端的功率放大器将其输出功率均等地输出;加到输出;加到C C端的功率放大器将其输出功率均等地分配端的功率放大器将其输出功率均等地分配给给AR和和 BR且它们之间是同相的,而且它们之间是同相的,而D端无功率输出。端无功率输出。 ,且它们之间是反相的,而,且它们之间是反相的,而C端无功率端无功率AR和和 BR分配给分配给LOGO4.6.2 魔魔T网络网络 利用传输线变压器可以组成各种类型的功率分配利用传输线变压器可以组成各种类型的功率分配器和功率合成器器和功率合成器, 且具有

26、频带宽、且具有频带宽、 结构简单、插入损结构简单、插入损耗小等优点耗小等优点, 然后可进一步组成宽频带大功率高频功放然后可进一步组成宽频带大功率高频功放电路。电路。 图图2所示的网络就所示的网络就具有上述特性,它既可具有上述特性,它既可以作功率分配,又可作以作功率分配,又可作功率合成,因此称之为功率合成,因此称之为魔魔T网络。网络。 图2 魔T网络 LOGO 魔魔T网络由网络由4:1传传输线变压器和相应的输线变压器和相应的AO、BO、CO、DD四四条臂组成,其中条臂组成,其中DD臂臂是平衡臂,臂的两端均是平衡臂,臂的两端均不接地。不接地。 传输线变压器的特性阻抗传输线变压器的特性阻抗 CZ和每

27、条臂上的阻值(负载和每条臂上的阻值(负载电阻或信号源内阻)满足以下关系:电阻或信号源内阻)满足以下关系: ABCRRZR12CRR2DRR一魔一魔T T网络的结构特点网络的结构特点图2 魔T网络 LOGO当当 AO、BO上接有相同的信号源,上接有相同的信号源, abVVV且内阻为且内阻为R R,见图,见图3 3所示。所示。设各臂的电流方向如图设各臂的电流方向如图示,则有示,则有二魔二魔T T网络的功能网络的功能1 1功率合成功率合成图3 功率合成网络 adIIIbdIIILOGO将上面两式相加或相减,分别得到将上面两式相加或相减,分别得到 2abcIIII及及 1()2dabIII 设设AO、

28、BO两臂的两臂的信号源的正负极性如图信号源的正负极性如图3(a)所示,称之为同相)所示,称之为同相源,则此时电流源,则此时电流 aI、 bI为正。为正。 图3 功率合成网络 adIIIbdIIILOGO 鉴于鉴于AOAO、BOBO为同相源,为同相源,故称为同相功率合成。故称为同相功率合成。 由于电路对称,所以由于电路对称,所以 abII,则,则 22cabIII, 0dI 可将电路等效为图可将电路等效为图3(b)所示。)所示。CO臂上的臂上的 2R可以可以看作两个电阻看作两个电阻R的并联,所以的并联,所以AO、BO两支路上的信号两支路上的信号AOaPI VBObPI V22COcabAOBOP

29、I VI VI VPP源均工作于匹配状态,输出额定功率源均工作于匹配状态,输出额定功率图图3(b)LOGO当当AO、BO两臂的信号源为反相源时,即两臂的信号源为反相源时,即 abVVV 20cII传输线上无电传输线上无电流,可将其开流,可将其开路。路。则则 为负,因此为负,因此 bI图3 功率合成网络 LOGOAO、BO两臂上的两信两臂上的两信号源工作于匹配状态,号源工作于匹配状态,它们的输出功率为它们的输出功率为 AOaPI VBObPI V在在 DD臂上得到合成功率,臂上得到合成功率,输出功率为输出功率为 222DOdddabAOBOPV IVIVIVIPP鉴于鉴于AO、BO为反相源,故称

30、为反相功率合成。为反相源,故称为反相功率合成。 得到图得到图3(C)所示等效电路。)所示等效电路。 dabIII2dVV, 图图3(C)LOGO 若信号源接若信号源接在在CO臂,见图臂,见图4(a)。其输出功)。其输出功率同相地(见图中率同相地(见图中 aI、 bI平均分配给平均分配给AOAO、BOBO臂上的负载臂上的负载,DD臂上无电流。即臂上无电流。即CO臂与臂与DD臂相互隔离。臂相互隔离。2 2功率分配功率分配图4 同相功率分配 同相分配:同相分配:方向,均流向地)方向,均流向地)LOGO由电路可知,由电路可知,时,电路对称,时,电路对称, 0dI , 0DP ,D端无输出。而又已知传输

31、线变压器的端无输出。而又已知传输线变压器的始端电压与终端电压相等,即始端电压与终端电压相等,即 cabcVVabVV,因而,因而 图4 同相功率分配 ABRRR当当LOGO所以有所以有 0babccaVVVV因此必有因此必有 0cabcVVA、B、C三个点短路,得到图三个点短路,得到图4(b)电路。可见在规定)电路。可见在规定的各臂阻值条件下,信号源与负载匹配,的各臂阻值条件下,信号源与负载匹配, 22cababIIIIICO臂上信号源输出额定功率臂上信号源输出额定功率 22CcabPI VI VI V而而AO、BO上获得地同相等功率信号上获得地同相等功率信号 2142SAOBOabCVPPI

32、 VI VPR图4 同相功率分配 传输线上无电压。传输线上无电压。可将传输线变压器的可将传输线变压器的LOGO信号源接在信号源接在DD臂,见图臂,见图5。其输出功率。其输出功率上的负载,上的负载,CO臂上无电流。臂上无电流。 图5 反相功率分配 aIbI、 方向方向分配给分配给AO、BO臂臂反相地反相地 见图见图5 5(a a)中)中反相分配:反相分配: 由电路由电路可知,当可知,当 ABRRR时,由于电路时,由于电路对称,必有对称,必有 COVV, 0CI , 0CP LOGO得图得图5(b)等效电路。由图知,)等效电路。由图知, abdIII可见在规定的各臂阻值下,信可见在规定的各臂阻值下

33、,信号源与负载匹配。信号源输出号源与负载匹配。信号源输出的额定功率的额定功率 DdPI VAO、BO上获得反相等功率输出。上获得反相等功率输出。1222AOBOabDVVPPIIPC端无输出。由于传输线上两端无输出。由于传输线上两电流相等,因此有电流相等,因此有 0CIII,传输线上无电流。可将传输线开路,传输线上无电流。可将传输线开路, 图5 反相功率分配 LOGO4.6.3 4.6.3 功率合成电路介绍功率合成电路介绍 图图7是典型的反相功率合成原理电路。是典型的反相功率合成原理电路。 图7 反相功率合成电路举例 LOGO内阻为内阻为 20SR 的信号源,以单端输入方式送入,经的信号源,以

34、单端输入方式送入,经 1rT转换,将不平衡转变为平衡端,送入魔转换,将不平衡转变为平衡端,送入魔T网络网络 2rT的平衡臂的平衡臂DD端,实现反相功率分配。由于两晶体管的输入电阻为端,实现反相功率分配。由于两晶体管的输入电阻为 2.5iR , 3rT和和 4rT两个两个4:1阻抗变换器将阻抗变换器将 sR变换为晶体变换为晶体管的匹配电阻。晶体管的输出最佳负载电阻为管的匹配电阻。晶体管的输出最佳负载电阻为 25oR 由于两放大器工作在乙类推挽状态,轮流导通,由于两放大器工作在乙类推挽状态,轮流导通,它们将两个等值反相的等功率信号放大后,利用魔它们将两个等值反相的等功率信号放大后,利用魔T网网络络

35、 5rT实实现反相合成。现反相合成。 LOGO6rT作为平衡转换为不平衡网络,将合成后的功率作为平衡转换为不平衡网络,将合成后的功率各传输线变压器的特性阻抗应为各传输线变压器的特性阻抗应为 120CZ210CZ345CCZZ 525CZ650CZ信号以单端形式送至负载(信号以单端形式送至负载( )天线。其中)天线。其中50Ar 反相功率合成电路的优点是:输出没有偶次谐波,反相功率合成电路的优点是:输出没有偶次谐波,因此失真较小;输入电阻比单边工作时高,因而引线电因此失真较小;输入电阻比单边工作时高,因而引线电感的影响减小。感的影响减小。 LOGO 图8 同相功率合成电路举例 图图8表示一个典型

36、的同相功率合成器电路,图中表示一个典型的同相功率合成器电路,图中 1rTLOGO1rT6rT为魔为魔T混合网络。混合网络。 同相功率分配网络,它的作用是同相功率分配网络,它的作用是将将C端的输入功率平均分配,供给端的输入功率平均分配,供给A端与端与B端同相激励端同相激励功率。功率。为同相功率合成网络,它的作用是将两个晶体为同相功率合成网络,它的作用是将两个晶体6rT管输至管输至 A、B两端的功率在两端的功率在C端合成,供给负载。端合成,供给负载。 3rT4rT5rT2rT与与 、 、 分别为分别为4:1 与与1:4阻抗变换器,它阻抗变换器,它们的作用是完成阻抗匹配。晶体管发射极接入们的作用是完

37、成阻抗匹配。晶体管发射极接入1.1 的负反馈电阻,用来提高晶体管的输入阻抗。各基极串的负反馈电阻,用来提高晶体管的输入阻抗。各基极串LOGO 在同相功率合成器中,由于偶次谐波在输出端是相在同相功率合成器中,由于偶次谐波在输出端是相加的,因此输出中有偶次谐波存在,这是不如反相功率加的,因此输出中有偶次谐波存在,这是不如反相功率合成电路的地方(反相功率合成电路中的偶次谐波在输合成电路的地方(反相功率合成电路中的偶次谐波在输出端互相抵消)。出端互相抵消)。 1rTD端所接的端所接的200 与与400 电阻是电阻是 与与 6rT的假负载电阻。的假负载电阻。 电阻作为提高输入电阻与防止寄生振荡之用。电阻

38、作为提高输入电阻与防止寄生振荡之用。联的联的2222LOGO本本 章章 小小 结结高频谐振功率放大器可以工作在甲类、乙类或丙类状态。相比高频谐振功率放大器可以工作在甲类、乙类或丙类状态。相比之下,丙类谐振功率放大器的输出功率虽不及甲类和乙类大,但之下,丙类谐振功率放大器的输出功率虽不及甲类和乙类大,但效率高,节约能源,所以是高频功率放大器中经常选用的一种电效率高,节约能源,所以是高频功率放大器中经常选用的一种电路形式。丙类谐振功率放大器效率高的原因在于导通角路形式。丙类谐振功率放大器效率高的原因在于导通角小,集电小,集电极功耗减小,但此时放大器的集电极电流波形失真。采用极功耗减小,但此时放大器的集电极电流波形失真。采用LC谐振谐振网络作为放大器的负载,可克服工作在丙类时产生的失真。由于网

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