第2章谐振功率放大器-3ppt课件

1、第第 2 2 章谐振功率放大器章谐振功率放大器2.3谐振功率放大器电路谐振功率放大器电路2.3.1直流馈电电路直流馈电电路2.3.2滤波匹配网络滤波匹配网络2.3.3谐振功率放大器电路谐振功率放大器电路谐振功放管外电路：谐振功放管外电路： 直流馈电电路直流馈电电路 滤波匹配网络滤波匹配网络2.3.1直流馈电电路直流馈电电路考虑因素：滤波匹配网络安装方便；馈电电路(Power Supply Circuit)对滤波匹配网络的影响。直流馈电电路分为直流馈电电路分为串馈串馈并馈并馈1串馈与并馈串馈与并馈(1)串馈三者(直流电源 VCC、滤波匹配网络和功率管)在电路形式上为串接的馈电方式。 (a) (a

2、)图图 231231集电极直流馈电电集电极直流馈电电路路 (a) (a)图图 231231集电极直流馈电电集电极直流馈电电路路cCCCEvVv LC高频扼流圈，与高频扼流圈，与 CC 构构成电源滤波电路。成电源滤波电路。在信号频率上 LC 的感抗很大，接近开路；CC 的容抗很小，接近短路，避免信号电流通过直流电源而产生级间反馈，造成工作不稳定。(2)并馈三者(直流电源 VCC、滤波匹配网络和功率管)在电路形式上为并接的馈电方式。 (b) (b)图图 231231集电极直流馈电电集电极直流馈电电路路 (b) (b)图图 231231集电极直流馈电电集电极直流馈电电路路LC 高频扼流圈；高频扼流圈

3、；CC1 隔直电容；隔直电容；CC2 电源滤波电容。电源滤波电容。在信号频率上，LC 感抗很大，接近开路，CC1、CC2 的容抗很小，接近短路。虽然电源与滤波匹配网络在形式上是并联的，但滤波匹配网络两端电压 vc (t) 直接反映在 LC 上，因此vCE = VCC + vc。与串馈电路相同。与串馈电路相同。(3)(3)串馈与并馈的比较串馈与并馈的比较相同点：两种馈电方式，相同点：两种馈电方式，VCC 都能全部加到集电极上。都能全部加到集电极上。不同点：滤波匹配网络的接入方式。不同点：滤波匹配网络的接入方式。(a) (b)(a) (b)图图 231231集电极直流馈电电路集电极直流馈电电路 串

4、馈：滤波匹配网络处于直流高电位上，网络元件不能直接接地。 并馈： CC1 隔直流，匹配网络处于直流地电位上，网络元件可直接接地，安装比串馈方便。但 LC 和 CC1 与匹配网络相并联，它们的分布参数影响网络调谐。2基极偏置电路基极偏置电路(1)作用为放大电路提供合适的偏置电压，使功率管工作在丙类。(2)(2)常用类型常用类型三种三种( (分压、自给偏置分压、自给偏置(b),(c)(b),(c)。图图 232基极偏置电路基极偏置电路 图 232(a)，基极偏置电压由 VCC 经过 RB1 和 RB2 分压提供，为保证丙类工作，其值应小于功率管的导通电压。 图图 232 (b)、(c)，自给偏置电

5、路。，自给偏置电路。图 232 (b)偏置电路：LB、RB、CB1。RB ：产生压降，提供自偏电压；LB ：防止 RB、CB1 对输入滤波匹配网络的旁路影响。3自给偏置电路自给偏置电路ibi2i1(1)(1)自给偏压自给偏压 IB0 IB0 的产生的产生图 232 (b)，vb 0 ib 0，为脉冲电流，可分解为 IB0、Ib1m、Ib2m 、由基尔霍夫定律由基尔霍夫定律ib = i1 + i2i2 通路有高扼圈 LB，仅直流电流可以通过， ib 中的直流分量为 IB0，故 i2 为 IB0。(2)自给偏置Vb(t) = 0， VBE = 0；Vb(t) 由小至大 IB0 随之增大 VBE =

6、 IB0RB 负向增大。自给偏置效应：这种偏置电压随输入信号电压振幅而自给偏置效应：这种偏置电压随输入信号电压振幅而变化的效应。变化的效应。2.3.2滤波匹配网络滤波匹配网络1位置对交流通路而言，滤波匹配网络(Filter-Matched Network)介于功率管 T 和外接负载 RL 之间。2对滤波匹配网络的要求对滤波匹配网络的要求(1)变换变换将外接负载将外接负载 RL 变换为放大管所要求的负载变换为放大管所要求的负载 Re，以保，以保证放大器高效率地输出所需功率。证放大器高效率地输出所需功率。图图 233基极偏置电路基极偏置电路(2)滤波充分滤除不需要的高次谐波分量，以保证在外接负载上

7、输出所需基波功率(在倍频器中为所需的倍频功率)。(3)高效高效将功率管给出的信号功率将功率管给出的信号功率 Po 高效地传送到外接负载高效地传送到外接负载上，即要求网络的传输效率上，即要求网络的传输效率 K = PL/ Po 接近接近 1。 (4)(4)谐振功放匹配滤波网络的基本形式谐振功放匹配滤波网络的基本形式LC 并联谐振回路并联谐振回路LC 串联谐振回路串联谐振回路具体电路形式有多种。具体电路形式有多种。作用：阻抗匹配、选频滤波。作用：阻抗匹配、选频滤波。不论形式有何不同，均可由串不论形式有何不同，均可由串-并联阻抗变换公式将并联阻抗变换公式将其等效为上述两种基本网络的组合。其等效为上述

8、两种基本网络的组合。4串、并联阻抗转换公式串、并联阻抗转换公式 若将一个由电抗和电阻相串接的电路与相并接的电路等效转换，根据等效原理，令两者的端导纳相等，即即 ssppj1j11XRXR 由此得由此得(1) (1) 串转并公式串转并公式 )1(2ess2s2spQRRXRR ssps2e2ss2s2sp)1(XRRXQRXXRX (2)(2)并转串公式并转串公式 2eps1QRR ppssXRRX (3)(3)阐明阐明 式中，式中，ppsseXRRXQ Xp 和和 Xs 为实数为实数 电容：电容： XC 1 电感：电感： XL = L 上述各式表明，Qe 取定后，Rp 和 Rs，Xp 和 Xs 之间可以相互转换。转换前后的电抗性质不变( Xs 和 Xp 有相同的正负号)。 5滤波匹配网络的设计滤波匹配网络的设计 在谐振功率放大器中，常用的滤波匹配网络除了上述在谐振功率放大器中，常用的滤波匹配网络除了上述最简单的最简单的 L 型外，更多的是由三个电抗元件组成的型外，更多的是由三个电抗元件组成的 、T 型以及由它们组成的多级混合网络