物理学院高频电子线路g3-4

1、高频电子线路高频电子线路第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器第四节第四节高频功率放大器的实际线路高频功率放大器的实际线路第四节、高频功率放大器的实际线路第四节、高频功率放大器的实际线路 一、直流馈电线路一、直流馈电线路 直流馈电电路是将直流电源接入晶体管电极的电路。直流馈电电路是将直流电源接入晶体管电极的电路。1、对直流馈电电路的要求、对直流馈电电路的要求（1）直流电源）直流电源UCC能全部加在晶体管能全部加在晶体管C-E之间（即之间（即Ic0不在其它支路产生电压降）。不在其它支路产生电压降）。（2）对外部电路，）对外部电路，iC的基波分量只在谐振回路产的基波分量只在谐振回路产生电压降

2、，生电压降， iC的高次谐波短路。的高次谐波短路。高频电子线路高频电子线路第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器第三节第三节高频功放的高频效应高频功放的高频效应2、集电极馈电、集电极馈电（1）串馈串馈若功率管若功率管C-E极、极、UCC 、 LC回路三者是串联，则称为集电回路三者是串联，则称为集电极串馈电路极串馈电路L、Lb对直流相当于短路，对直流相当于短路，Cb对交流相当于短路，对交流相当于短路， Lb对对交流相当于开路。交流相当于开路。10 .111 0LooboRCLC 高频电子线路高频电子线路第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器第三节第三节高频功放的高频效应高频功放的高频

3、效应若功率管若功率管C-E极、极、UCC 、 LC回路三者是并联，则称为集电回路三者是并联，则称为集电极并馈电路极并馈电路（2）并馈并馈高频电子线路高频电子线路第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器第三节第三节高频功放的高频效应高频功放的高频效应并馈并馈：LC回路两端均是直流低电位端，且有一端回路两端均是直流低电位端，且有一端接地；接地；调整方便。调整方便。Lb、 Cb加在加在LC回路高电位端，造成回路高电位端，造成分布参数并到分布参数并到LC回回路上，影响频率稳定。路上，影响频率稳定。 串馈串馈：LC回路两端均是直流高电位端，且没有一回路两端均是直流高电位端，且没有一端接地；调整不方便

4、。端接地；调整不方便。馈电附加元件馈电附加元件LC 、Cb 加在加在LC回路低电位端，回路低电位端，不影响频率稳定。不影响频率稳定。 （3）比较比较高频电子线路高频电子线路第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器第三节第三节高频功放的高频效应高频功放的高频效应3 3基极馈电线路基极馈电线路基极馈电线路也有串联和并联两种形式。基极馈电线路也有串联和并联两种形式。 基极的负偏压既可基极的负偏压既可以是外加的以是外加的, 也可以由基极直流电流或发射极直流电流流过电也可以由基极直流电流或发射极直流电流流过电阻产生。阻产生。ReCbVCbVR1R2ECbLbV(a)(b)(c)高频电子线路高频电子线

5、路第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器第三节第三节高频功放的高频效应高频功放的高频效应3-16 改正线路中的错误，不得改变馈电形式，从新画出正确改正线路中的错误，不得改变馈电形式，从新画出正确的线路。的线路。高频电子线路高频电子线路第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器第三节第三节高频功放的高频效应高频功放的高频效应二、二、 输出匹配网络输出匹配网络该双端口网络应具有这样的几个特点该双端口网络应具有这样的几个特点: （1） 高效率地传输能量高效率地传输能量 （2）滤除高次谐波分量）滤除高次谐波分量 （3）阻抗匹配）阻抗匹配 高频电子线路高频电子线路第第3 3章章 高频谐振放大器高

6、频谐振放大器第三节第三节高频功放的高频效应高频功放的高频效应1 1、串、并阻抗之间的转换、串、并阻抗之间的转换222222222111111sssssssppsseeseesppsRXRXjj(Q)(Q)(RXRQ)QXRRRXRXXX21pppesssRRX,RQRX，sseppXRQRX高频电子线路高频电子线路第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器第三节第三节高频功放的高频效应高频功放的高频效应2、几种常见的、几种常见的LC匹配匹配R2R1(a)(b)(c)（1）L-网络网络XsXpRpXsXpRsXpXpRp(a)(b)XsXsRsXs、Xp性质相异的电抗元件性质相异的电抗元件Rp

7、负载电阻。负载电阻。高频电子线路高频电子线路第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器第三节第三节高频功放的高频效应高频功放的高频效应pppspsXRQXQQXRQR222111XsXpRpXsXpRsXpXpRp(a)(b)XsXsRs谐振时谐振时s0sXX适用于适用于 RpRLcr情况。情况。高频电子线路高频电子线路第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器第三节第三节高频功放的高频效应高频功放的高频效应 （2 2）L-型网络型网络2p22(1)1spsssRQRQXXQXQR XsXpRpXsXpRsXpXpRp(a)(b)XsXsRs谐振时谐振时p0pXX适用于适用于 RsRLcr

8、情况。情况。高频电子线路高频电子线路第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器第三节第三节高频功放的高频效应高频功放的高频效应 （3 3）T型网络和型网络和 型网络型网络分解为分解为L型网络进行分析型网络进行分析高频电子线路高频电子线路第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器第三节第三节高频功放的高频效应高频功放的高频效应 （2 2） 型网络型网络22222, 1LLLLLLCLXRRRQQXR高频电子线路高频电子线路第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器第三节第三节高频功放的高频效应高频功放的高频效应12111(1) , LssLLLLCXRRQRQRX高频电子线路高频电子线路第

9、第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器第三节第三节高频功放的高频效应高频功放的高频效应2.3.3 2.3.3 谐振功率放大器电路谐振功率放大器电路50MHz 50MHz 谐振功率放大器谐振功率放大器C1,C2,C3,L1 输入滤波匹配网络输入滤波匹配网络LB 高频扼流圈，基极自给偏置高频扼流圈，基极自给偏置C4,C5,C6,L2,L3输出滤波匹配网络输出滤波匹配网络Cc1,Cc2,Lc 集电极馈电电路（并馈）集电极馈电电路（并馈）高频电子线路高频电子线路第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器第三节第三节高频功放的高频效应高频功放的高频效应2 2、150MHz 150MHz 谐振功率放

10、大器谐振功率放大器高频电子线路高频电子线路第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器第三节第三节高频功放的高频效应高频功放的高频效应3 3、400MHz400MHz场效应管谐振功率放大器场效应管谐振功率放大器高频电子线路高频电子线路第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器第三节第三节高频功放的高频效应高频功放的高频效应三、宽带功率合成原理三、宽带功率合成原理功率合成器功率合成器, 就是采用多个高频晶体管就是采用多个高频晶体管, 使它们产生使它们产生的高频功率在一个公共负载上相加。的高频功率在一个公共负载上相加。基本单元信号源负载放大器混合电路高频电子线路高频电子线路第第3 3章章 高频谐

11、振放大器高频谐振放大器第三节第三节高频功放的高频效应高频功放的高频效应(1)输入功率加在输入功率加在C端，功率在端，功率在A、B两两端等分，输出电流端等分，输出电流相位相同，相位相同，D端功端功率为零。率为零。等效负载电阻等效负载电阻RL=R/2D端接端接2R匹配电阻匹配电阻条件下，条件下，AB互相隔互相隔离。离。1、传输线变压器构成的功率合成器和功率分配器、传输线变压器构成的功率合成器和功率分配器高频电子线路高频电子线路第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器第三节第三节高频功放的高频效应高频功放的高频效应(2)输入功率加在输入功率加在D端，功率在端，功率在A、B两端等分，输出两端等分，

12、输出电流相位相反，电流相位相反，C端功率为零。端功率为零。等效负载电阻等效负载电阻RL=2RAB互相隔离。互相隔离。高频电子线路高频电子线路第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器第三节第三节高频功放的高频效应高频功放的高频效应(3)输入功率分别加输入功率分别加在在A、 B两端，且幅两端，且幅度相等相位相同度相等相位相同 ，功率在功率在C、输出功率、输出功率为为A、 B两端功率之两端功率之和，和，D端功率为零。端功率为零。AB互相隔离。互相隔离。高频电子线路高频电子线路第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器第三节第三节高频功放的高频效应高频功放的高频效应(4)输入功率加在输入功率加在

13、A、 B两端，且幅度相等两端，且幅度相等相位相反相位相反 ，D端功率端功率为为A、 B两端功率之两端功率之和，和，C端功率为零。端功率为零。AB互相隔离。互相隔离。高频电子线路高频电子线路第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器第三节第三节高频功放的高频效应高频功放的高频效应RTABRLRT1RAABRBU1.RSES.(a)T1T2高频电子线路高频电子线路第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器第三节第三节高频功放的高频效应高频功放的高频效应R275 T8T7T5T6Ze18.5Zc18.5V13DA73DA736 VV2T1T2T3100 W反相功率合成器的实际线路高频电子线路高频

14、电子线路第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器第三节第三节高频功放的高频效应高频功放的高频效应 图图3 323 32是一超短波输出放大器的实际电路是一超短波输出放大器的实际电路, , 它工作于它工作于固定频率。固定频率。 3DA21CCbVC1L1L2C222.5 V图 3 32 一超短波输出放大器的实际电路 四、高频功放的实际线路举例四、高频功放的实际线路举例 高频电子线路高频电子线路第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器第三节第三节高频功放的高频效应高频功放的高频效应图图3 333 33是一短波发射机的输出放大器，是一短波发射机的输出放大器， 它采用互感耦它采用互感耦合回路作输

15、出电路合回路作输出电路, , 多波段工作。多波段工作。 V1CbC1L1L2C2KL324 VM 图3 30 短波输出放大器的实际线路高频电子线路高频电子线路第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器第三节第三节高频功放的高频效应高频功放的高频效应图图3 38(a)3 38(a)是工作频率为是工作频率为50 MHz50 MHz的晶体管谐振功率放大的晶体管谐振功率放大电路电路, , 它向它向50 50 外接负载提供外接负载提供2525WW功率功率, , 功率增益达功率增益达7 7 dBdB。 VL2Ec13.5 VLbC1C214150pF50 90400 pFL1L332250 pF3225

16、0 pFC3C450 (a)高频电子线路高频电子线路第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器第三节第三节高频功放的高频效应高频功放的高频效应C5VR1100k50 530 pFL1533pF15 pFC4R2110 kEGEDC615 pFL3C8C7533 pF533 pF50 (b)C1C2C3L2 图 3 38 高频功放实际线路(a) 50 MHz谐振功放电路; (b) 175 MHz谐振功放电路高频电子线路高频电子线路第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器第三节第三节高频功放的高频效应高频功放的高频效应五、五、D类高频功率放大器类高频功率放大器 1、电流开关型、电流开关型D类

17、放大器类放大器电流开关型电流开关型D类放大类放大器的原理线路和波形器的原理线路和波形如图，如图， 线路通过高线路通过高频变压器频变压器T1, 使晶体使晶体管管V1、 V2获得反向获得反向的方波激励电压。的方波激励电压。 CALRLT2ic1ic2V1V20T1ic1t0(b)ic2t0(c)uce1t0(d )ucesuce2t0(e)ucesuAt0( f )UMUM uces 3/2 /2/2 3/2(a)Ec高频电子线路高频电子线路第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器第三节第三节高频功放的高频效应高频功放的高频效应CALRLT2ic1ic2V1V20T1ic1t0(b)ic2t0

18、(c)uce1t0(d )ucesuce2t0(e)ucesuAt0( f )UMUM uces 3/2 /2/2 3/2(a)Ec（1）V1、V2轮流饱和导通，轮流饱和导通，ic1 、ic2为脉冲波，电源为脉冲波，电源UCC提供直流电流。提供直流电流。CALRLT2ic1ic2V1V20T1ic1t0(b)ic2t0(c)uce1t0(d )ucesuce2t0(e)ucesuAt0( f )UMUM uces 3/2 /2/2 3/2(a)Ec高频电子线路高频电子线路第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器第三节第三节高频功放的高频效应高频功放的高频效应CALRLT2ic1ic2V1V

19、20T1ic1t0(b)ic2t0(c)uce1t0(d )ucesuce2t0(e)ucesuAt0( f )UMUM uces 3/2 /2/2 3/2(a)Ec（2）LC并联回路对基波并联回路对基波谐振，两端电压为正弦波。谐振，两端电压为正弦波。uCE1、 uCE2饱和时为饱和时为UCES ,截止时为截止时为UCES加正弦脉冲。加正弦脉冲。高频电子线路高频电子线路第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器第三节第三节高频功放的高频效应高频功放的高频效应CALRLT2ic1ic2V1V20T1ic1t0(b)ic2t0(c)uce1t0(d )ucesuce2t0(e)ucesuAt0(

20、 f )UMUM uces 3/2 /2/2 3/2(a)Ec（3）uA为为UCES加正弦脉冲，加正弦脉冲，幅值是幅值是LC两端幅值的两端幅值的1/2，等，等于于(UM-UCES)。平均值为平均值为UCC。高频电子线路高频电子线路第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器第三节第三节高频功放的高频效应高频功放的高频效应221()cos2()MCESCESMCESCESCCUUt Ud tUUUU 由此可得 ()22()()MCCCEScescmMCESCCCESUUUUUUUUU 集电极回路两端的高频电压有效值为集电极回路两端的高频电压峰值为CALRLT2ic1ic2V1V20T1ic1t0

21、(b)ic2t0(c)uce1t0(d )ucesuce2t0(e)ucesuAt0( f )UMUM uces 3/2 /2/2 3/2(a)Ec()22cmceffcccesUUUU高频电子线路高频电子线路第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器第三节第三节高频功放的高频效应高频功放的高频效应102ccII2()cmcoLUIR输出功率为 (3 39) (3 38) (3 37)基波电流振幅基波电流振幅ic1、 ic2中的基频分量电流在集电极回路阻抗中的基频分量电流在集电极回路阻抗RL(考虑了负载考虑了负载RL的反射电阻的反射电阻)两端产生的基频电两端产生的基频电压振幅为压振幅为2()

22、22cmcocccesLLUIUURR22211()22cmCCCESLLUPUURR高频电子线路高频电子线路第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器第三节第三节高频功放的高频效应高频功放的高频效应 集电极损耗功率为集电极损耗功率为 电源供给功率为电源供给功率为 20()2CCcoCCCESCCLPUIUUUR201()2cCCCESCESLPPPUUUR10100%100%CCCESCCUUPPU效率：效率：高频电子线路高频电子线路第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器第三节第三节高频功放的高频效应高频功放的高频效应 附附1 功率合成电路分析功率合成电路分析uAs、uBs信号源RA、R