第3章 高频谐振放大器

1、第第 3 章章高频谐振放大器高频谐振放大器1、分析晶体管在高频状态下的性能、分析晶体管在高频状态下的性能2、线性谐振放大器的性能指标、线性谐振放大器的性能指标3、高频谐振功率放大器的工作原理、高频谐振功率放大器的工作原理4、高频谐振功率放大器的匹配网络、高频谐振功率放大器的匹配网络高频小信号放大器概述高频小信号放大器概述浙江海洋学院 陈庭勋高频电子线路电路工作特点：电路工作特点：增益（增益（gain）信号幅度小；频率高；带宽窄（需配选频网络）信号幅度小；频率高；带宽窄（需配选频网络）主要质量指标：主要质量指标：通频带（通频带（passband）第3章 高频谐振放大器选择性（选择性（select

2、ivity）稳定性（稳定性（stability）噪声系数（噪声系数（noise figure）矩形系数矩形系数抑制比抑制比 fAv /Avo f1 f0 f20.712f0.7有有22f f0.70.7和和22f f0.50.5电压增益、功率增益电压增益、功率增益有有K Kr r0.10.1和和K Kr r0.010.01 fA fn f0 AvAvoAvo /Av7 . 001. 001. 022ffKrL2RLN2L1CN单调谐谐振放大器的结构单调谐谐振放大器的结构浙江海洋学院 陈庭勋高频电子线路 电路结构特点电路结构特点 工作于甲类状态，用工作于甲类状态，用LCLC谐谐振回路作为集电极负

3、载，用自振回路作为集电极负载，用自耦变压器形式接入集电极。耦变压器形式接入集电极。第3章 高频谐振放大器VCCRb1Rb2ReCbCeT+Vo-L2YL+Vi2-L1CT交流等效交流等效0211VrVIy0221VOVIy0112ViVIy0122VfVIy高频小信号放大器的分析高频小信号放大器的分析网络参数等效电路网络参数等效电路浙江海洋学院 陈庭勋第3章 高频谐振放大器高频电子线路最常用的有最常用的有h h 参数、参数、y y 参数、参数、z z 参数参数输出短路时的输入导纳输出短路时的输入导纳输出短路时的正向传输导纳输出短路时的正向传输导纳输入短路时的反向传输导纳输入短路时的反向传输导纳

4、输入短路时的输出导纳输入短路时的输出导纳采用采用y y 参数较为方便计算参数较为方便计算I I2 2y yi i +v v2 2 -I I1 1y yr rV V2 2y yfV V1 1 +v v1 1 -I I2 2 +v v2 2 -I I1 1 +v v1 1 -高频小信号放大器的分析方法高频小信号放大器的分析方法 晶体管混合晶体管混合等效电路等效电路浙江海洋学院 陈庭勋高频电子线路混合混合等效电路比较接近晶体管的物理模型等效电路比较接近晶体管的物理模型典型参数：典型参数：rbb=25第3章 高频谐振放大器becbrbbrbecbecbcrbcrcegmVbe Cbe、 Cbc是晶体管

5、的结电容。是晶体管的结电容。 其中的其中的gm称为跨导，反应了称为跨导，反应了be间电压对集电极电间电压对集电极电流的控制能力。流的控制能力。rbe=150rbc=1 Mrbc=100 kCbe=500 pFCbc=5 pFgm=50 mSgm=0 / rbe晶体管高频小信号等效电路与参数晶体管高频小信号等效电路与参数 混合混合等效电路参数与等效电路参数与 y 参数的互换参数的互换浙江海洋学院 陈庭勋高频电子线路按照端口的伏安关系相等的原则，有：按照端口的伏安关系相等的原则，有：其中：其中：g gb bee是是bb、e e间的电导，其它依此类推。间的电导，其它依此类推。第3章 高频谐振放大器b

6、bebebbbebebirCjgrCjgy1bbebebbbcbcbrrCjgrCjgy1bbebebbbmfrCjgrgy1bbebebbbcbcbmbbcbceorCjgrCjggrCjgy1becbrbbrbecbecbcrbcrcegmVbe解网络方程，其中ybe ybc晶体管高频小信号等效电路与参数晶体管高频小信号等效电路与参数 晶体管的高频参数晶体管的高频参数fffT120浙江海洋学院 陈庭勋高频电子线路ffj10截止频率截止频率 f：三者频率间的关系：三者频率间的关系：第3章 高频谐振放大器特征频率特征频率 fT：最高振荡频率最高振荡频率 fmax：0fffT00.701电荷存储

7、效应：电荷存储效应： 由于基区的电荷积由于基区的电荷积累，不会突然消失，引累，不会突然消失，引起晶体管输入、输出之起晶体管输入、输出之间存在相位差。间存在相位差。一般放大电路中晶体管工作在一般放大电路中晶体管工作在 f 以下。以下。cbebbbmaxmCCrgf421maxfffT单调谐回路谐振放大器单调谐回路谐振放大器的分析的分析浙江海洋学院 陈庭勋高频电子线路 电路工作原理及电压增益电路工作原理及电压增益其中其中p1 1是自耦匝比，是自耦匝比，p2 2是互感匝比；是互感匝比；G Gp p是谐振回路本身的损耗电导。是谐振回路本身的损耗电导。 甲类放大器，用甲类放大器，用LC谐振回路作为集谐振

8、回路作为集电极负载，用自耦变压器形式接入。电极负载，用自耦变压器形式接入。L1C+Vi1-第3章 高频谐振放大器+Vo-VCCL2YL+Vi2-YyppVVAfeiiv2112Vo1N2N（推导）（推导）GpyfeVi1+Vo1-CN1+Vi2-L2YLN2Io1Nyo工作在谐振点上时：工作在谐振点上时：2121210iopfepfevggGyppGyppA最大传输功率的导纳匹配条件为：最大传输功率的导纳匹配条件为：21iopggG功率匹配时的电压增益为：功率匹配时的电压增益为：21max02iofevggyA接入系数控制原则接入系数控制原则222121iogpgp单调谐回路谐振放大器单调谐回

9、路谐振放大器 谐振放大器电压增益谐振放大器电压增益Av推导推导NNp11浙江海洋学院 陈庭勋高频电子线路匝数比：匝数比：第3章 高频谐振放大器YyppYyyppVyyVyppVVppVVNNVVAfeLoefeiLoeifeioioiiv211211121112111212GpyfeVi1+Vo1-CN1+Vi2-L2YLN2Io1Nyo YY是是LCLC谐振回路两端的总谐振回路两端的总等效导纳。等效导纳。NNp22LY 单调谐回路谐振放大器单调谐回路谐振放大器浙江海洋学院 陈庭勋高频电子线路第3章 高频谐振放大器 最大电压增益（最大电压增益（Av0）max推导推导处于谐振时，电路只呈现电导处

10、于谐振时，电路只呈现电导GpyfeVi1+Vo1-CN1+Vi2-L2YLN2Io1Ngo2121210iopfepfevggGyppGyppA最大传输功率的导纳匹配条件为：最大传输功率的导纳匹配条件为：21iopggG或表示为或表示为222121iopgpgpG在在G Gp p很小的情况下，导纳匹配时的最大电压增益为：很小的情况下，导纳匹配时的最大电压增益为：21max02iofevggyA 例如：革高频管在例如：革高频管在25MHz时，共发射极搪法的时，共发射极搪法的y参数为参数为go=0.1 10-3S， gi=10-2S，yfe=30mS。则当它作为。则当它作为25MHz放大器时，在匹

11、配状态下的电压增益为：放大器时，在匹配状态下的电压增益为：倍1510101 . 021030223321max0iofevggyA单调谐回路谐振放大器单调谐回路谐振放大器 功率增益功率增益ApiopPPA0浙江海洋学院 陈庭勋高频电子线路仅讨论谐振状态下的功率增益仅讨论谐振状态下的功率增益忽略谐振回路损耗，匹配时的最大功率增益为忽略谐振回路损耗，匹配时的最大功率增益为第3章 高频谐振放大器GpyfeVi1+Vo1-CN1+Vi2-L2YLN2Io1Ngop1yfeVi1Iop12go1p22gi2+ +V Vo o- -Gp121iiigVP 2222112222iPifeioogpGVypg

12、pVP122212222211212222212210iivoPiifeiiPiifeiopggAGggyppgVGgpVypPPA1122222121122222104iofeioiifepggygpgpggyppAPG单调谐回路谐振放大器单调谐回路谐振放大器 通频带与选择性通频带与选择性200211ffQAALvv浙江海洋学院 陈庭勋高频电子线路电路失谐时电压增益电路失谐时电压增益A Av 将下降，将下降，根据根据 可导出：可导出：第3章 高频谐振放大器GpyfeVi1+Vo1-CN1+Vi2-L2YLN2Io1Ngo通频带通频带 如如FM广播中频为广播中频为10.7MHz，带宽，带宽15

13、0kHz，则中频回路的，则中频回路的Q值应该为：值应该为：10.7MHz / 150kHz =71选择性用矩形系数表示：选择性用矩形系数表示：单调谐回路的矩形系数远大于单调谐回路的矩形系数远大于1 1，其邻道选择性较差。，其邻道选择性较差。7 . 00vvAALQff07 . 0295. 9110220027 . 01 . 01 . 0LLrQfQfffK多级单调谐回路谐振放大器多级单调谐回路谐振放大器vmvvvmAAAAA 3217 . 017 . 02122ffmm浙江海洋学院 陈庭勋高频电子线路由由m m 级组成的谐振放大器的电压总增益为：级组成的谐振放大器的电压总增益为：Am/Am00

14、双调谐回路频率特性的导出m m =1=1第3章 高频谐振放大器m m 级相同放大器级联时的谐振曲线为：级相同放大器级联时的谐振曲线为：m m =2=2m m =3=3m m 级放大器的通频带为：级放大器的通频带为：随级数的增多，总通频带缩小。随级数的增多，总通频带缩小。m m 级放大器的矩形系数：级放大器的矩形系数：2200211mLmmffQAA12110022117 . 01 . 01 . 0mmmmrffkp1yfeVi并联型互感耦合谐振回路并联型互感耦合谐振回路双调谐回路谐振放大器双调谐回路谐振放大器 电路结构及等效电路电路结构及等效电路2222max22412VV浙江海洋学院 陈庭勋

15、高频电子线路第3章 高频谐振放大器01 10.50.51.51.5L2L1C1C2T1T2VCC+V1-+Vo-p22CieL2L1C1C2p22giep12Coep12goeIg+Vo/p2-222241gIVVAgiov双调谐回路谐振放大器双调谐回路谐振放大器 电路工作特性电路工作特性gyppVVAfeiov21201浙江海洋学院 陈庭勋高频电子线路 弱耦合弱耦合1，峰值出现在，峰值出现在=0处，处，Av0随随增加而增加。增加而增加。 临界耦合临界耦合1，峰值出现在，峰值出现在=0处，谐振曲线平坦。处，谐振曲线平坦。 强耦合强耦合1，谐振曲线出现双峰，峰值与，谐振曲线出现双峰，峰值与1时相

16、同。时相同。0Am/Am0说明双调谐回路放大器的选择说明双调谐回路放大器的选择性优于单调谐回路放大器。性优于单调谐回路放大器。第3章 高频谐振放大器1 10.50.51.51.5谐振时电压增益：谐振时电压增益：临界耦合时的矩形系数：临界耦合时的矩形系数：16. 3227 . 01 . 01 . 0ffKr高频功率放大器的原理与特性高频功率放大器的原理与特性浙江海洋学院 陈庭勋高频电子线路带宽窄，用谐振回路作为负载。带宽窄，用谐振回路作为负载。第3章 高频谐振放大器效率高，导通角小于效率高，导通角小于180。谐振谐振回路回路功率功率放大放大工作在非线性状态。工作在非线性状态。高频功率放大器的工作

17、特点高频功率放大器的工作特点 AM波段带宽波段带宽9kHz， FM波段带波段带宽宽0.15MHz，约为中心频率的，约为中心频率的1%。谐波要求：谐波要求：空间的谐波相对基波强度比小于空间的谐波相对基波强度比小于0.02%（中波）（中波）（丙类、丁类、戊类）（丙类、丁类、戊类）coEPPP谐振功率放大器的工作原理谐振功率放大器的工作原理获得高效率所需的条件获得高效率所需的条件浙江海洋学院 陈庭勋高频电子线路直流电源功率直流电源功率由能量守恒可以得到：由能量守恒可以得到：第3章 高频谐振放大器提高效率的途径：提高效率的途径：导通角小于导通角小于180。信号输出功率信号输出功率功率管耗散功率功率管耗

18、散功率+vb-+Vc-VCCiB输输出出LVBBiCvBiCO OVBZvb-c+c-VBBvb-VBBvcicVCCi/vO OtVBZ 往脉冲工往脉冲工作状态靠近。作状态靠近。（通角）iccooEocPPPPPbmBBBZcVVVcos谐振功率放大器的工作原理谐振功率放大器的工作原理 负载阻抗特性负载阻抗特性LQpCRLpZ22浙江海洋学院 陈庭勋高频电子线路 求图示谐振电路各次谐波与基频的阻求图示谐振电路各次谐波与基频的阻抗值之比。回路抗值之比。回路Q Q=10。第3章 高频谐振放大器并联谐振阻抗：并联谐振阻抗：+Vc-VCC输输出出LiC对于谐波对于谐波n：谐波的阻抗均很小，可以认为只

19、有基波输出，即输出正弦波。谐波的阻抗均很小，可以认为只有基波输出，即输出正弦波。 其中的其中的R R是指与电感是指与电感相串联的电阻。相串联的电阻。ZQnnjpZn1220667. 02ZZ0375. 03ZZ0267. 04ZZ0208. 05ZZ谐振功率放大器的工作原理谐振功率放大器的工作原理 功率关系功率关系浙江海洋学院 陈庭勋高频电子线路tVVvcmCCCcostItItIIicmcmcmCOC3cos2coscos321第3章 高频谐振放大器直流电源提供的功率：直流电源提供的功率：tVVvbmBBBcosCOCCEIVP PcmPcmcmcmoRIRVIVP12121221vBiCO

20、 OVBZvb-c+c-VBBicicvcvb-VBBVCCi/vO OtVBZ输出功率可以只考虑基波：输出功率可以只考虑基波：效率：效率： cCOcmCCcmEocgIIVVPP112121电压利用系数电压利用系数波形系数波形系数Vcm晶体管谐振功率放大器的折线近似分析法晶体管谐振功率放大器的折线近似分析法 晶体管理想化特性曲线晶体管理想化特性曲线输出特性曲线输出特性曲线浙江海洋学院 陈庭勋高频电子线路临界线临界线第3章 高频谐振放大器在高频状态下，晶体管饱和压降较大高。在高频状态下，晶体管饱和压降较大高。欠压状态：欠压状态：临界状态：临界状态：过压状态：过压状态：输出电压产生的集电极最大输

21、出电压产生的集电极最大电流在临界线右方。电流在临界线右方。输出电压产生的集电极最大输出电压产生的集电极最大电流正好落在临界线上。电流正好落在临界线上。输出电压产生的集电极最大输出电压产生的集电极最大电流进入临界线的左方。电流进入临界线的左方。临界线方程：临界线方程：tvCiCCcrCvgi mvBCcCvig晶体管谐振功率放大器的折线近似分析法晶体管谐振功率放大器的折线近似分析法 晶体管理想化特性曲线晶体管理想化特性曲线转移输出特性曲线转移输出特性曲线浙江海洋学院 陈庭勋高频电子线路第3章 高频谐振放大器0vBiC跨导：跨导：（v vB BVVBZBZ）VBZ钭率钭率g gc c理想理想理想化

22、的转移特性曲线：理想化的转移特性曲线：（v vB BVVBZBZ）BZBcCVvgi0Ci晶体管谐振功率放大器的折线近似分析法晶体管谐振功率放大器的折线近似分析法 集电极余弦脉冲电流的分解集电极余弦脉冲电流的分解c2浙江海洋学院 陈庭勋高频电子线路第3章 高频谐振放大器由关系式由关系式尖顶余弦脉冲解析式：尖顶余弦脉冲解析式：导出：导出：tic0iCmax导出：导出：作傅里叶级数展开：作傅里叶级数展开：tnItItIIicmncmcmCOCcos2coscos21ccCCtiicos1coscosmaxBZbmBBccVtVVgicoscctdiICC210ccttdiICcmcos11cctt

23、dniICcmncos1 cccCcmCCcmcgIIVV101012121210c/0.120601000.30.5n140180晶体管谐振功率放大器的折线近似分析法晶体管谐振功率放大器的折线近似分析法 集电极余弦脉冲电流的分解集电极余弦脉冲电流的分解 cCCiI0max0浙江海洋学院 陈庭勋高频电子线路第3章 高频谐振放大器可以导出为：可以导出为：011023其中：其中：分分解解系系数数电流利用率最高电流利用率最高波形系数波形系数效率：效率：2.01.0 为了兼顾功为了兼顾功率与效率，通角率与效率，通角取取7070左右。左右。 cCcmiI1max1 cnCcmniImax cccccco

24、s1cossin0 ccccccos1cossin1 ccccccnnnnnncos11cossincossin22晶体管谐振功率放大器的折线近似分析法晶体管谐振功率放大器的折线近似分析法 高频功率放大器的动态特性与负载特性高频功率放大器的动态特性与负载特性bmcmBBcmBZCCbmCcmbmcCVVVVVVVvVVgiQ浙江海洋学院 陈庭勋高频电子线路加负载后的加负载后的vC C- -iC C关系：关系：BZBcCVvgi第3章 高频谐振放大器动态特性曲线（负载线）的画法：动态特性曲线（负载线）的画法：B B1 1、确定一点、确定一点B B，作钭率为，作钭率为g gd d 的直线。的直线。

25、依据：tVVvbmBBBcostVVvcmCCCcosO OiCVCCvCiCmaxVCminVcmc22 2、确定、确定Q Q点、点、A A点（点（vC=vCinm，vB=vBmax），），A A再作两点间直线。再作两点间直线。bmBBBVVvmax晶体管谐振功率放大器的折线近似分析法晶体管谐振功率放大器的折线近似分析法 动态特性曲线与输出电流的关系动态特性曲线与输出电流的关系浙江海洋学院 陈庭勋高频电子线路第3章 高频谐振放大器 在放大区内，在放大区内，iC受基极信号控制，受基极信号控制，产生产生vC电压；进入截止区或饱和区，则电压；进入截止区或饱和区，则vC由谐振电路控制。由谐振电路控制

26、。P PO OiCtvCVCminA A1QiCO OA A2A A31231231 1、欠压工作状态：、欠压工作状态：2 2、临界工作状态：、临界工作状态：3 3、过压工作状态：、过压工作状态：（尖顶余弦脉冲）（尖顶余弦脉冲）（尖顶余弦脉冲）（尖顶余弦脉冲）（凹顶脉冲）（凹顶脉冲） 谐振进负载电阻的变化会引起输出电流脉冲的变化；谐振进负载电阻的变化会引起输出电流脉冲的变化；输入端激励强度也会引起输出电流脉冲上的变化。输入端激励强度也会引起输出电流脉冲上的变化。晶体管谐振功率放大器的折线近似分析法晶体管谐振功率放大器的折线近似分析法 负载特性曲线负载特性曲线浙江海洋学院 陈庭勋高频电子线路负载

27、特性曲线负载特性曲线第3章 高频谐振放大器IC0临界状态临界状态的优点是输出功率最大的优点是输出功率最大, ,c也比较高。也比较高。最佳工作状态最佳工作状态。O ORPVcmIcm1O ORPPcPoPE（直流电源功率）直流电源功率）c欠压欠压 临界临界 过压过压欠压欠压 临界临界 过压过压Pc =PE - Po过压状态过压状态的优点是输出电压比较平稳的优点是输出电压比较平稳, ,c较高。用于较高。用于中间级放大中间级放大。欠压状态欠压状态的输出功率和效率都较低，的输出功率和效率都较低，功率电路不采用功率电路不采用。晶体管谐振功率放大器的折线近似分析法晶体管谐振功率放大器的折线近似分析法浙江海

28、洋学院 陈庭勋高频电子线路1 1、VCC对工作状态的影响对工作状态的影响： 在欠压区，在欠压区，IC0 、Icm1随随Vbm的减小的减小而减小。在而减小。在过压区，过压区，Vbm影响很小。影响很小。第3章 高频谐振放大器 各极电压对工作状态的影响各极电压对工作状态的影响 在欠压区在欠压区VCC影响很小。在过压区，影响很小。在过压区，VCC越小，过压越严重，对越小，过压越严重，对Icm1 、Po影响影响显著。有集电极调幅作用。显著。有集电极调幅作用。P PO OiCvCQA A2 2、Vbm、VBB对工作状态的影响对工作状态的影响：O O欠压区欠压区 过压区过压区IC0Icm1VBB的增、减相当

29、于的增、减相当于Vbm的减、增。的减、增。IC0Icm1PoPEPc晶体管谐振功率放大器的折线近似分析法晶体管谐振功率放大器的折线近似分析法 工作状态的估算工作状态的估算浙江海洋学院 陈庭勋高频电子线路第3章 高频谐振放大器 已知功率放大器的已知功率放大器的VCC =24V，Po =2W。工作频率为。工作频率为1MHz。试求它的能量关系。试求它的能量关系。 功率管参数：功率管参数：fT70MHz，Ap13dB，ICmax=750mA，VCE（sat） 1.5V，PCM=1W。解：解：工作状态选用临界状态。认为工作状态选用临界状态。认为 Vcm=VCC -vCmin=22.5V。求（求（Pc、P

30、E、Pi、c）取取c=70用到公式用到公式mARVIPcmcm1785 .1265 .2215 .126225 .22222ocmPPVR253. 0700436. 0701mAiC408maxmAiC1030WIVPCCCE47. 20WPPPoEc472. 0%81472. 22EocPPiopPPAlg10WPi1 . 03 . 1lg21晶体管的高频特性晶体管的高频特性 各极电流关系各极电流关系浙江海洋学院 陈庭勋高频电子线路 当信号频率很高，载流子由发射极渡当信号频率很高，载流子由发射极渡越到集电极的时间不能忽略时，晶体管有越到集电极的时间不能忽略时，晶体管有如下特点：如下特点：第3

31、章 高频谐振放大器 2、发射结的有效激励电压小于外加激、发射结的有效激励电压小于外加激励电压，集电极电流减小。励电压，集电极电流减小。tO O+ciE-c2iCtiB 1、发射极电流出现负脉冲，而且主脉、发射极电流出现负脉冲，而且主脉冲高度有所下降。冲高度有所下降。3、集电极电流滞后于基极激励电压。、集电极电流滞后于基极激励电压。4、基极电流直流分量减小。、基极电流直流分量减小。5、各极电流与静态特性曲线偏差较大。、各极电流与静态特性曲线偏差较大。高频脉冲电流波形高频脉冲电流波形与与渡渡越越时时间间有有关关高频功率放大器的馈电网络高频功率放大器的馈电网络 集电极馈电线路集电极馈电线路1、只允许

32、晶体管消耗直流能量。、只允许晶体管消耗直流能量。馈馈电电原原则则串馈串馈浙江海洋学院 陈庭勋高频电子线路第3章 高频谐振放大器2、基波分量应流过负载回路，产、基波分量应流过负载回路，产生所需的高频输出功率。生所需的高频输出功率。3、谐波分量不应消耗功率。、谐波分量不应消耗功率。icm1IC0icmnLCL0C0VCCC1LCVCCLCL0C0VCCicm1IC0icmnicm1icmnIC0并馈并馈icm1IC0icmnicm1icmnL0是高频扼流圈是高频扼流圈馈电方式：馈电方式：晶体管、负载晶体管、负载回路、电源三回路、电源三者的连接关系者的连接关系等效电路等效电路L0是高频扼流圈是高频扼

33、流圈IC0VBBC0L0高频功率放大器的馈电网络高频功率放大器的馈电网络 基极馈电线路基极馈电线路浙江海洋学院 陈庭勋高频电子线路第3章 高频谐振放大器基极串馈基极串馈 基极也有基极也有串馈与并馈两串馈与并馈两种方式。种方式。基极自给偏压电路基极自给偏压电路C0VBB基极并馈基极并馈rbbL0RbC0L0CeL0Re由信号由信号的直流的直流分量提分量提供。供。3 3、在几个电子器件同时输出功率的情况下，保证、在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负载，而且能使这几个它们都能有效地传送功率到负载，而且能使这几个电子器件彼此隔离，互相不影响。电子器件彼此隔离，互相不影响。

34、高频功率放大器的馈电网络高频功率放大器的馈电网络 输出耦合回路输出耦合回路ARMr22输出匹输出匹配网络配网络的任务：的任务：1 1、使负载阻抗与庞大器的最佳阻抗相匹配。、使负载阻抗与庞大器的最佳阻抗相匹配。等效等效浙江海洋学院 陈庭勋高频电子线路第3章 高频谐振放大器2 2、抑制工作频率以外的频率成份。、抑制工作频率以外的频率成份。L1C1r1rVCCL1C1MCAL2r1RALnCn反射电阻反射电阻i1rrCLRP111高频功率放大器的馈电网络高频功率放大器的馈电网络 输出耦合回路输出耦合回路交流功率电子器件送至回路的总回路送至负载的功率k 高频功率放大器的阻抗匹配概念：在给定电路的条件下

35、，高频功率放大器的阻抗匹配概念：在给定电路的条件下，调节元件参数，使得能送出额定的输出功率调节元件参数，使得能送出额定的输出功率P Po o至负载。至负载。中介回路效率：中介回路效率：无载阻抗无载阻抗其中：其中：浙江海洋学院 陈庭勋高频电子线路第3章 高频谐振放大器 有载阻抗有载阻抗有载回路有载回路Q Q值值无载回路无载回路Q Q值值Q QL L值取值取1010左右左右021212211QQRRMRrMrrIrILPPAkkrrCLRP111111rCLRPrrLQL11110rLQ 设初次级都不得谐振于设初次级都不得谐振于1MHz1MHz，天线辐射电阻天线辐射电阻RA=37RA=37，晶体管

36、选，晶体管选用用3DA13DA1，工作条件同上例。要使天，工作条件同上例。要使天线与线与3DA13DA1相匹配。求相匹配。求L L1 1、C C1 1、M M的值。的值。（设（设Q Q0 0=100=100，Q QL L=10=10，p=0.2=0.2）互感系数决定反射阻抗：互感系数决定反射阻抗：输出耦合网络应用举例输出耦合网络应用举例110rLQ5 .126PR21pLRQPL浙江海洋学院 陈庭勋高频电子线路第3章 高频谐振放大器从关系式：从关系式：解：解：得到得到对于并联谐振回路：对于并联谐振回路：VCCL1C1MCAL2r1RALnCnHQpRLLP3 .5021pFLC5041121A

37、RMr22HRrMA6 .1516. 3011QLr110rrrQQL44.28110rQQrL高频功率放大器的匹配网络高频功率放大器的匹配网络 型输出匹配网络型输出匹配网络LCQRX11浙江海洋学院 陈庭勋高频电子线路第3章 高频谐振放大器R2代表终端负载电阻代表终端负载电阻L1L1R2C1R1C2C1C2R2R1LCQRX111121222LCQRRRX1112212LLLLCXQRQRQX2221111CLLLLXQRQRQX1121221LLQRRRX型输出匹配网络应用举例型输出匹配网络应用举例浙江海洋学院 陈庭勋高频电子线路第3章 高频谐振放大器 有一个输出功率为有一个输出功率为5W

38、5W的高频功率放大器，的高频功率放大器，负载电阻负载电阻R2=50R2=50，V VCCCC=24V=24V，f=2MHz=2MHz，Q QL L=10=10。求匹配网络的元件参数。求匹配网络的元件参数。L1R2C1C2R1解：解：9 .52521242221ocmPPVRR29. 5109 .5211LCQRXFXCC015. 029. 510048. 221161114. 5111009 .5250501121222LCQRRRX33.104 .515011015291122211CLLLLXQRQRQXFC015. 02HL82. 01型输出匹配网络应用举例型输出匹配网络应用举例 有一个

39、输出功率为有一个输出功率为15W的高频功率放的高频功率放大器，负载电阻大器，负载电阻VCC=24V，f=2.048MHz， R2=50， QL=10。求匹配网络元件参数。求匹配网络元件参数。L1R2C1C26 .171521242221ocmPPVRR解：解：76. 1106 .1711LCQRX浙江海洋学院 陈庭勋高频电子线路第3章 高频谐振放大器FXCC044. 076. 110048. 221161196. 2111006 .1750501121222LCQRRRXFC026. 0269. 46 .295011011761122211CLLLLXQRQRQXHL36. 01型输出匹配网络

40、应用举例型输出匹配网络应用举例 有一个输出功率为有一个输出功率为15W的高频功率放的高频功率放大器，负载电阻大器，负载电阻VCC=24V，f=2.048MHz， R2=50， QL=5。求匹配网络元件参数。求匹配网络元件参数。L1R2C1C26 .171521242221ocmPPVRR解：解：52. 356 .1711LCQRX浙江海洋学院 陈庭勋高频电子线路第3章 高频谐振放大器FXCC022. 052. 310048. 221161186. 511256 .1750501121222LCQRRRXFC013. 0216. 93 .2950126881122211CLLLLXQRQRQXH

41、L71. 012 2、降低级间耦合的效率、降低级间耦合的效率k。使得下一级输入电路的。使得下一级输入电路的损耗相对总损耗的比重不大。（损耗相对总损耗的比重不大。（k取取0.10.10.50.5）高频功率放大器的匹配网络高频功率放大器的匹配网络 输入匹配网络与级间耦合回路输入匹配网络与级间耦合回路bbLLRQX1浙江海洋学院 陈庭勋高频电子线路第3章 高频谐振放大器布线电容布线电容晶体管等效模型晶体管等效模型中间级工中间级工作特征：作特征：1 1、中间级工作于过压状态，以稳定后级的输入电压。、中间级工作于过压状态，以稳定后级的输入电压。rbbLeCbcCbeLbbceC2C1L1CiberbbR

42、1T T型匹配网络型匹配网络112020111211RQrRXLbbC112121CLLbbCXRQQRrX6.6 丁类（丁类（D类）功率放大器类）功率放大器电流开关型功率放大器电流开关型功率放大器)()(2satCEsatCECCMVVVVt扼扼流流电电感感 丁类放大器的功率管工丁类放大器的功率管工作于开关状态，两个晶体管作于开关状态，两个晶体管轮流导通。轮流导通。 电流开关型电路中电源供给的电流开关型电路中电源供给的电流恒定。功率管截止期间，其集电流恒定。功率管截止期间，其集电极电位呈现余弦脉冲，集电极电电极电位呈现余弦脉冲，集电极电流是峰值为流是峰值为I ICCCC的矩形波。的矩形波。浙

43、江海洋学院 陈庭勋高频电子线路第3章 高频谐振放大器C CR RL LVCCCCL LI IC CI IC CL L0 0ttVCCCCvA AvCE2CE2vCE1CE1vCECE(sat)(sat)AVM电流基波分量为电流基波分量为)(satCECCcmVVV/2CCcmII6.6 丁类（丁类（D类）功率放大器类）功率放大器电流开关型功率放大器指标电流开关型功率放大器指标2)(22o22 satCECCPPcmVVRRVP输出功率：输出功率：浙江海洋学院 陈庭勋高频电子线路第3章 高频谐振放大器C CR RL LVCCCCL LI IC CI IC CL L0 0A直流电源输入功率：直流电

44、源输入功率：晶体管耗散功率：晶体管耗散功率：集电极效率：集电极效率：由两只晶体管平分由两只晶体管平分CCsatCECCPCCCCVVVRIVP)(2E2 )()(2c2 satCEsatCECCPoEVVVRPPPCCsatCECCEoVVVPP)(c LsatCECCLomCCRVVttdRVI2)(222cos216.6 丁类（丁类（D类）功率放大器类）功率放大器电压开关型功率放大器电压开关型功率放大器tVVvsatCECCocos2)(浙江海洋学院 陈庭勋高频电子线路第3章 高频谐振放大器VCCCCI I2 2I I1 1R Rb bAC CR RL LL LVCCCC0VR Rb b 电压开关型电路中，电压开关型电路中，A A点的电点的电压是矩形脉冲。功率管导通期间，压是矩形脉冲。功率管导通期间，其集电极电流呈现余弦脉冲。其集电极电流呈现余弦脉冲。iL L输出功率：输出功率：直流电源输入功率：直流电源输入功率：晶体管耗散功率：晶体管耗散功率：集电极效率：集电极效率：包含了谐包含了谐振回路内振回路内阻的总负阻的总负载电阻载电阻2)(22o22 satCECCLLcmVVRRVPCCsatC