hx-高频电子线路-3.3谐振功放电路

1、EXITEXIT 3.3 谐振功率放大器电路谐振功率放大器电路 高频电子线路高频电子线路 多媒体教案EXITEXIT 3.3 谐振功率放大器电路谐振功率放大器电路 高频电子线路高频电子线路3.3 谐振功率放大器电路谐振功率放大器电路主要要求：主要要求： 了解谐振功放常用的直流馈电电路及其特点。了解谐振功放常用的直流馈电电路及其特点。掌握谐振功放中滤波匹配网络的作用，掌握谐振功放中滤波匹配网络的作用，了解了解其其主要要求。主要要求。了解基本滤波匹配网络的组成、分析与设计。了解基本滤波匹配网络的组成、分析与设计。EXITEXIT 3.3 谐振功率放大器电路谐振功率放大器电路 高频电子线路高频电子线

2、路3.3.1 直流馈电电路直流馈电电路一、集电极直流馈电电路一、集电极直流馈电电路+uCEVCC +LCLCCC1+uCEVCC + LCLCCC2CC1串馈电路串馈电路并馈电路并馈电路 LC 、CC1构成电源滤波器，避免信号电流构成电源滤波器，避免信号电流通过直流电源而产生级间反馈通过直流电源而产生级间反馈EXITEXIT 3.3 谐振功率放大器电路谐振功率放大器电路 高频电子线路高频电子线路一、集电极直流馈电电路一、集电极直流馈电电路+uCE +LCLCCC1+uCE + LCLCCC2CC1串馈电路串馈电路并馈电路并馈电路3.3.1 直流馈电电路直流馈电电路虽然电路结构形式不同，但都实现

3、了：虽然电路结构形式不同，但都实现了：+uc+ucVCCVCCtUVuVuc coscmCCCCCE EXITEXIT 3.3 谐振功率放大器电路谐振功率放大器电路 高频电子线路高频电子线路一、集电极直流馈电电路一、集电极直流馈电电路+uCEVCC +LCLCCC1+uCEVCC + LCLCCC2CC1串馈电路串馈电路并馈电路并馈电路3.3.1 直流馈电电路直流馈电电路串馈电路特点：串馈电路特点： LC 回路处于直流高电位，谐振元件不能直接接地。回路处于直流高电位，谐振元件不能直接接地。并馈电路特点：并馈电路特点： LC 回路处于直流低电位，谐振元件能直接回路处于直流低电位，谐振元件能直接

4、接地，易安装。但接地，易安装。但LC 、CC1 并联于回路，并联于回路， 其分布参数直接影响谐振回路的调谐。其分布参数直接影响谐振回路的调谐。EXITEXIT 3.3 谐振功率放大器电路谐振功率放大器电路 高频电子线路高频电子线路二、基极偏置电路二、基极偏置电路 欲晶体管工作于丙类，基极应加反向偏压或小于欲晶体管工作于丙类，基极应加反向偏压或小于UBE(on)的正向偏压。的正向偏压。 + VBBIB0RBCBLBIB0LB + +VCCRB1CBLBRB2VBB自给偏置电路自给偏置电路分压式基极偏置电分压式基极偏置电路路利用利用IB0 流经流经RB产生偏压电压：产生偏压电压：VBB= IB0

5、RB调节调节RB ，可调节反偏电压大小。，可调节反偏电压大小。利用利用LB中的固有直流电阻获得偏压电压中的固有直流电阻获得偏压电压EXITEXIT 3.3 谐振功率放大器电路谐振功率放大器电路 高频电子线路高频电子线路 + VBBIB0RBCBLBIB0LB + +VCCRB1CBLBRB2VBB自给偏置电路自给偏置电路分压式基极偏置电分压式基极偏置电路路 自给偏置电路中，未加输入信号时，自给偏置电路中，未加输入信号时，iB=0，因此，因此偏置电压也为零。当输入信号幅度由小加大时，偏置电压也为零。当输入信号幅度由小加大时，iB增增大，其直流分量大，其直流分量 IB0 也增大，反向偏压随之增大。

6、这也增大，反向偏压随之增大。这种种偏置电压随输入信号幅度而变化的现象称为自给偏偏置电压随输入信号幅度而变化的现象称为自给偏置效应。置效应。二、基极偏置电路二、基极偏置电路EXITEXIT 3.3 谐振功率放大器电路谐振功率放大器电路 高频电子线路高频电子线路 + VBBIB0RBCBLBIB0LB + +VCCRB1CBLBRB2VBB自给偏置电路自给偏置电路分压式基极偏置电分压式基极偏置电路路 由于自给偏压效应，该图中基极偏置电压动态值由于自给偏压效应，该图中基极偏置电压动态值要比静态值小。要比静态值小。二、基极偏置电路二、基极偏置电路EXITEXIT 3.3 谐振功率放大器电路谐振功率放大

7、器电路 高频电子线路高频电子线路3.3.2 滤波匹配网络滤波匹配网络一、滤波匹配网络的作用和要求一、滤波匹配网络的作用和要求滤波和匹配滤波和匹配 在所需频带内进行有效的阻抗变换，给放大器提供在所需频带内进行有效的阻抗变换，给放大器提供 Rpopt 有效滤除不需要的谐波成分有效滤除不需要的谐波成分 将有用功率有效地传送给负载，因此其固有损耗要小。将有用功率有效地传送给负载，因此其固有损耗要小。主主要要要要求求注意：注意： 在丙类谐振功放中，把在丙类谐振功放中，把RL变换为变换为Rpopt ，以获得最大输出，以获得最大输出功率的作用，称为阻抗匹配。功率的作用，称为阻抗匹配。 而线性电路中的阻抗匹配

8、，指负载阻抗与信号源的而线性电路中的阻抗匹配，指负载阻抗与信号源的输出阻抗相等时，负载可从信号源取得最大功率。输出阻抗相等时，负载可从信号源取得最大功率。EXITEXIT 3.3 谐振功率放大器电路谐振功率放大器电路 高频电子线路高频电子线路二、二、LC网络的阻抗变换作用网络的阻抗变换作用 RSXSYSXPRPYPS2S2SS2S2SSSSjj1XRXXRRXRY PPPPPj1j11XRXRY SS2S2PRXRR )1()1(2SS2S2SQRRXR SS2S2PXXRX )11()1(2SS2S2SQXXRX 1. 串并联网络的阻抗变换串并联网络的阻抗变换 SSRXQ EXITEXIT

9、3.3 谐振功率放大器电路谐振功率放大器电路 高频电子线路高频电子线路二、二、LC网络的阻抗变换作用网络的阻抗变换作用 RSXSYSXPRPYP1. 串并联网络的阻抗变换串并联网络的阻抗变换 )1(2SPQRR )11(2SPQXX SSRXQ 2PS1QRR 2PS/11QXX PPXRQ 串并联网络变换后，电抗性质不变串并联网络变换后，电抗性质不变 EXITEXIT 3.3 谐振功率放大器电路谐振功率放大器电路 高频电子线路高频电子线路解：解：SSRXQ SS RL 28. 6101010010100296 )1(2SPQRR 404)28. 61(102 )28. 611(100)11(

10、22SP QLLRSLSLPRP 例例3.3.1100nH10 下图中，已知下图中，已知 f = 100 MHz，求，求 LP 和和 RP 。， )11(2SPQXX ）（2 S P11 QLL = 102.5 nHEXITEXIT 3.3 谐振功率放大器电路谐振功率放大器电路 高频电子线路高频电子线路解：解：PPPP CRXRQ 14. 310502001052127 4 .18)14. 311(002122PS QRR 例例3.3.250 pF下图中，已知下图中，已知 f = 50 MHz，求，求 CS 和和 RS 。RPCP200 RSCS)11(2PSQCC )3.1411(502 =

11、 55 pF，)11(2SPQXX )11(112SPQCC EXITEXIT 3.3 谐振功率放大器电路谐振功率放大器电路 高频电子线路高频电子线路2. L型滤波匹配网络的阻抗变换型滤波匹配网络的阻抗变换 电路在工作频率上达到并联谐振，即电路在工作频率上达到并联谐振，即CL 1 )1( 2LLPQRRR 故故1LP RRQ（1）低阻变高阻型）低阻变高阻型LRPCRLRLCLRP)1(2LLQRR )11(2QLL L RLQ 应用中，根据阻抗匹配要求确定应用中，根据阻抗匹配要求确定Q，即，即EXITEXIT 3.3 谐振功率放大器电路谐振功率放大器电路 高频电子线路高频电子线路例例3.3.3

12、已知某谐振功放的已知某谐振功放的f = 50 MHz，RL= 10 ，所需的，所需的匹配负载为匹配负载为RP = 200 ，试确定，试确定L型滤波匹配网络型滤波匹配网络的参数。的参数。解：解：36. 4191/LP RRQ L QRL 710514. 321036. 4 =139 nH)19/11(139)/11(22 QLL=146 nH /12LC pF 69 应采用低阻变高阻型应采用低阻变高阻型L型滤波匹配网络，其参数设计如下型滤波匹配网络，其参数设计如下EXITEXIT 3.3 谐振功率放大器电路谐振功率放大器电路 高频电子线路高频电子线路（2） 高阻变低阻型高阻变低阻型RPCRLLR

13、PCRLL)1/(2LLQRR )11(2QCC CRQ L 电路在工作频率上达到串联谐振，即电路在工作频率上达到串联谐振，即 1 CL 1PL RRQ)1/( 2LPQRR 故故Q根据阻抗匹配要求确定，即根据阻抗匹配要求确定，即EXITEXIT 3.3 谐振功率放大器电路谐振功率放大器电路 高频电子线路高频电子线路3. 型和型和T滤波匹配网络滤波匹配网络1PL RRQ因为因为1LP RRQ或或故在故在RL和和RL相差不大时，相差不大时，Q只能很小，会使滤波性能很差只能很小，会使滤波性能很差这时可采用这时可采用 型或型或T滤波匹配网络滤波匹配网络EXITEXIT 3.3 谐振功率放大器电路谐振

14、功率放大器电路 高频电子线路高频电子线路3. 型和型和T滤波匹配网络滤波匹配网络RPC2RLL1C1RLL1C1L2RP型滤波匹配网络型滤波匹配网络T型滤波匹配网络型滤波匹配网络C2RLL11C1L12RPRL低阻变高阻低阻变高阻高阻变低阻高阻变低阻 恰当选择两个恰当选择两个L型网络的型网络的Q值，就值，就可兼顾滤波和阻抗可兼顾滤波和阻抗匹配的要求。匹配的要求。EXITEXIT 3.3 谐振功率放大器电路谐振功率放大器电路 高频电子线路高频电子线路RPC2RLL1C1例例3.3.4已知已知 f = 50 MHz，RL= 50 ，欲欲RP = 150 ，采用采用型滤波匹配网络，试确定型滤波匹配网

15、络，试确定C1、C2、L1 值。值。解：解：C2RLL11C1L12RPRLRLC2RLL12选取选取 Q2 = 4 94. 21750122LL QRRpF 255 L22 RQC 2L21CRQ EXITEXIT 3.3 谐振功率放大器电路谐振功率放大器电路 高频电子线路高频电子线路RPC2RLL1C1例例3.3.4已知已知 f = 50 MHz，RL= 50 ，欲欲RP = 150 ，采用采用型滤波匹配网络，试确定型滤波匹配网络，试确定C1、C2、L1 值。值。解：解：C2RLL11C1L12RPRLRLC2RLL12选取选取 Q2 = 4 94. 21750122LL QRRpF 25

16、5 L22 RQC nH 4 .37 L212 RQLL122RLQ EXITEXIT 3.3 谐振功率放大器电路谐振功率放大器电路 高频电子线路高频电子线路RPC2RLL1C1例例3.3.4已知已知 f = 50 MHz，RL= 50 ，欲欲RP = 150 ，采用采用型滤波匹配网络，试确定型滤波匹配网络，试确定C1、C2、L1 值。值。解：解：C2RLL11C1L12RPRL选取选取 Q2 = 4 94. 21750122LL QRRpF 255 L22 RQC nH 4 .37 L212 RQLC1RLL11RP07. 71/LP1 RRQnH 66 L111 RQLnH4 .10312

17、111 LLLEXITEXIT 3.3 谐振功率放大器电路谐振功率放大器电路 高频电子线路高频电子线路RPC2RLL1C1例例3.3.4已知已知 f = 50 MHz，RL= 50 ，欲欲RP = 150 ，采用采用型滤波匹配网络，试确定型滤波匹配网络，试确定C1、C2、L1 值。值。解：解： 选取选取 Q2 = 4 94. 21750122LL QRRpF 255 L22 RQC nH 4 .37 L212 RQL07. 71/LP1 RRQnH 66 L111 RQLnH4 .10312111 LLLRPRPC1L11pF 151 P11 RQC 1P11CRQ EXITEXIT 3.3 谐振功率放大器电路谐振功率放大器电路 高频电子线路高频电子线路一、例一、例1输出匹配网络输出匹配网络基极采用自给偏压。集电极采用并馈电路。基极采用自给偏压。集电极采用并馈电路。 L2、C3和和C4构成构成L型输出匹配网络，调型输出匹配网络，调C3和和C4可在工作频率上实现阻抗匹配。可在工作频率上实现阻抗匹配。3.3.