高频电子线路 课件全套 行鸿彦 第1-10章 绪论、LC谐振回路及其功能-反馈控制电路

高频电子线路第1章绪论一、概述与导学电子线路的分类及其特征二、电子线路的分类

包含有源器件的网络统称为电子线路。电子线路的分类方法：按照工作频率分类；按照流通的信号形式分类；根据集成度的高低分类；以电子线路中所包含的元件性质分类。按照工作频率分类：低频电子线路、高频电子线路和微波电子线路。按照流通的信号形式分类：模拟电子线路和数字电子线路。根据集成度的高低分类：分立电路和集成电路。以电子线路中所包含的元件性质分类：线性电子线路、非线性电子线路、恒定参数电子线路和参变电子线路或时变电路。三、高频与低频电子线路的区别波段名称波长范围频率范围频段名称主要用途长波103-104m30-300kHz低频（LF）电力通信、导航中波102-103m300kHz-3MHz中频（MF）调幅广播、导航短波10-102m3-30MHz高频（HF）调幅广播超短波1-10m30-300MHz甚高频（VHF）调幅广播、电视、移动通信分米波10-102cm300MHz-3GHz特高频（UHF）电视、移动通信、雷达厘米波1-10cm3-30GHz超高频（SHF）微波通信、卫星通信毫米波1-10mm30-300GHz极高频（EHF）微波通信工作频率不一样。分析方法不一样，所采用的微变等效电路不一样。应用对象不一样。四、线性与非线性电子线路的特点不具有叠加性和均匀性，不适用叠加定理。在稳定状态下，非线性电子线路输出变量中包含有输入变量中不具有的频率成分，即信号通过非线性电子线路后可以产生新的频率成分。

本课程研究的主要是非线性电子线路。线性电子线路具有线性特性，也就是它具有叠加性和均匀性，适用叠加定理。处于非线性状态工作的有源器件，如晶体三极管、场效应管、运算放大器等，它们的输出响应与器件工作点的选取和输入信号的大小有关。描述非线性器件特性的参量有三种：静态参量；动态参量；折合参量（平均参量）。数学描述是非线性方程。非线性电子线路特点：五、现代通信系统简介---通信系统框图

非线性电子线路广泛应用于无线电技术的各个领域，在频率变换，通信，雷达，电子对抗等方面的应用尤为突出。通信的任务是传送信息。信息包括语言、音乐、文字、图像、数据等各种信号。如图所示的通信系统框图，由发送设备、信道、接收设备组成。五、现代通信系统简介---无线广播发送与接收框图

右图示出了无线广播发送与接收的框图，其中，图(a)示出了无线广播发射机的框图，图(b)示出了接收机的框图。天线中感生的无线电信号，经过输入回路的选择，取出要收听的已调波信号，经过高频放大器放大，把信号送入到混频器中。(a)无线广播发射机框图(b)无线广播接收机框图六、课程导学图

课程主要分为绪论、LC谐振回路及其功能、高频小信号调谐放大器、高频宽带放大器、高频功率放大电路、高频正弦波振荡器、频率变换方法与电路分析、幅度调制与检波、角度调制与解调、反馈控制电路十章内容。七、本课程的学习内容、方法与要求第二章LC谐振回路及其功能高频电子线路

在无线通信系统中，我们需要利用选频电路从包含众多不同频率分量的信号中选出有用信号、抑制无用信号（干扰和噪声）。

现在如果不提供任何前提条件，就让你从全班的同学中挑选出一位同学，你肯定会一头雾水吧。

但如果需要你找出上学期期末成绩最好的同学，是不是这时你就可以很轻松地完成任务了呢？

内容概述

内容概述

“LC选频匹配网络”与我们假设的场景类似，只是将考试分数这项挑选依据换成了频率，根据频率就可以选出我们需要的信号。

细心的同学可能会提出疑问，我们每学期的考试科目不止一门，如果要挑选出成绩最优异的同学，究竟依据哪一门课的成绩呢？这时候“阻抗变换网络”就派上用场了，就像计算大家每学期期末的总评成绩。

根据每门课在学生学习过程中所占重要性的不同给他们分别赋予权重，最后得出一个加权平均分，根据加权平均分就可以合理有效地挑选出这名同学。

赋予权重的过程可以类比于LC谐振回路中的阻抗变换，它是一种将实际负载变换为前级网络所需要的最佳负载阻抗的电路，对于提高整个电路的性能具有重要作用。内容概述第二章LC谐振回路及其功能目录六、LC选频匹配网络五、阻抗变换网络一、谐振曲线二、LC谐振回路四、信源内阻和负载对谐振回路的影响三、选频特性

一、谐振曲线

一般情况下，通信电路中的信号不是单一频率的信号，而是具有一定频带宽度的频谱信号。因此，选频电路的通频带宽度应与其所传输信号的有效频谱带宽相适应。

为了不造成传输信号的幅度失真，理想的选频电路通频带内的幅频特性H(f)应满足：

为抑制通频带外干扰，选频电路通频带外的幅频特性H(f)应满足

即理想的幅频特性应为矩形。幅频特性的纵坐标称为归一化谐振函数，表示为

为时两边界频率的频带宽度。理想矩形系数实际矩形系数

。

一、谐振曲线

实际的幅频特性并非矩形，只接近矩形，其接近程度与选频电路参数相关，用矩形系数表示：

为时，两边界频率和之间的频带宽度，称为通频带，表示为

一、谐振曲线信号通过选频电路时，为了不造成相位失真，要求选频电路在通频带内的相频特性满足：

通频带内的各频率分量延迟时间均为τ，保证输出信号中各频率分量之间的相对关系与输入信号完全相同。

实际选频回路的相频特性曲线并不是一条直线，这就不可避免地会产生相位失真，使选频回路输出信号的波形产生变化。

一、谐振曲线

LC谐振回路是高频电路中最常用的无源网络，具有选频和阻抗变换的功能，电路结构形式包括并联谐振回路和串联谐振回路两种。下面分别介绍LC串、并联谐振回路阻抗特性及选频特性。二、LC谐振回路

LC串联谐振回路：产生工频高电压；

为变压器等电力设备做耐压试验，检验电气设备绝缘强度；

在无线电工程中，利用LC串联谐振回路获得较高的电压。1、LC串联谐振回路其中是信号源、r是电感L的损耗电阻电容C损耗很小可以忽略。

1、LC串联谐振回路二、LC谐振回路

二、LC谐振回路1.1串联谐振回路的阻抗特性

A、B两点向右的回路等效阻抗为

为回路电抗、

为回路阻抗模值、为回路阻抗角。

使回路阻抗呈现纯阻性的信号源角频率称为谐振角频率，记为（注：只由回路本身参数决定），可由

串联谐振回路的品质因数为回路谐振时感抗或容抗与损耗电阻之比，表示为

可求出损耗电阻r为

二、LC谐振回路

串联谐振回路阻抗特性和相频特性：二、LC谐振回路具体分析阻抗特性，有以下特点：（1）回路谐振时，。感抗与容抗相互抵消，回路阻抗最小为纯电阻，阻抗角为零；（2）回路失谐时，。当时，，回路呈感性阻抗；当时，，回路呈容性阻抗。相频特性曲线为正斜率，即

二、LC谐振回路1.2、串联谐振回路的选频特性幅频特性

相频特性

二、LC谐振回路2、LC并联谐振回路

LC并联谐振回路在通信电子电路中的应用由它的特点决定。二、LC谐振回路二、LC谐振回路其中是电流源、r是电感L的损耗电阻，电容C损耗很小可以忽略2、LC并联谐振回路二、LC谐振回路2.1并联谐振回路的阻抗特性在电流源的激励下，回路两端的输出电压为，回路的等效阻抗为实际电路中，损耗电阻r满足，因此，可改进为则回路的等效导纳可表示为

二、LC谐振回路

Re0为回路的固有谐振电阻。LC并联谐振回路可以等效成标准LC并联谐振回路。二、LC谐振回路当时，并联谐振回路处于谐振状态，则

并且，并联谐振电阻回路等效阻抗最大，为纯电阻Re0，也称谐振电阻，表示为

特性阻抗则为谐振时的容抗或感抗，用表示为

二、LC谐振回路LC并联谐振回路的品质因数Q0为回路谐振电阻与特性阻抗之比(一个由有耗空心线圈和电容组成的并联谐振回路的Q0值约为几十到几百)，即

可改写为

可将回路的等效阻抗改写为

二、LC谐振回路并联谐振回路阻抗特性和相频特性曲线二、LC谐振回路

具体分析阻抗特性，有以下特点：（1）回路谐振时。感抗与容抗相互抵消，回路阻抗最大为纯电阻Re0，阻抗角为零；（2）回路失谐时。回路阻抗减小，相移增大。当时，，回路呈容性阻抗；当时，，回路呈感性阻抗。相频特性曲线为负斜率，即

二、LC谐振回路2.并联谐振回路的选频特性并联谐振回路的输出电压大小随输入信号频率变化而不同的特性称为选频特性。标准并联谐振回路的输出电压为

当输入信号频率变化时，输出电压大小也产生变化。若将一般情况下的回路电压与谐振时的回路最大输出电压之比称为并联谐振回路的归一化选频特性，则可表示为。二、LC谐振回路则可得到幅频特性

相频特性

三、选频特性显然，由LC串、并联谐振回路的选频特性表达式可知，串、并联谐振回路具有相同的选频特性。由归一化选频特性曲线可知谐振回路的性能参数：（1）通频带。当幅频特性时，可计算出回路的3dB通频带为

说明回路Q0值越小，通频带越宽。因此，在中心频率很高时，窄带选频回路要求极高的Q0值。（2）选择性。选择性指谐振回路选出有用信号且抑制无用信号和噪声的能力。回路品质因数Q0越大，曲线越尖锐，选择性越好，但其通频带也越窄。（3）矩形系数。矩形系数定义为

三、选频特性三、选频特性

矩形系数为归一化谐振曲线幅频特性N(f)值下降到0.1时对应的频带宽度与通频带之比。因此，K0.1大于或等于1，其值越接近于1，对应的N(f)曲线形状越接近矩形，选择性越好。综上可知，回路Q0值的大小会同时影响选择性和通频带，这二者又互相牵制，无法同时兼顾。因此，在设计选频电路时，面对选择性和通频带的矛盾关系，要根据实际情况辩证地处理，做好取舍和平衡。

考虑信源内阻RS和负载电阻RL时（注：RS和RL的电抗成分不考虑），并联谐振回路等效电路：当RS和RL接入回路后，等效回路的电感和电容保持不变，则谐振频率、特性阻抗也不变，而谐振电阻ZPmax变为

四、信源内阻和负载对谐振回路的影响四、信源内阻和负载对谐振回路的影响同时，计入RS和RL的回路品质因数称为有载品质因数Qe，表示为

Q0为回路空载品质因数。且回路的通频带宽度为

四、信源内阻和负载对谐振回路的影响

显然，Qe比Q0小，谐振回路通频带展宽，选择性变差。且RS和RL越小，Qe下降越多，影响越严重。实际应用中，信源内阻RS和负载电阻RL的大小是确定值，不能选择，也难以满足阻抗匹配要求。另外，信源内阻和负载不一定是纯电阻，可能还包括电抗分量（一般是容性），与回路电容C是并联关系。因此，回路总电容为三者之和，也会影响回路的谐振频率。为了减少信源内阻RS和负载电阻RL对选频回路的影响，通常采用阻抗变换网络，将RS和RL变换成回路需要值。五、阻抗变换网络

阻抗变换网络的任务是将实际信源内阻RS和负载电阻RL，变成回路需要的值。常用的阻抗变换网络形式有变压器电路、自耦变压器电路、电感分压电路和电容分压电路等。1、变压器阻抗变换电路

假设变压器为无损耗的理想变压器，初、次级间全耦合，且初、次级线圈的匝数分别为N1、N2，则接入系数n=N2/N1。五、阻抗变换网络2、自耦变压器阻抗变换电路电感线圈1～3端的匝数为N1，抽头2～3端的匝数为N2。五、阻抗变换网络

将自耦变压器作为无损耗的理想变压器，利用与变压器阻抗变换电路相同的分析方法，可计算负载电阻RL等效到1～3端的等效负载电阻为

因为或，则。因此，自耦变压器的负载电阻RL等效到前级回路后的电阻变大了，从而减小了对回路的影响。n越小，越大，负载对回路的影响越小。n的大小反映了外部接入负载（包括电阻负载和电抗负载）对回路影响的大小程度。另外，与变压器变换电路相比，自耦变压器变换电路的优点是绕制方法简单、节省导线，缺点是负载与回路之间有直流通路。五、阻抗变换网络3、电感分压式阻抗变换电路五、阻抗变换网络

若品质因数足够大（）、无互感，回路处于谐振或失谐不大时，则满足。因此，接入系数n为

谐振时，根据和RL消耗功率相等的原则，即，可求出等效电阻为

4、电容分压式阻抗变换电路五、阻抗变换网络五、阻抗变换网络同上满足近似条件时，则接入系数n为

同理，可求出等效电阻为

五、阻抗变换网络5、考虑信源和负载电抗的变换电路

若外接负载不是纯电阻而包含电抗分量时，上述等效变换关系仍然适用。

其阻抗等效变换电路，，。因为，所以等效后变大，变小。一致的规律，经等效变换后阻抗变大，对回路影响变小。五、阻抗变换网络

对于谐振回路的信号源，也可采用相同方法变换，等效的原则还是功率相等。

由以上分析可知，不同类型的阻抗变换电路都可以通过选择合理的接入系数n，达到阻抗匹配的目的。六、LC选频匹配网络

LC选频匹配网络的电路形式，常见的有L型、T型和π型等。各种匹配网络的阻抗变换特性都是以串、并联阻抗转换为基础，下面逐一介绍。1、串、并联阻抗变换公式将串联的电阻RS和电抗XS等效地变为并联的电阻RP和电抗XP。六、LC选频匹配网络根据阻抗或导纳相等的原则进行等效，表达式为

则可得串联转换成并联阻抗的公式为

或并联转换成串联阻抗的公式为

六、LC选频匹配网络

品质因数Q由定义可知，。当Q>>1时，。

上述各式表明，品质因数Q确定后，串联的电阻RS和电抗XS与并联的电阻RP和电抗XP之间可以相互转换，由RS转换到RP电阻变大，由RP转换到RS电阻变小，且转换前后的电抗性质不变（即XS与XP有相同的正负号）。六、LC选频匹配网络

2、L型阻抗匹配网络

L型网络是一种最简单、最常用的阻抗匹配网络，由两个异性质电抗元件构成，一般应用于窄带高频功率放大器中。

XS和XP分别表示串、并联支路的电抗，二者性质相异。若信源内阻为RS，且RS≠RL，则如何设计L型匹配网络实现阻抗匹配？六、LC选频匹配网络2.1、匹配网络选择及元件参数计算

（1）RS>RL时为了实现阻抗匹配，需将负载电阻RL变大，且阻抗变换后的R'L须满足R'L=RS，因此采用L型串联匹配网络。将串联形式的XS和RL变换成并联形式的X'S和R'L，电路在工作频率f0处并联谐振，电抗XP和X'S相互抵消。

六、LC选频匹配网络因为R'L=RS，可由已知RS、RL，求出Q

再由，可求

最后，由工作频率ω0可进一步求出电感L和电容C值。由于此L型网络仅在工作频率ω0处并联谐振，电抗抵消，完成了两电阻间的阻抗变换，故属于窄带阻抗变换网络。和六、LC选频匹配网络（2）RS<RL时采用L型并联匹配网络，将并联形式的XP和RL变换成串联形式的X'P和R'L，再让电抗X'P和XS在工作频率f0处串联谐振，电抗抵消，且只要Q值适当，可使得R'L=RS。L型并联匹配网络的各参数值分别为

和（2.7.8）六、LC选频匹配网络（3）结论综合以上两种情况可知，L型匹配网络支路的Q可表示为

即当信源内阻RS和负载电阻RL确定以后，L型匹配网络支路的Q值也可确定。当RS>RL时，由于XS与XP互为异性质电抗，可实现低通、高通型两种形式的L型匹配网络。

L型串联匹配支路的Q表示为，则有

六、LC选频匹配网络

因此，已知RS、RL和工作频率f0，可分别求出L1、C1和L2、C2值。在工程应用中，一般采用低通型结构，高通型很少采用。

六、LC选频匹配网络

以上分析以RS和RL是纯电阻为条件，若均不是纯电阻，设计时可先以纯电阻完成L型网络匹配，再从计算得到的电抗中扣除信源阻抗和负载阻抗相应的电抗分量，得到L网络实际的电感L和电容C值。另外，L型阻抗匹配网络与部分接入阻抗变换网络不同的是，不要求Q>>1。六、LC选频匹配网络2.2、带宽及有载Qe对于整个L型网络，由于同时接有信源内阻RS和负载电阻RL，串联臂和并联臂两条支路具有相同的Q值。故整个L型网络的总有载Qe为

因此，3dB带宽为

六、LC选频匹配网络3T型和π型匹配网络L型网络的最大缺陷是，当信源内阻RS和负载电阻RL确定后，其Q值不能根据实际需要而改变，且当两个阻值接近时，Q值将变得极低。因此，当信源内阻RS和负载电阻RL相差不大时，为了得到较高的Q值，则可以用一个低阻－高阻变换网络和一个高阻－低阻变换网络级联，组成T型或π型匹配网络。六、LC选频匹配网络

T型、π型匹配网络是三电抗元件匹配网络，均可看成两个L型网络的级联。其中，每个L型网络都由异性质电抗构成，阻抗变换的作用也由两个L型网络得到。两个L型网络的品质因数分别为Q1和Q2，两者大小可任意选取（通常会根据滤波器要求选取一个较大的值，大于）。因此，T型和π型匹配网络在实现阻抗变换的同时，还可以兼顾滤波要求。信源内阻RS和负载电阻RL的大小关系也不影响变换网络的结构。六、LC选频匹配网络对于T型网络，有以下计算公式

对于π型网络，有以下计算公式

本章小结（1）LC并联谐振回路幅频曲线所显示的选频特性在高频电路里有着非常重要的作用，其选频性能的好坏可由通频带和选择性(回路Q值)这两个相互矛盾的指标来衡量。矩形系数则是综合说明这两个指标的一个参数，可以衡量实际幅频特性接近理想幅频特性的程度。矩形系数越小，则幅频特性越理想。本章小结（2）LC并联谐振回路阻抗的相频特性是条具有负斜率的单调变化曲线，这一点在分析LC正弦波振荡电路的稳定性时有很大作用，而且可以利用曲线中的线性部分进行频率与相位的线性转换，这在相位鉴频电路里得到了应用。同样，LC并联谐振回路阻抗的幅频特性曲线中的线性部分也为频率与幅度的线性转换提供了依据，这在斜率鉴频电路里得到了应用。本章小结（3）LC串联谐振回路的选频特性在高频电路里也有应用,比如在LC正弦波振荡电路里可作为短路元件工作于振荡频率点，但其用途不如并联回路广泛。另外，要注意：LC并联谐振回路与串联谐振回路的参数具有对偶关系。本章小结（4）LC阻抗变换电路和选频匹配电路都可以实现信号源内阻或负载的阻抗变换，这对于提高放大电路的增益是必不可少的。区别在于，后者仅可以在较窄的频率范围内实现较理想的阻抗变换，而前者虽然可在较宽的频率范围内进行阻抗变换，但各频率点的变换值有差别。谢谢！南京信息工程大学南京信息工程大学高频电子线路第三章高频小信号调谐放大器高频小信号调谐放大器六、本章小结七、作业五、集中选频小信号调谐放大器一、概述与导学二、晶体管高频等效电路及频率参数四、调谐放大器的级联三、小信号谐振放大器一、概述与导学一、概述与导学高频小信号放大器定义：对频率处于3MHz至30MHz范围内的高频小信号进行放大的放大器。一、概述与导学高频小信号放大器的性能指标：1.增益（放大系数）电压增益：或功率增益：或2.通频带3.噪声系数：一、概述与导学4.选择性（矩形系数和抑制比）：从各种不同频率信号的总和中选出有用信号，抑制干扰信号的能力称为放大器的选择性。1)矩形系数：表示实际调谐曲线和理想调谐曲线的接近程度2)抑制比：表示对某个干扰信号的抑制能力5.稳定性：指电源电压变化或器件参数变化时，放大器性能指标的稳定程度。极端的不稳定现象就是放大器自激(主要由晶体管内反馈引起)，使放大器完全不能工作。一、概述与导学一、概述与导学高频小信号放大器的分类：按材料：晶体管(BJT)、场效应管(FET)、集成电路(IC)按频谱宽度：窄带放大器、宽带放大器按电路形式：单级放大器、多级放大器按负载形式：谐振放大器、非谐振放大器一、概述与导学谐调放大器级联：在实际应用中，当单调谐放大器增益和选频特性不能满足要求时，需要采用多级放大器级联的结构。集中选频小信号放大器：集中选频小信号调谐放大器由集中选频滤波器和高频线性集成放大器组成，其性能指标优于分立元器件组成的多级谐振放大器。一、概述与导学晶体管高频等效电路：1.物理模拟等效电路—混合π等效电路2.形式等效电路—Y参数等效电路二、晶体管高频等效电路及频率参数晶体管工作在高频时，晶体管的电流放大系数与频率有明显的关系，且频率越高关系越明显。1.混合π等效电路混合π等效电路从模拟晶体管的物理结构出发，用集中参数元件R、C和受控源来表示管内的复杂关系。二、晶体管高频等效电路及频率参数1.混合π等效电路为基极体电阻为发射结电阻为发射结电容

为集电结电阻为集电结电容为集-射极间电阻为集-射极间电容为受控电流源其中，简化电路二、晶体管高频等效电路及频率参数1.混合π等效电路

优点：各个元件物理意义明确，在很宽的频率范围内元件值基本上与频率无关。缺点：不同电路随器件不同而有差别，分析电路不够方便。因而混合π等效电路法较适合于分析宽频带小信号放大器。二、晶体管高频等效电路及频率参数2.Y参数等效电路

晶体管形式等效电路是从测量使用的角度出发，把晶体管等效为有源双端口网络，用一组网络参数来构造其等效电路。现以共发射极接法的晶体管为例,将其看作一个双口网络。二、晶体管高频等效电路及频率参数2.Y参数等效电路相应的Ｙ参数方程为其中，输入导纳：输出导纳：反向传输导纳：

正向传输导纳：

二、晶体管高频等效电路及频率参数2.Y参数等效电路图中和是受控电流源，正向传输导纳越大，晶体管的放大能力愈强，而反向传输导纳越大，晶体管的内部反馈愈强。

的存在对实际工作带来很大危害,是谐振放大器自激的根源,同时也使分析过程变得复杂,因此应尽可能使其减小或削弱它的影响。

二、晶体管高频等效电路及频率参数2.Y参数等效电路

Y参数不仅与静态工作点的电压、电流相量值有关,而且是工作频率和静态工作点的函数.例如，当发射极电流Ie增加时,输入与输出电导都将增大。当工作频率较低时,电容效应的影响逐渐减弱。所以无论是测量还是查阅晶体管手册,都应注意工作条件和工作频率。二、晶体管高频等效电路及频率参数3.Y参数等效电路与混合π等效电路参数转换等效Y参数与混合π型等效电路中参数的关系式如下：不同的Y参数之间可以相互转换，只是其中所有的参数都是频率的函数，而混合π型等效电路中的各参数则均是与频率无关的。因此，在分析放大器时，用Y参数等效电路比较合适。三、小信号谐振放大器1.单调谐回路谐振放大器电路单调谐放大器由晶体管和并联谐振回路组成。下图是由三级单调谐放大器组成的三级级联放大电路及其等效电路。三、小信号谐振放大器1.单调谐回路谐振放大器电路晶体管采用Y参数等效电路，其中为信号源，内导纳用等效。晶体管在接上负载和信号源之后，晶体管的ce两端由谐振回路等效的负载导纳。集电极向右看去的回路导纳：放大器的输入导纳：

三、小信号谐振放大器2.单调谐回路谐振放大器性能由于的存在，多级放大器中前后级将会相互影响。这增加了调试的难度，并且有可能导致放大器工作不稳定，产生自激现象。我们假设晶体管的，则。1)放大器的电压放大倍数电压增益：由，得到：由，，得到：

三、小信号谐振放大器2.单调谐回路谐振放大器性能1)放大器的电压放大倍数

设，得到：谐振时：

三、小信号谐振放大器2.单调谐回路谐振放大器性能

2)放大器的通频带放大器随变化的曲线叫做放大器的谐振曲线

称为广义失谐。当时，得到放大器的通频带：

三、小信号谐振放大器2.单调谐回路谐振放大器性能

2)放大器的选择性矩阵系数：当，，因此：

单调谐放大器的矩形系数远大于1，所以选择性比较差。其实高频单调谐放大器的选频特性取决于单个LC并联谐振回路，因此其矩形系数与单个LC并联谐振回路相同。

三、小信号谐振放大器2.单调谐回路谐振放大器性能

例1：调谐放大器电路如图1所示，设工作频率=10.7MHz,回路电容，=4μH，，匝数，接入系数。晶体管的Y参数如下：求第一级调谐放大器的放大倍数。

三、小信号谐振放大器2.单调谐回路谐振放大器性能

解：因为，则：晶体管b-e极间等效输入阻抗近似为的电阻和电容并联。若考虑到偏置电阻，的影响，晶体管总输入电阻为，则有：因为，所以，，

三、小信号谐振放大器2.单调谐回路谐振放大器性能

解：从c-e两端向左看，晶体管输出阻抗近似等效为17KΩ的电阻和10pF电容并联，另外有

谐振时，有，其中为回路总电导，它应包含回路损耗电导、回路外加并联电导及本级晶体管输出电导和下级电导折合到回路两端的电导，。因为

三、小信号谐振放大器2.单调谐回路谐振放大器性能

解：所以三、小信号谐振放大器3.场效应管调谐放大器

1)场效应管高频等效电路与双极型晶体管类似，场效应管构成的单管放大器也具有三种电路组态，即共源极电路、共漏极电路和共栅极电路，也可以由两个场效应管组成级联放大器。共源极放大器的等效电路和共源极场效应管的Y参数等效电路如下图所示：三、小信号谐振放大器3.场效应管调谐放大器

2)共源极放大器耦合电容CG和CD分别用于前后级的耦合；RS和CS构成偏置电路，形成场效应管所需要的直流偏置；输入回路L1C1和输出回路L2C2用于调谐信号频率；RD和C3组成去耦电路，用来消除高频信号流经公共电源时形成的反馈。三、小信号谐振放大器3.场效应管调谐放大器

3)场效应管的级联与双极型晶体管放大器级联相似，场效应管也可以进行级联，如下图所示。级联放大器由于其反向传输导纳很小，内部反馈很弱，所以放大器的稳定性高。场效应管构成的共源—共栅级联放大器由于具有电压增益较高、工作稳定、高频特性好、线性好等特点，在通信系统中应用广泛。四、调谐放大器的级联下图为一个两级调谐放大器：根据各级谐振情况来划分，若每级谐振频率均相同，则为多级单调谐放大器；各级谐振频率不相同，但相差不大，则为参差调谐放大器。四、调谐放大器的级联1.多级单调谐放大器1)电压增益假如有m级放大器，其电压增益分别是Au1，Au2，...，Aum，则总增益为2)谐振曲线m级相同放大器级联时，它的谐振曲线等于各单级谐振曲线的乘积，可表示为级数m越大，谐振曲线越尖锐，选择性能好。四、调谐放大器的级联1.多级单调谐放大器3)通频带令，可求得m级放大器的通频带为

因为m是大于1的整数，所以总的通频带比单级放大器的通频带要小，且级数m越大，总的通频带越小。四、调谐放大器的级联1.多级单调谐放大器4)矩形系数令，由

可得：故m级单调谐谐振放大器的矩形系数为：级数m越大，矩形系数越小。从上述分析可知，m级单调谐放大器级联后的总增益比单级放大器的增益提高了，选择性也得到了提高，但总的通频带变窄了。四、调谐放大器的级联2.参差调谐放大器克服多级单调谐放大电路随着级数增加，通频带越来越窄的问题第一、二级的谐振频率分别为：电路总的电压放大倍数：

双参差调谐放大器等效电路两级回路的广义失谐因子：

双参差调谐放大器频率特性四、调谐放大器的级联2.参差调谐放大器假设，为偏调系数，且，则当临界偏调，即，可得此时，谐振时总增益：归一化谐振函数：令，求出电路的通频带为：令，电路的矩形系数：

四、调谐放大器的级联2.参差调谐放大器与两级单调谐放大电路比较，参差调谐放大器通过牺牲一定的增益，极大地改变了电路的频率特性。采用多级参差调谐放大器的目的是增加放大器总的带宽，同时又得到边沿较为陡峭的频率特性。多级参差调谐放大器常用于要求带宽较宽的场合，如电视机的高频头。

彩色电视机高频头的调谐放大器的简化电路

四、调谐放大器的级联3.双调谐回路放大器双调谐回路谐振放大器广泛应用于各类无线电发射机的高频放大级和接收机的高频与中频放大级，目的是对高频小信号进行线性放大。双调谐回路谐振放大器具有频带宽、选择性好等优点，它可以分为互感耦合和电容耦合两种形式。

交流等效电路变换后的等效电路互感耦合双调谐回路放大器四、调谐放大器的级联3.双调谐回路放大器在双调谐放大器中，被放大后的信号通过互感耦合回路加到下一级放大器的输入端。为了方便分析，假设两个回路元件参量都相同，即：

电压放大倍数：

四、调谐放大器的级联3.双调谐回路放大器当初、次级回路都调谐到谐振时，，则若调节初、次级之间的耦合系数k，使其处于临界耦合状态（），此时放大倍数最大，即可得到双调谐放大器的谐振曲线表达式:

临界时其谐振曲线可表示为:双调谐放大器的通频带和矩形系数分别为:五、集中选频小信号调谐放大器

随着电子技术的不断发展，窄带信号的放大器越来越多的采用集中滤波器与集中放大相结合的调谐放大器。在这类放大器中，选频电路由专门的滤波器来完成，而放大器则由高频线性集成放大器来完成。与分立元件的多级调谐放大器相比，集中选频放大器具有以下优点：①电路简单，调整方便；②性能稳定；③易于大规模生产，成本低。集中选频放大器中滤波器主要有石英晶体滤波器、陶瓷滤波器、声表面滤波器等五、集中选频小信号调谐放大器1.石英晶体滤波器石英晶体的振动具有多谐性，即除了基频振动外，还有奇次谐波泛音振动。利用石英晶体的这特性，实际中可以构成基频晶体谐振器，也可构成泛音晶体谐振器。由于石英晶体的谐振频率的高低取决于晶片的形状、尺寸和切型，因此由石英谐振器组成的滤波器可具有非常尖锐的选频特性，由其构成的振荡器电路可具有很高的频率稳定度。（a）符号（b）基频等效电路（c）包括泛音在内的等效电路五、集中选频小信号调谐放大器2.陶瓷滤波器利用某些陶瓷材料（如锆钛酸铅）的压电效应可以构成陶瓷滤波器。把这种陶瓷材料制作成片状，两面覆盖银层作为电极，经过直流高压极化后，可具有和石英晶体相似的压电效应，且陶瓷片还具有串联谐振特性或选频特性，因此可以替代石英晶体作滤波器用。陶瓷滤波器具有无需调谐、体积小、成本低、耐热耐湿性好和受外界条件影响小等优点，被广泛地应用于接收机中。

（a）三端陶瓷滤波器（b）四端陶瓷滤波器五、集中选频小信号调谐放大器3.声表面波滤波器

目前应用最广泛的集中选频器是声表面波滤波器，声表面波器件是利用沿弹性体表面传播机械波的原理实现的。声表面波滤波器具有体积小、重量轻、不需要调整、中心频率可做的很高、相对带宽较宽和矩形系数较理想等特点。

电路结构等效电路五、集中选频小信号调谐放大器3.声表面波滤波器

声表面波滤波器的幅频特性为：为满足更好的滤波特性，可用不对称或者参差调谐等办法来改善其滤波特性，其具有以下特点：（1）工作频率宽，且相对带宽比较宽（2）滤波特性好，矩形系数可达到1.1~1.2。（3）性能稳定、体积小、便于规模生产及器件的微型化。

六、本章小结本章详细介绍了高频小信号电路的相关模型和理论知识：（1）高频小信号放大器的主要性能指标。（2）高频晶体管分析常用混合等效π电路和Y参数等效电路。（3）高频小信号放大器的主要放大元器件为双极型晶体管或者场效应管。（4）在实际应用中，当单调谐放大器增益和选频特性不能满足要求时，需要采用多级放大器级联的结构。（5）集中选频小信号调谐放大器由集中选频滤波器和高频线性集成放大器组成，其性能指标优于分立元器件组成的多级谐振放大器。七、习题P77-78：3.33.43.5南京信息工程大学高频电子线路第4章*高频宽带放大器高频宽带放大器六、作业五、本章小结一、概述与导学二、频带宽度四、分布式放大器三、展宽放大器频带的方法一、概述与导学一、概述与导学

本章介绍频带宽度的基本概念，通过高频小信号模型分析限制晶体管和场效应管带宽的主要原因，同时分析放大器的工作带宽，并给出若干扩展频宽的常用方法，讨论传输线的基本特性、阻抗匹配电路和分布式放大器。

频带宽度的度量有绝对带宽和相对带宽。由于绝对带宽的表示需要较多的参数，所以一般以相对带宽来表示频带带宽。依次分析晶体管、场效应管、单级共射放大器和单级共源放大器等电路的高频小信号等模型，介绍高频寄生电容是如何限制放大器的上限频率，从而限制带宽。一、概述与导学

一、概述与导学

当需要设计具有更宽频带的放大器时，展宽放大器频带的技术就相形见绌了，而分布式放大器是以传输线理论为基础，并采用阻抗匹配的原理来进行带宽的拓展，如果设计合理，就可以突破放大器最大增益带宽积的限制轻松完成更宽频带的信号放大，做到真正意义上的宽带放大。

分布式放大器以其简单的电路拓扑、多倍频到十倍频程的超宽工作频带、平坦的带内增益和良好的驻波性能、对加工工艺条件不敏感等优点，在超宽带单片微波集成电路领域里得到了广泛的应用。

二、频带宽度

2.1频带宽度的基本概念频带宽度可以分为：绝对带宽和相对带宽。绝对带宽

二、频带宽度

相对带宽二、频带宽度

两者的转换关系为或者通过分贝值来表示，定义频带宽度为百分比法适合于表示较窄的带宽倍数法适合于表示较宽的带宽二、频带宽度

2.1频带宽度的基本概念窄带和宽带是一个相对概念，一般采用相对带宽来定义带宽。

当高频放大电路的相对带宽RBW很高，一般工作频带宽度达到一个倍频程以上时，通常称为宽带放大电路。

二、频带宽度

二、频带宽度

倍数法表示的相对带宽为

或者分贝表示为

由于带宽超过了一个倍频程，所以该放大电路属于宽带放大电路。

二、频带宽度

2.2带宽的限制晶体管的高频小信号参数

二、频带宽度

二、频带宽度式中

二、频带宽度

二、频带宽度

式中

二、频带宽度2.场效应管的高频小信号等效电路

场效应管放大器的频率响应与双极型晶体管放大器的分析方法是相似的，其结果也相似。

二、频带宽度

2.3放大器的工作带宽密勒等效

密勒定理二、频带宽度密勒电容与密勒效应

密勒电容：跨接在放大器（放大工作的器件或者电路）的输出端与输入端之间的电容。

密勒效应：密勒电容对于器件或者电路的频率

特性的影响电子管三极管场效应管屏极与栅极之间的电容集电极与基极之间的电容漏极与栅极之间的电容密勒电容二、频带宽度

2.3放大器的工作带宽单级放大器的工作带宽晶体管的单级放大器工作带宽二、频带宽度

二、频带宽度

所以用同样的分析方法，可以得出二、频带宽度

二、频带宽度

二、频带宽度

2.3放大器的工作带宽场效应管的单级放大器工作带宽

共源放大器及其高频等效电路如图所示

二、频带宽度

二、频带宽度

根据简化电路得到电压放大倍数的高频表达式：二、频带宽度

则上限频率为：三、展宽放大器频带的方法

3.1组合电路法

影响放大器的高频特性除了器件参数外，还与三极管的组态有关，不同组态的电路具有不同的特性。因此，如果将不同组态电路合理的混合连接在一起，就可以提高放大器的上限截止频率，扩展其通频带，这种方法称为组合电路法。

三、展宽放大器频带的方法

3.2负反馈法

当电路中引入负反馈之后，通过调节负反馈电路的某些元件参数，可以改变反馈深度，从而调节负反馈放大器的增益和频带宽度。宽频带放大器可以采用单级负反馈或者多级负反馈。常用的单级负反馈技术有电流串联和电压并联两种反馈形式，如图所示。

缺点：扩展频带是以牺牲增益为代价，而且可能造成放大器工作的不稳定，甚至会出现振荡等。三、展宽放大器频带的方法

三、展宽放大器频带的方法

3.4平衡放大技术

平衡放大技术采用3dB混合耦合和两个射频放大器构成对称电路，通过隔离入射信号和反射信号，实现降低输入和输出端口的驻波比VSWR。

三、展宽放大器频带的方法3.4平衡放大技术

优点可以独立设计射频放大器，不必过多的考虑输入和输出端口的阻抗失配问题，来获得平坦的功率增益和噪声系数。具有更高的稳定性和可靠性。例如当两个放大器中的一个电路失效，平衡放大器还可以在降低了功率增益的方式下继续工作。平衡放大器容易的实现级联工作，并且是单个放大器功率输出的两倍。三、展宽放大器频带的方法

3.5集成宽带放大器

随着电子技术的发展，宽带放大器已实现集成化。集成宽带放大器性能优良，使用方便，已经得到广泛的应用。MAX2612-MAX2616：MaximIntegratedProducts公司生产

工作频率范围：40MHz至4GHz

宽带线性放大器主要用于：PA驱动器或低噪声放大器HMC930：AnalogDevices公司生产

工作频率范围：DC~40GHzGaAs分布式功率放大

主要用于：测试仪器、微波收音机、雷达测试等。四、分布式放大器

四、分布式放大器

4.1传输线理论应用基尔霍夫定理得四、分布式放大器

4.1传输线理论

四、分布式放大器

4.1传输线理论

电压波动方程和电流波动方程均为二阶齐次线性常数微分方程，其解为：四、分布式放大器

4.1传输线理论

传输线上的电流：

四、分布式放大器

4.1传输线理论

传输线上的电流：

四、分布式放大器

入射波（由信号源至负载）沿+z方向传播，反射波沿-z方向传播，从而得到该无损传输线的电压和电流的解为四、分布式放大器

4.1传输线理论

四、分布式放大器

4.1传输线理论

引入负载反射系数后，将无损耗传输线上的电压和电流的解可重新写为

四、分布式放大器

4.1传输线理论

易得

四、分布式放大器

4.1传输线理论

四、分布式放大器

四、分布式放大器

四、分布式放大器

4.2阻抗匹配电路L型匹配电路

四、分布式放大器

4.2阻抗匹配电路

其中Q是是品质因数，为元件阻抗中的电抗值与电阻值之比，也可应定义为元件导纳中的电纳值与电导值之比。整理得：计算L、C的值四、分布式放大器

四、分布式放大器

四、分布式放大器

四、分布式放大器

四、分布式放大器

4.2阻抗匹配电路

对于T型匹配电路的计算，我们以下图为例，

将T型匹配电路分解为L型匹配电路，如下图所示。四、分布式放大器

四、分布式放大器

4.3分布式放大器

分布式放大器（DistributedAmplifier，DA）又被称作行波放大器（traveling-waveamplifier），主要适用于宽带、超宽带放大应用，它可以提供非常高的增益带宽积。分布式放大器的基本原理是将晶体管的寄生电容与电感元件构成人工传输线，从而克服寄生电容造成的增益滚降，其电路原理图如下图所示。

四、分布式放大器

四、分布式放大器

4.3分布式放大器

若忽略人工传输线的损耗，其基极和集电极人工传输线等效电路分别如下：

四、分布式放大器

四、分布式放大器

五、本章小结

本章讲述了宽带放大器的基本概念、展宽放大器频带的基本方法、传输线理论以及分布式放大器的基本概念。

频带宽度的度量由绝对带宽和相对带宽。由于绝对带宽的表示需要较多的参数，所以一般以相对带宽来表示频带带宽。通过晶体管、场效应管、单级共射放大器和单级共源放大器等电路的高频小信号模型介绍了高频寄生电容如何限制了放大器的上限频率，从而限制了带宽。本章节介绍了几种常用的展宽放大器频带的方法，包括组合电路法、负反馈法、电感串并联补偿法、平衡放大技术以及集成宽带放大器。本章给出了传输线的集总电路模型，以及终端接负载的无损耗传输线和三种常用的阻抗匹配电路，最后介绍了一种可以有效展宽频带的放大器——分布式放大器。分布式放大器突破增益带宽积，以其简单的电路拓扑、多倍频到十倍频程的超宽工作频带、平坦的带内增益和良好的驻波性能。六、作业

六、作业

六、作业

南京信息工程大学五、高频谐振功率放大电路本章内容5.6集成高频功率放大电路及应用简介5.7本章小结5.5*宽带高频功率放大电路与功率合成电路5.1概述5.2丙类谐振功率放大电路5.4直流馈电线路与匹配网络5.3高频功率放大电路动态性能分析5.1概述学习目标掌握丙类谐振功放的原理、动态特性和电路组成了解甲类和乙类谐振功放的性能指标讨论高频宽带功率放大电路着手实践，了解集成高频功率放大电路的一些实例5.1概述

与低频功率放大电路一样,输出功率、效率和非线性失真同样是高频功率放大电路的三个最主要的技术指标。不言而喻,安全工作仍然是首先必须考虑的问题。5.2丙类谐振功率放大电路1.工作原理

图5-2是谐振功率放大电路原理图。假定输入信号是角频率正弦波,输出选频回路调谐在输入信号的相同频率上。根据基尔霍夫电压定律,可得到以下表达式:

uBE=UBB+ub=UBB+Ubmcosω0t

uCE=UCC+uc=UCC-Ic1mRΣcosω0t

=UCC-Ucmcosω0t

（5-1）（5-2）5.2丙类谐振功率放大电路谐振功率放大电路原理图

5.2丙类谐振功率放大电路

如果要提高效率，需增大Ic1m或减小IC0(减小IC0即减小集电极平均电流，通过降低静态工作点可以实现)。

由此可以得到集电极电源提供的直流功率PD、谐振功放输出交流功率Po、集电极效率ηc和集电极功耗PC如下:5.2丙类谐振功率放大电路甲、乙、丙类三种工作状态下的转移特性分析2.放大性能分析5.2丙类谐振功率放大电路

在甲类工作状态时,为保证不失真,必须满足Ic1m≤IC0,又Ucm≤UCC(忽略晶体管饱和压降),所以最高效率为50%。在乙类工作状态时,集电极电流是在半个周期内导通的尖顶余弦脉冲,可以用傅氏级数展开为:

其中ICm是尖顶余弦脉冲的高度,即集电极电流最大值。5.2丙类谐振功率放大电路

由此，可求得在Ucm=UCC时的最高效率

随着基极偏置电压UBB逐渐左移,静态工作点逐渐降低,晶体管的工作状态由甲类、乙类而进入丙类。由刚才的分析可知,乙类的效率确实高于甲类5.2丙类谐振功率放大电路丙类状态转移特性分析5.2丙类谐振功率放大电路

由图可以得到集电极电流iC的分段表达式：

如果将输入信号在一个周期内的导通情况用对应的导通角度2θ来表示,则称θ为导通角。可见,0°≤θ≤180°。在放大区,可以得到:

iC=g(UBB+Ubmcosωt-Uon)5.2丙类谐振功率放大电路当ωt=θ时,iC=0

当ωt=0时,iC=ICm所以,式(5-7)可写成:5.2丙类谐振功率放大电路

从集电极电流iC的表达式可以看出,这是一个周期性的尖顶余弦脉冲函数,因此可以用傅里叶级数展开,即

iC=IC0+Ic1mcosωt+Ic2mcos2ωt+…+Icnmcosnωt+…

其中各个系数可用积分方法求得，例如，

式中iC式（5-10）代入。由于iC是ICm和θ的函数,所以它的各次谐波的振幅也是ICm和θ的函数,若ICm固定,则只是θ的函数,通常表示为：IC0=ICmα0(θ),Ic1m=ICmα1(θ),Ic2m=ICmα2(θ),…

5.2丙类谐振功率放大电路

其中α0(θ),α1(θ),α2(θ),…被称为尖顶余弦脉冲的分解系数。

下图给出了θ在0°～180°范围内的分解系数曲线和波形系数曲线。5.2丙类谐振功率放大电路

若定义集电极电压利用系数ξ=Ucm/UCC,可以得到集电极效率和输出功率的另一种表达式:5.2丙类谐振功率放大电路

尖顶余弦脉冲的分解系数α(θ)与波形系数g1(θ)5.3高频功率放大电路动态性能分析

若丙类谐振功放的输入是振幅为Ubm的单频余弦信号,那么输出单频余弦信号的振幅Ucm与Ubm有什么关系?Ucm的大小受哪些参数影响?5.3高频功率放大电路动态性能分析折线化转移特性和输出特性分析5.3高频功率放大电路动态性能分析

经过整理可得到动态线表达式:iC=-gd(uCE-U0)其中5.3高频功率放大电路动态性能分析

Q点位于第四象限内并非表示此时iC为负值，而是说明此时iC=0，因为集电极电流不可能反向流动。Q点是为了作图的需要而虚设的一个辅助点。输出特性中的Q点位置应该是在动态线AB的延长线与uCE=UCC的相交处5.3高频功率放大电路动态性能分析

由图可以写出斜率值gd的另一种形式:

因为

Ic1m=ICmα1(θ),RΣ=Ucm/Ic1m

可见，放大区内动态线的斜率是负的，其数值gd（动态电导）与RΣ、θ两个参数都有关系，且动态电阻Rd与回路等效总电阻RΣ不相等。5.3高频功率放大电路动态性能分析

若UBB、UCC和Ubm三个参数固定,RΣ发生变化,动态线、Ucm以及Po、ηc等性能指标会有什么变化呢?这就是谐振功放的负载特性。由图5-7可知,UBB和UCC固定意味着Q点固定,Ubm固定进一步意味着θ也固定。根据式(5-15),放大区动态线斜率1/Rd将仅随RΣ而变化。图中给出了三种不同斜率情况下的动态线。5.3高频功率放大电路动态性能分析

三种不同斜率情况下的动态线及波形分析1.负载特性5.3高频功率放大电路动态性能分析

根据输出电压振幅大小的不同,这三种工作状态分别称为欠压状态、临界状态和过压状态,而放大区和饱和区又可分别称为欠压区和过压区。

注意：在过压状态时,iC波形的顶部发生凹陷,这是由于进入过压区后转移特性为负斜率而产生的。

5.3高频功率放大电路动态性能分析谐振功放的负载特性曲线5.3高频功率放大电路动态性能分析放大特性分析2.放大特性5.3高频功率放大电路动态性能分析3.调制特性

(1)基极调制特性。若UCC、RΣ和Ubm固定,输出电压振幅Ucm随基极偏压UBB变化的规律被称为基极调制特性。

基极调制特性基极调制的目的是使Ucm随UBB的变化规律而变化,所以功放应工作在欠压状态,才能使UBB对Ucm有控制作用5.3高频功率放大电路动态性能分析

(2)集电极调制特性。若UBB、RΣ和Ubm固定,输出电压振幅Ucm随集电极电压UCC变化的规律被称为集电极调制特性。(a)(b)集电极调制特性5.4直流馈电线路与匹配网络1.直流馈电线路1.1集电极馈电线路（a）串联馈电（b）并联馈电集电极馈电线路5.4直流馈电线路与匹配网络

由于（a）图中A在高频等效电路中处于地电位，因此是Lc和Cc处于高频地电位,它们对地的分布电容不会影响回路的谐振频率,这是串联馈电方式的优点，但缺点是电容器C的动片不能直接接地,安装调整不方便。5.4直流馈电线路与匹配网络

而并联馈电方式的优缺点正好相反。

由于（b）图中B点在高频等效电路中处于高电位，因此Lc和Cc1处于高频高电位,它们对地的分布电容与回路并联，故直接影响回路的谐振频率，但回路中一端处于直流地电位，L、C元件可直接接地，故安装调整方便。5.4直流馈电线路与匹配网络1.2基极馈电线路

基极馈电也有串馈与并馈两种形式,但对于丙类谐振功放,通常采用自给偏压方式。下图给出了几种基极馈电线路,均为自给偏压形式。谐振功放的基极偏置电路(a)(b)(c)5.4直流馈电线路与匹配网络2.匹配网络

为了衡量输出匹配网络上的功率损耗，可以定义回路效率为

其中，PL、Po分别是负载上得到的功率和功放的输出功率。5.5*宽带高频功率放大电路与功率合成电路

1:1传输线变压器结构示意图及等效电路(a)结构示意图(b)传输线方式工作原理图(c)变压器方式工作原理图(d)用分布电感和分布电容表示的传输线分布参数等效电路1.传输线变压器1.1宽频带特性5.5*宽带高频功率放大电路与功率合成电路

在以传输线方式工作时,信号从①、③端输入,②、④端输出。如果信号的波长与传输线的长度可以相比拟,两根导线固有的分布电感和相互间的分布电容就构成了传输线的分布参数等效电路。若传输线是无损耗的,则传输线的特性阻抗

其中ΔL、ΔC分别是单位线长的分布电感和分布电容。若Zc与负载电阻RL相等,则称为传输线终端匹配。

5.5*宽带高频功率放大电路与功率合成电路1.2阻抗变换特性与普通变压器一样,传输线变压器也可以实现阻抗变换,但由于受结构的限制,只能实现某些特定阻抗比的变换。下图给出了一种4∶1传输线阻抗变换器的原理图。

4:1阻抗变换器5.5*宽带高频功率放大电路与功率合成电路

在无耗且传输线长度很短的情况下,传输线变压器输入端与输出端电压相同,均为,流过的电流均为。由此可得到特性阻抗Zc和输入端输入阻抗Zi分别为5.5*宽带高频功率放大电路与功率合成电路

所以,当负载RL为特性阻抗Zc的1/2时,此传输线变压器可以实现4∶1的阻抗变换。故此时的终端匹配条件是RL=Zc/2。其中Zi是指1、4端之间的等效阻抗。利用传输线变压器还可以实现其它一些特定阻抗比的阻抗变换。注意：不同阻抗比时的终端匹配条件不一样。

5.5*宽带高频功率放大电路与功率合成电路

下图给出了一个两极带宽高频功率放大电路，其匹配网络采用了三个传输线变压器。宽带高频功率放大电路5.5*宽带高频功率放大电路与功率合成电路功率合成器原理图2.功率合成5.6集成高频功率放大电路及应用简介Motorola公司MHW系列部分功放器件电特性（T=25℃）型号电源电压典型值/V输出功率/W最小功率增益/dB效率/%最大控制电压/V频率范围/MHz内部放大器级数输入/输出阻抗