物理学院高频电子线路g3-4

高频电子线路第3章高频谐振放大器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（1）直流电源UCC能全部加在晶体管C-E之间（即Ic0不在其它支路产生电压降）。（2）对外部电路，iC的基波分量只在谐振回路产生电压降，iC的高次谐波短路。高频电子线路第3章高频谐振放大器第三节高频功放的高频效应2、集电极馈电（1）串馈若功率管C-E极、UCC、LC回路三者是串联，则称为集电极串馈电路①L、Lb对直流相当于短路，Cb对交流相当于短路，Lb对交流相当于开路。②10.1110LooboRCLC高频电子线路第3章高频谐振放大器第三节高频功放的高频效应若功率管C-E极、UCC、LC回路三者是并联，则称为集电极并馈电路（2）并馈高频电子线路第3章高频谐振放大器第三节高频功放的高频效应并馈：LC回路两端均是直流低电位端，且有一端接地；调整方便。Lb、Cb加在LC回路高电位端，造成分布参数并到LC回路上，影响频率稳定。串馈：LC回路两端均是直流高电位端，且没有一端接地；调整不方便。馈电附加元件LC、Cb加在LC回路低电位端，不影响频率稳定。（3）比较高频电子线路第3章高频谐振放大器第三节高频功放的高频效应3．基极馈电线路基极馈电线路也有串联和并联两种形式。基极的负偏压既可以是外加的,也可以由基极直流电流或发射极直流电流流过电阻产生。ReCbVCbVR1R2ECbLbV(a)(b)(c)高频电子线路第3章高频谐振放大器第三节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，从新画出正确的线路。高频电子线路第3章高频谐振放大器第三节高频功放的高频效应二、输出匹配网络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（2）滤除高次谐波分量（3）阻抗匹配高频电子线路第3章高频谐振放大器第三节高频功放的高频效应1、串、并阻抗之间的转换222222222111111sssssssppsseeseesppsRXRXjj(Q)(Q)(RXRQ)QXRRRXRXXX21pppesssRRX,RQRX，sseppXRQRX高频电子线路第3章高频谐振放大器第三节高频功放的高频效应2、几种常见的LC匹配R2R1(a)(b)(c)（1）L-Ⅰ网络XsXpRpXsXpRsXp′XpRp′(a)(b)XsXs′Rs′Xs、Xp性质相异的电抗元件Rp负载电阻。高频电子线路第3章高频谐振放大器第三节高频功放的高频效应pppspsXRQXQQXRQR222111XsXpRpXsXpRsXp′XpRp′(a)(b)XsXs′Rs′谐振时's0sXX适用于RpRLcr情况。高频电子线路第3章高频谐振放大器第三节高频功放的高频效应（2）L-Π型网络2p2'2(1)1spsssRQRQXXQXQRXsXpRpXsXpRsXp′XpRp′(a)(b)XsXs′Rs′谐振时'p0pXX适用于RsRLcr情况。高频电子线路第3章高频谐振放大器第三节高频功放的高频效应（3）T型网络和π型网络分解为L型网络进行分析高频电子线路第3章高频谐振放大器第三节高频功放的高频效应（2）π型网络22222',1'LLLLLLCLXRRRQQXR高频电子线路第3章高频谐振放大器第三节高频功放的高频效应12111(1)','LssLLLLCXRRQRQRX高频电子线路第3章高频谐振放大器第三节高频功放的高频效应2.3.3谐振功率放大器电路50MHz谐振功率放大器C1,C2,C3,L1输入滤波匹配网络LB高频扼流圈，基极自给偏置C4,C5,C6,L2,L3输出滤波匹配网络Cc1,Cc2,Lc集电极馈电电路（并馈）高频电子线路第3章高频谐振放大器第三节高频功放的高频效应2、150MHz谐振功率放大器高频电子线路第3章高频谐振放大器第三节高频功放的高频效应3、400MHz场效应管谐振功率放大器高频电子线路第3章高频谐振放大器第三节高频功放的高频效应三、宽带功率合成原理功率合成器,就是采用多个高频晶体管,使它们产生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第3章高频谐振放大器第三节高频功放的高频效应(1)输入功率加在C端，功率在A、B两端等分，输出电流相位相同，D端功率为零。等效负载电阻RL=R/2D端接2R匹配电阻条件下，AB互相隔离。1、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第3章高频谐振放大器第三节高频功放的高频效应(2)输入功率加在D端，功率在A、B两端等分，输出电流相位相反，C端功率为零。等效负载电阻RL=2RAB互相隔离。高频电子线路第3章高频谐振放大器第三节高频功放的高频效应(3)输入功率分别加在A、B两端，且幅度相等相位相同，功率在C、输出功率为A、B两端功率之和，D端功率为零。AB互相隔离。高频电子线路第3章高频谐振放大器第三节高频功放的高频效应(4)输入功率加在A、B两端，且幅度相等相位相反，D端功率为A、B两端功率之和，C端功率为零。AB互相隔离。高频电子线路第3章高频谐振放大器第三节高频功放的高频效应RTA′B′RLRT1RAABRBU1.RSES.(a)T1T2高频电子线路第3章高频谐振放大器第三节高频功放的高频效应R275T8T7T5T6Ze＝18.5Zc＝18.5V13DA73DA7－36VV2T1T2T3100W反相功率合成器的实际线路高频电子线路第3章高频谐振放大器第三节高频功放的高频效应图3─32是一超短波输出放大器的实际电路,它工作于固定频率。3DA21CCbVC1L1L2C2＋22.5V图3─32一超短波输出放大器的实际电路高频电子线路第3章高频谐振放大器第三节高频功放的高频效应图3─33是一短波发射机的输出放大器，它采用互感耦合回路作输出电路,多波段工作。V1CbC1L1L2C2KL3－24VM图3─30短波输出放大器的实际线路高频电子线路第3章高频谐振放大器第三节高频功放的高频效应图3─38(a)是工作频率为50MHz的晶体管谐振功率放大电路,它向50Ω外接负载提供25W功率,功率增益达7dB。VL2Ec＋13.5VLbC1C214～150pF5090～400pFL1L332～250pF32～250pFC3C450(a)高频电子线路第3章高频谐振放大器第三节高频功放的高频效应C5VR1100k505～30pFL15～33pF15pFC4R2110kEGEDC615pFL3C8C75～33pF5～33pF50(b)C1C2C3L2图3─38(a)50MHz谐振功放电路;(b)175MHz谐振功放电路高频电子线路第3章高频谐振放大器第三节高频功放的高频效应五、D类高频功率放大器1、电流开关型D类放大器电流开关型D类放大器的原理线路和波形如图，线路通过高频变压器T1,使晶体管V1、V2获得反向的方波激励电压。CALRLT2ic1ic2V1V20T1ic1t0(b)ic2t0(c)uce1t0(d)ucesuce2t0(e)ucesuAt0(f)UMUM－uces－3/2－/2/23/2(a)Ec高频电子线路第3章高频谐振放大器第三节高频功放的高频效应CALRLT2ic1ic2V1V20T1ic1t0(b)ic2t0(c)uce1t0(d)ucesuce2t0(e)ucesuAt0(f)UMUM－uces－3/2－/2/23/2(a)Ec（1）V1、V2轮流饱和导通，ic1、ic2为脉冲波，电源UCC提供直流电流。CALRLT2ic1ic2V1V20T1ic1t0(b)ic2t0(c)uce1t0(d)ucesuce2t0(e)ucesuAt0(f)UMUM－uces－3/2－/2/23/2(a)Ec高频电子线路第3章高频谐振放大器第三节高频功放的高频效应CALRLT2ic1ic2V1V20T1ic1t0(b)ic2t0(c)uce1t0(d)ucesuce2t0(e)ucesuAt0(f)UMUM－uces－3/2－/2/23/2(a)Ec（2）LC并联回路对基波谐振，两端电压为正弦波。uCE1、uCE2饱和时为UCES,截止时为UCES加正弦脉冲。高频电子线路第3章高频谐振放大器第三节高频功放的高频效应CALRLT2ic1ic2V1V20T1ic1t0(b)ic2t0(c)uce1t0(d)ucesuce2t0(e)ucesuAt0(f)UMUM－uces－3/2－/2/23/2(a)Ec（3）uA为UCES加正弦脉冲，幅值是LC两端幅值的1/2，等于(UM-UCES)。平均值为UCC。高频电子线路第3章高频谐振放大器第三节高频功放的高频效应221[()cos]2()MCESCESMCESCESCCUUtUdtUUUU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CALRLT2ic1ic2V1V20T1ic1t0(b)ic2t0(c)uce1t0(d)ucesuce2t0(e)ucesuAt0(f)UMUM－uces－3/2－/2/23/2(a)Ec()22cmceffcccesUUUU高频电子线路第3章高频谐振放大器第三节高频功放的高频效应102ccII2()cmcoLUIR输出功率为(3─39)(3─38)(3─37)基波电流振幅ic1、ic2中的基频分量电流在集电极回路阻抗R’L(考虑了负载RL的反射电阻)两端产生的基频电压振幅为2()22cmcocccesLLUIUURR22211()22cmCCCESLLUPUURR高频电子线路第3章高频谐振放大器第三节高频功放的高频效应集电极损耗功率为电源供给功率为20()2CCcoCCCESCCLPUIUUUR201()2cCCCESCESLPPPUUUR10100%100%CCCESCCUUPPU效率：高频电子线路第3章高频谐振放大器第三节高频功放的高频效应附1功率合成电路分析uAs、uBs信号源RA、RB信号源内阻RC、RD负载电阻Tr1传输线变压器画为等效电路：()()12122ADDBDABABCABiiiiiiiiiiiiiii高频电子线路第3章高频谐振放大器第三节高频功放的高频效应()()12122ADDBDABABCABiiiiiiiiiiiiiii①同相功率合成,,,()/2200212ABCABDDACBCCCAABBABcABLCABciiiiiiuuuupuiuiuippuuuRRiii高频电子线路第3章高频谐振放大器第三节高频功放的高频效应②反相功率合成,/0121212ABDABCABDDDAABBABDLDABDiiiiiiuuuuiuiuiuuuRRiii高频电子线路第3章高频谐振放大器第三节高频功放的高频效应③网络的隔离作用,()1212ABBADCCDDDADDABCiiiuuiRuRiuiRiiR且为任意值()()14114414ABDABCADCBDCCDAASiiRiiRiRRiRRRRuu若令：只由功率源决定。高频电子线路第3章高频谐振放大器第三节高频功放的高频效应(1)功率分配电路2ADBDCDDDAABBiiiiiiiiuiRiRiR()(),12102CABABDDABDABABDABCABLABiRRiRRiRRRRRRRRRiiiiRRRRR