[計(jì)算機(jī)硬件及網(wǎng)絡(luò)]第3章高頻諧振放大器ppt課件

1、第第3 3章章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器高頻電子線(xiàn)路第3章 高頻諧振放大器 3.1 高頻小信號(hào)諧振放大器 3.2 低噪聲小信號(hào)放大器的設(shè)計(jì)3.3 高頻功率放大器的原理和特性 3.4 高頻功率放大器的高頻效應(yīng) 3.5 高頻功率放大器的實(shí)踐線(xiàn)路3.6 功率放大器線(xiàn)性化技術(shù)3.7 高頻功放、 功率合成與射頻模塊放大器 第第3 3章章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器高頻電子線(xiàn)路3.1 高頻小信號(hào)諧振放大器 一、概述一、概述 1、定義：高頻小信號(hào)放大器的功能就是放大各種無(wú)線(xiàn)電設(shè)、定義：高頻小信號(hào)放大器的功能就是放大各種無(wú)線(xiàn)電設(shè)備中的高頻小信號(hào)。此處的備中的高頻小信號(hào)。此處的“小信號(hào)是指輸入信號(hào)的電平較

2、小信號(hào)是指輸入信號(hào)的電平較低，放大器任務(wù)在它的線(xiàn)性范圍。低，放大器任務(wù)在它的線(xiàn)性范圍。 2、高頻小信號(hào)放大器的分類(lèi)：、高頻小信號(hào)放大器的分類(lèi)： (1) 按放大器的頻帶寬度來(lái)分：窄帶放大器和寬帶放大器按放大器的頻帶寬度來(lái)分：窄帶放大器和寬帶放大器。 所謂頻帶的寬窄，指的是相對(duì)頻帶，即通頻帶與其中心頻所謂頻帶的寬窄，指的是相對(duì)頻帶，即通頻帶與其中心頻率的比值。寬帶放大器的相對(duì)頻帶較寬往往在率的比值。寬帶放大器的相對(duì)頻帶較寬往往在0.1以上，以上，窄帶放大器的相對(duì)頻帶較窄往往小到窄帶放大器的相對(duì)頻帶較窄往往小到 0.01。 (2) 按有源器件來(lái)分：分立元件高頻小信號(hào)放大器和集成按有源器件來(lái)分：分立元

3、件高頻小信號(hào)放大器和集成放大器。放大器。第第3 3章章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器高頻電子線(xiàn)路3按電路方式分：?jiǎn)渭?jí)放大器、多級(jí)放大器按電路方式分：?jiǎn)渭?jí)放大器、多級(jí)放大器;4按負(fù)載性質(zhì)分為：諧振放大器兼具阻抗變換和選按負(fù)載性質(zhì)分為：諧振放大器兼具阻抗變換和選頻濾波之功能、非諧振放大器頻濾波之功能、非諧振放大器; 本章主要討論單級(jí)窄帶負(fù)載為本章主要討論單級(jí)窄帶負(fù)載為 LC 調(diào)諧回路的諧振調(diào)諧回路的諧振放大器，這種放大器不僅有放大作用，而且有選頻作用。放大器，這種放大器不僅有放大作用，而且有選頻作用。對(duì)各種級(jí)聯(lián)放大器也略加討論。對(duì)各種級(jí)聯(lián)放大器也略加討論。 3、高頻小信號(hào)放大器的主要要求、高頻小信

4、號(hào)放大器的主要要求 (1) 高增益，即要求放大器的放大量要高；高增益，即要求放大器的放大量要高； 放大器輸出電壓放大器輸出電壓 V O與輸入電壓與輸入電壓 V i之比，稱(chēng)為放大器的之比，稱(chēng)為放大器的增益或放大倍數(shù)，用增益或放大倍數(shù)，用 A v表示有時(shí)以表示有時(shí)以 dB 數(shù)計(jì)算。數(shù)計(jì)算。 例如，用于各種接納機(jī)中的中頻放大器，其電壓放大倍數(shù)例如，用于各種接納機(jī)中的中頻放大器，其電壓放大倍數(shù)可到達(dá)可到達(dá)104105，即電壓增益為，即電壓增益為80100dB。第第3 3章章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器高頻電子線(xiàn)路 (2) 頻率選擇性要好；頻率選擇性要好； 從各種不同頻率信號(hào)的總和有用的和有害的中選出

5、從各種不同頻率信號(hào)的總和有用的和有害的中選出有用信號(hào)，抑制干擾信號(hào)的才干稱(chēng)為放大器的選擇性，放大有用信號(hào)，抑制干擾信號(hào)的才干稱(chēng)為放大器的選擇性，放大器的頻帶寬度和矩形系數(shù)是衡量選擇性的兩個(gè)重要參數(shù)。器的頻帶寬度和矩形系數(shù)是衡量選擇性的兩個(gè)重要參數(shù)。 (3) 任務(wù)穩(wěn)定可靠。任務(wù)穩(wěn)定可靠。 4、高頻小信號(hào)放大器放大性能分析與低頻小信號(hào)放大器、高頻小信號(hào)放大器放大性能分析與低頻小信號(hào)放大器根本一樣，但又有其特殊性：根本一樣，但又有其特殊性：1高頻等效電路普通采用高頻等效電路普通采用Y參數(shù)等效電路進(jìn)展分析。參數(shù)等效電路進(jìn)展分析。2由于負(fù)載為諧振回路，通常需進(jìn)展阻抗變換，并要思索由于負(fù)載為諧振回路，通常

6、需進(jìn)展阻抗變換，并要思索到一切損耗在輸出端的反映。到一切損耗在輸出端的反映。第第3 3章章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器高頻電子線(xiàn)路RL2L3C14VRb1Rb2CbReCe(a)5二、高頻小信號(hào)諧振放大器的任務(wù)原理二、高頻小信號(hào)諧振放大器的任務(wù)原理 圖圖3-1(a)是一典型的高頻小信號(hào)諧振放大器的實(shí)踐線(xiàn)路。是一典型的高頻小信號(hào)諧振放大器的實(shí)踐線(xiàn)路。其中：其中：Cb、Ce為高頻旁路電容；為高頻旁路電容；Rb1 、 Rb2 、 Re為偏置電為偏置電阻。圖阻。圖3-1(b)為其交流等效電路，有抽頭的諧振回路為放大器為其交流等效電路，有抽頭的諧振回路為放大器的負(fù)載，完成阻抗匹配和選頻功能。放大器任務(wù)

7、在甲的負(fù)載，完成阻抗匹配和選頻功能。放大器任務(wù)在甲(A)類(lèi)形類(lèi)形狀。狀。第第3 3章章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器高頻電子線(xiàn)路RL2LC5V(b)431 圖 3-1 高頻小信號(hào)諧振放大器 (a) 實(shí)踐線(xiàn)路; (b) 交流等效電路 第第3 3章章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器高頻電子線(xiàn)路三、放大器性能分析 1晶體管的高頻等效電路 要分析和闡明高頻調(diào)諧放大器的性能，首先必需思索晶體管在高頻時(shí)的等效電路。圖3-2(a)是晶體管在高頻運(yùn)用時(shí)的混等效電路,它反映了晶體管中的物理過(guò)程, 也是分析晶體管高頻時(shí)的根本等效電路。 rbbUbe.CgmUbe.Ycebeceb(a)C圖圖 3-2 晶體三極管混晶

8、體三極管混等效電路等效電路第第3 3章章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器高頻電子線(xiàn)路 直接運(yùn)用晶體管的混直接運(yùn)用晶體管的混等效電路分析放大器的性能很不方便，通常在等效電路分析放大器的性能很不方便，通常在低頻時(shí)采用低頻時(shí)采用h參數(shù)等效電路，而在高頻時(shí)，普通采用參數(shù)等效電路，而在高頻時(shí)，普通采用Y參數(shù)等效電路。參數(shù)等效電路。晶體管共射極電路晶體管共射極電路第第3 3章章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器高頻電子線(xiàn)路),(CEBEBuufi ),(CEBECuufi 對(duì)小信號(hào)對(duì)小信號(hào)對(duì)小信號(hào)對(duì)小信號(hào)Y參數(shù)經(jīng)過(guò)儀器丈量，或查手冊(cè)，或由混合參數(shù)經(jīng)過(guò)儀器丈量，或查手冊(cè)，或由混合型等效電路求取型等效電路求取第第3

9、 3章章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器高頻電子線(xiàn)路稱(chēng)為晶體管輸出端交流短路時(shí)的輸入導(dǎo)納稱(chēng)為晶體管輸出端交流短路時(shí)的輸入導(dǎo)納稱(chēng)為晶體管輸出端交流短路時(shí)的正向傳輸導(dǎo)納稱(chēng)為晶體管輸出端交流短路時(shí)的正向傳輸導(dǎo)納稱(chēng)為晶體管輸入端交流短路時(shí)的反向傳輸導(dǎo)納稱(chēng)為晶體管輸入端交流短路時(shí)的反向傳輸導(dǎo)納稱(chēng)為晶體管輸入端交流短路時(shí)的輸出導(dǎo)納稱(chēng)為晶體管輸入端交流短路時(shí)的輸出導(dǎo)納第第3 3章章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器高頻電子線(xiàn)路 在忽略在忽略rbe及滿(mǎn)足及滿(mǎn)足CC的條件下的條件下, Y參數(shù)與混參數(shù)與混參數(shù)之參數(shù)之間的關(guān)系為：間的關(guān)系為：bburebbmfeoeeobbmbboeieeibbierCjCjYrCjgY

10、CjGrCjgrCjCjYCjGrCjCjY1111 (3-1)(3-2) (3-3) (3-4) 第第3 3章章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器高頻電子線(xiàn)路特別闡明：特別闡明： (1) Y參數(shù)不僅與晶體管的靜態(tài)任務(wù)點(diǎn)有關(guān)，而且與任務(wù)頻率有關(guān)，不過(guò)當(dāng)放參數(shù)不僅與晶體管的靜態(tài)任務(wù)點(diǎn)有關(guān)，而且與任務(wù)頻率有關(guān)，不過(guò)當(dāng)放大器任務(wù)在窄帶時(shí)，大器任務(wù)在窄帶時(shí)，Y參數(shù)變化不大，可近似看作常數(shù)；參數(shù)變化不大，可近似看作常數(shù)； (2) 在以后如沒(méi)有特別闡明，高頻小信號(hào)放大器都是任務(wù)在窄帶，晶體管一在以后如沒(méi)有特別闡明，高頻小信號(hào)放大器都是任務(wù)在窄帶，晶體管一概用概用Y參數(shù)等效。參數(shù)等效。 由圖由圖3-2可以得到晶

11、體管可以得到晶體管Y參數(shù)等效電路的參數(shù)等效電路的Y參數(shù)方程為：參數(shù)方程為：coebfeccrebiebUYUYIUYUYI(3-5a) (3-5b) 第第3 3章章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器高頻電子線(xiàn)路2. 放大器的性能參數(shù)放大器的性能參數(shù)圖圖3 - 3高頻小信號(hào)放大器的高頻等效電路高頻小信號(hào)放大器的高頻等效電路 忽略管子內(nèi)部的反響忽略管子內(nèi)部的反響, 由圖由圖3 3可可 由式由式3-53-6得出高頻小信號(hào)的主要性能目的得出高頻小信號(hào)的主要性能目的(3 - 6a) (3 - 6b) 1電壓放大倍數(shù)電壓放大倍數(shù)K(3 7) coebfeccrebiebUYUYIUYUYI3-5負(fù)載導(dǎo)納，負(fù)載

12、導(dǎo)納，包括諧振回包括諧振回路的導(dǎo)納和路的導(dǎo)納和負(fù)載電阻負(fù)載電阻RL的等效的等效導(dǎo)納。導(dǎo)納。第第3 3章章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器高頻電子線(xiàn)路2輸入導(dǎo)納輸入導(dǎo)納Yi(3 8) 3 輸出導(dǎo)納輸出導(dǎo)納Yo (3 9) 4 通頻帶通頻帶B 0.707與矩形系數(shù)與矩形系數(shù)K 0.1 (P73)=9.95理想矩形系數(shù)為理想矩形系數(shù)為1第一項(xiàng)為晶體管的輸入導(dǎo)納，第二項(xiàng)是反向傳輸導(dǎo)納第一項(xiàng)為晶體管的輸入導(dǎo)納，第二項(xiàng)是反向傳輸導(dǎo)納Yre引入的輸入導(dǎo)納引入的輸入導(dǎo)納C為回路的總電容，包括回路本身的為回路的總電容，包括回路本身的電容和電容和Yoe等效到回路中呈現(xiàn)的電容等效到回路中呈現(xiàn)的電容g為回路的總電導(dǎo)，包

13、括回路本身的為回路的總電導(dǎo)，包括回路本身的損耗和損耗和Yoe、RL等效到回路中的損耗等效到回路中的損耗第第3 3章章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器高頻電子線(xiàn)路第第3 3章章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器高頻電子線(xiàn)路2、計(jì)算放大器、計(jì)算放大器 增益增益Gps2212262360.4155 100.150.4 103.9 1022.14518.9回路總電導(dǎo)為G忽略時(shí)為oeiepp gp gGS uG3126|0.410.1536.8 10102.222.145 10放大器的增益feobp pyUKU 思索到放大器的輸出將經(jīng)過(guò)p1部分接入至諧振回路，而放大器的輸出將經(jīng)過(guò)p2至諧振回路，因此有：12晶

14、體管受控電流源Y U 折合到回路兩端為p Y U ,U放大器的輸出電壓U 折合到回路兩端為febfeboop 第第3 3章章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器高頻電子線(xiàn)路四、高頻諧振放大器的穩(wěn)定性四、高頻諧振放大器的穩(wěn)定性1放大器的穩(wěn)定性放大器的穩(wěn)定性 (1) 穩(wěn)定性的引入：以上分析時(shí)，假定穩(wěn)定性的引入：以上分析時(shí)，假定Yre0，即輸出電，即輸出電路對(duì)輸入端沒(méi)有影響，放大器任務(wù)于穩(wěn)定形狀。路對(duì)輸入端沒(méi)有影響，放大器任務(wù)于穩(wěn)定形狀。 但由于晶體管內(nèi)部存在集基間電容但由于晶體管內(nèi)部存在集基間電容Cbc的反響，或者的反響，或者經(jīng)過(guò)經(jīng)過(guò)Y參數(shù)的反向傳輸導(dǎo)納參數(shù)的反向傳輸導(dǎo)納Yre的反響，放大器的輸出電的反

15、響，放大器的輸出電壓可經(jīng)過(guò)晶體管的壓可經(jīng)過(guò)晶體管的Yre反向作用到輸入端，引起輸入電流反向作用到輸入端，引起輸入電流的變化，假設(shè)這個(gè)反響在某個(gè)頻率相位上滿(mǎn)足正反響，這的變化，假設(shè)這個(gè)反響在某個(gè)頻率相位上滿(mǎn)足正反響，這種反響作用將能夠引起放大器產(chǎn)生自激等不良后果。種反響作用將能夠引起放大器產(chǎn)生自激等不良后果。 LYyyyyYoefereieisiefereoeoYyyyyYie0ireyYyoe0oreyYy第第3 3章章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器高頻電子線(xiàn)路 (2) 近似分析近似分析 下面分析由于反向傳輸導(dǎo)納下面分析由于反向傳輸導(dǎo)納Yre的反響引起的不穩(wěn)定。的反響引起的不穩(wěn)定。假設(shè)：反向傳

16、輸導(dǎo)納假設(shè)：反向傳輸導(dǎo)納Yre引入的輸入導(dǎo)納引入的輸入導(dǎo)納, 記為記為Yir。忽略。忽略Rbb的影響的影響, 那么由式那么由式(3-3)、 (3- 4)有：有： femYg思索諧振頻率思索諧振頻率0附近情況附近情況, 有：有：reuYj C recirbY UY UccpfebpUI ZY U Z其中其中Zp為有載時(shí)并聯(lián)諧振回路阻抗為有載時(shí)并聯(lián)諧振回路阻抗, 根據(jù)第二章根據(jù)第二章(2-9)式，設(shè)式，設(shè)回路有載諧振阻抗為回路有載諧振阻抗為RL=1/ GL，有：，有： (3-11a) (3-11b) (3-11c) (3-11d) 第第3 3章章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器高頻電子線(xiàn)路0000(

17、12)(12)umumirLLLLjC gC gYjGj QGj Q 并將并將Yoe歸入諧振回路負(fù)載中，那么諧振回路總導(dǎo)納為：歸入諧振回路負(fù)載中，那么諧振回路總導(dǎo)納為： 由上述式(3-11a)(3-11d)可得：00112(12)LpLLLRZj QGj Q01(12)oeLLLpYYGj QZrefebprecirrefepbbY Y U ZY UYY Y ZUU故 (3-11) 第第3 3章章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器高頻電子線(xiàn)路由上式可得：當(dāng)回路諧振時(shí)，Yir為一電容由反向傳輸導(dǎo)納引入的輸入導(dǎo)納；當(dāng) 0時(shí)， Yir的電導(dǎo)為正，是負(fù)反響。當(dāng) uCES 。 是指功放的最高任務(wù)形狀還未進(jìn)入

18、飽和區(qū)的形狀，是指功放的最高任務(wù)形狀還未進(jìn)入飽和區(qū)的形狀，即動(dòng)特性的即動(dòng)特性的A點(diǎn)未進(jìn)入飽和區(qū)的任務(wù)形狀。點(diǎn)未進(jìn)入飽和區(qū)的任務(wù)形狀。第第3 3章章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器高頻電子線(xiàn)路 (2) 臨界形狀：臨界形狀： 功放的最高任務(wù)形狀剛好進(jìn)入飽和區(qū)的邊緣形狀，即功放的最高任務(wù)形狀剛好進(jìn)入飽和區(qū)的邊緣形狀，即動(dòng)特性的動(dòng)特性的A點(diǎn)剛好進(jìn)入飽和區(qū)和放大區(qū)的邊緣，我們將這種點(diǎn)剛好進(jìn)入飽和區(qū)和放大區(qū)的邊緣，我們將這種任務(wù)形狀稱(chēng)為臨界形狀。任務(wù)形狀稱(chēng)為臨界形狀。 保證功放任務(wù)在這一形狀所需的集電極負(fù)載電阻保證功放任務(wù)在這一形狀所需的集電極負(fù)載電阻RL稱(chēng)稱(chēng)為臨界電阻或最正確負(fù)載電阻，普通用為臨界電阻或最

19、正確負(fù)載電阻，普通用RLcr表示。表示。臨界形狀功放的特點(diǎn)：功放的任務(wù)點(diǎn)只在截止區(qū)和線(xiàn)性放臨界形狀功放的特點(diǎn)：功放的任務(wù)點(diǎn)只在截止區(qū)和線(xiàn)性放大區(qū)內(nèi)變化；功放的集電極電流為余弦脈沖；功放的輸出大區(qū)內(nèi)變化；功放的集電極電流為余弦脈沖；功放的輸出功率最大，高頻功放普通任務(wù)在此形狀；有功率最大，高頻功放普通任務(wù)在此形狀；有UCEmin uCES 。第第3 3章章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器高頻電子線(xiàn)路 (3) 過(guò)壓形狀：過(guò)壓形狀： 當(dāng)功放的最高任務(wù)形狀將進(jìn)入飽和區(qū)，即動(dòng)特性的當(dāng)功放的最高任務(wù)形狀將進(jìn)入飽和區(qū)，即動(dòng)特性的A點(diǎn)在飽和區(qū)的任點(diǎn)在飽和區(qū)的任務(wù)形狀，稱(chēng)為過(guò)壓形狀。務(wù)形狀，稱(chēng)為過(guò)壓形狀。 過(guò)壓形

20、狀功放的特點(diǎn)：功放的任務(wù)點(diǎn)將在截止區(qū)、線(xiàn)性放大區(qū)和飽和區(qū)三個(gè)區(qū)內(nèi)變化；功放的集電極電流為頂部凹陷的余弦脈沖；P1和P0都下降，在弱過(guò)壓形狀，有所添加，但到達(dá)強(qiáng)過(guò)壓形狀，因IC波形劇烈畸變，要下降， 減小。這種形狀下，有UCEmin uCES 。第第3 3章章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器高頻電子線(xiàn)路第第3 3章章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器高頻電子線(xiàn)路3. 諧振功率放大器的計(jì)算諧振功率放大器的計(jì)算諧振功率放大器的主要目的是功率和效率。諧振功率放大器的主要目的是功率和效率。以臨界形狀為例：以臨界形狀為例：1) 1) 首先要求得集電極電流脈沖的兩個(gè)主要參量首先要求得集電極電流脈沖的兩個(gè)主要參量i

21、c maxic max和和bBBBBUUUcos1導(dǎo)通角導(dǎo)通角集電極電流脈沖幅值集電極電流脈沖幅值Icm或從輸出特性曲線(xiàn)上直接得出。或從輸出特性曲線(xiàn)上直接得出。第第3 3章章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器高頻電子線(xiàn)路2) 2) 電流余弦脈沖的各諧波分量系數(shù)電流余弦脈沖的各諧波分量系數(shù)0(0() )、1(1() )、 n(n() )可查表求得，并求得個(gè)分量的實(shí)踐值。可查表求得，并求得個(gè)分量的實(shí)踐值。3) 3) 諧振功率放大器的功率和效率諧振功率放大器的功率和效率直流功率：直流功率： P0=Ic0 UCC交流輸出功率：交流輸出功率：max111)(2121cCCcmcUIUPi集電極效率：集電極效

22、率：01PP4) 4) 根據(jù)根據(jù)LcrCCLcrcRURUP221)(2121可求得最正確負(fù)載電阻：可求得最正確負(fù)載電阻：122)(PURCCLcr第第3 3章章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器高頻電子線(xiàn)路例例3-2:某諧振功率放大器的動(dòng)特性如圖某諧振功率放大器的動(dòng)特性如圖5中的所示試回中的所示試回答并計(jì)算以下各項(xiàng)：答并計(jì)算以下各項(xiàng)：1此時(shí)功率放大器任務(wù)于何種形狀？畫(huà)出此時(shí)功率放大器任務(wù)于何種形狀？畫(huà)出的波形圖。的波形圖。)(tiC1PCP259. 0)(0444. 0)(1計(jì)算計(jì)算、輸出功率、輸出功率和集電極損耗功率和集電極損耗功率注：注：，動(dòng)特性曲線(xiàn)上特殊點(diǎn)的坐標(biāo)是分析、計(jì)算的關(guān)鍵動(dòng)特性曲線(xiàn)

23、上特殊點(diǎn)的坐標(biāo)是分析、計(jì)算的關(guān)鍵第第3 3章章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器高頻電子線(xiàn)路77四、高頻功放的外部特性 高頻功放是任務(wù)于非線(xiàn)性形狀的放大器, 同時(shí)也可以看成是一高頻功率發(fā)生器(在外部鼓勵(lì)下的發(fā)生器)，因此高頻功率放大器的性能參數(shù)只能在一定條件下進(jìn)展估算，在實(shí)踐設(shè)計(jì)中，要到達(dá)設(shè)計(jì)要求經(jīng)常還需對(duì)其進(jìn)展調(diào)整。 高頻功放的外特性：是指放大器的性能隨放大器的外部參數(shù)變化的規(guī)律。主要包括：高頻功放的負(fù)載特性(功放性能隨負(fù)載的變化特性)、高頻功放的振幅特性(功放性能隨鼓勵(lì)電壓的變化特性)、高頻功放的調(diào)制特性(功放性能隨偏置電壓和電源的變化特性)以及高頻功放的調(diào)諧特性等。第第3 3章章 高頻諧振放

24、大器高頻諧振放大器高頻電子線(xiàn)路78 1高頻功放的負(fù)載特性高頻功放的負(fù)載特性 高頻功放的負(fù)載特性：是指只改動(dòng)負(fù)載電阻高頻功放的負(fù)載特性：是指只改動(dòng)負(fù)載電阻RL, 高高頻功放電流、頻功放電流、 電壓、電壓、 功率及效率功率及效率變化的特性。變化的特性。 圖圖 3-18(b)是根據(jù)圖是根據(jù)圖3-18(a)而得到的功率、效率曲線(xiàn)。而得到的功率、效率曲線(xiàn)。 第第3 3章章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器高頻電子線(xiàn)路79根據(jù)負(fù)載特性根據(jù)負(fù)載特性圖圖3-18(a)、(b)， 可以進(jìn)一步看出高頻可以進(jìn)一步看出高頻功放各種形狀的特點(diǎn)：功放各種形狀的特點(diǎn)：臨界形狀輸出功率最大，效率也較高，通常選擇在此臨界形狀輸出功

25、率最大，效率也較高，通常選擇在此形狀任務(wù)；形狀任務(wù)；過(guò)壓形狀效率高、耗損小，輸出電壓受負(fù)載電阻過(guò)壓形狀效率高、耗損小，輸出電壓受負(fù)載電阻RL的的影響小，可以近似為交流恒壓源特性；影響小，可以近似為交流恒壓源特性；欠壓形狀時(shí)電流負(fù)載電阻欠壓形狀時(shí)電流負(fù)載電阻RL的影響小，近似為交流恒的影響小，近似為交流恒流源特性，但由于此時(shí)的效率低、耗損大，普通不選擇在流源特性，但由于此時(shí)的效率低、耗損大，普通不選擇在此形狀任務(wù)。此形狀任務(wù)。第第3 3章章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器高頻電子線(xiàn)路2高頻功放的振幅特性高頻功放的振幅特性 (1) 在欠壓區(qū)：在欠壓區(qū)：Ic0、 Ic1、Uc隨隨Ub的的添加而添加，但

26、不成線(xiàn)性關(guān)系添加而添加，但不成線(xiàn)性關(guān)系, 由于由于也會(huì)隨之增大也會(huì)隨之增大, 使使iC脈沖的寬度和脈沖的寬度和高度都隨之增大。僅當(dāng)處于乙類(lèi)任高度都隨之增大。僅當(dāng)處于乙類(lèi)任務(wù)形狀時(shí)務(wù)形狀時(shí), 固定固定90， 不會(huì)隨不會(huì)隨Ub的的變化而變化變化而變化, 此時(shí)此時(shí)Uc與與Ub才成正比才成正比關(guān)系。關(guān)系。 (2) 在過(guò)壓區(qū)：在過(guò)壓區(qū)： Ic0、 Ic1、Uc根根本上不隨本上不隨Ub的添加而添加，可以以的添加而添加，可以以為是恒壓區(qū)，放大等幅信號(hào)，應(yīng)選為是恒壓區(qū)，放大等幅信號(hào)，應(yīng)選擇這種形狀。擇這種形狀。 高頻功放的振幅特性是指只改動(dòng)鼓勵(lì)信號(hào)振幅高頻功放的振幅特性是指只改動(dòng)鼓勵(lì)信號(hào)振幅Ub 時(shí)時(shí), 放放

27、大器電流、大器電流、 電壓、電壓、 功率及效率的變化特性功率及效率的變化特性 RL 不變。不變。第第3 3章章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器高頻電子線(xiàn)路 3. 高頻功放的調(diào)制特性高頻功放的調(diào)制特性 是指功放的性能隨放大器的偏置電壓和電源的變化特性。包括基極是指功放的性能隨放大器的偏置電壓和電源的變化特性。包括基極調(diào)制特性和集電極調(diào)制特性。調(diào)制特性和集電極調(diào)制特性。 (1) 基極調(diào)制特性：是指僅改動(dòng)放大器的基極偏置電壓基極調(diào)制特性：是指僅改動(dòng)放大器的基極偏置電壓UBB，放大器的，放大器的電流、電壓、功率及效率的變化特性。電流、電壓、功率及效率的變化特性。tUUubBBBEcos由于由于 所以所以

28、UBB 和和Ub決議了決議了maxBEu,改動(dòng)改動(dòng)UBB與改動(dòng)與改動(dòng)Ub 類(lèi)似，不同的是類(lèi)似，不同的是UBB可以為負(fù)值?？梢詾樨?fù)值。第第3 3章章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器高頻電子線(xiàn)路2集電極調(diào)制特性集電極調(diào)制特性 高頻功放的集電極極調(diào)制特性是指改動(dòng)直流偏置高頻功放的集電極極調(diào)制特性是指改動(dòng)直流偏置Ucc 時(shí)時(shí), 放放大器電流、大器電流、 電壓、電壓、 功率及效率的變化特性功率及效率的變化特性 UBB Ub RL 不不變。變。 在在UBB Ub RL 不變時(shí)，動(dòng)特性曲線(xiàn)將隨不變時(shí)，動(dòng)特性曲線(xiàn)將隨Ucc的變化左右平移，的變化左右平移，由大變小時(shí)，任務(wù)形狀由由大變小時(shí)，任務(wù)形狀由 欠壓欠壓 臨

29、界臨界 過(guò)壓，如圖。電流過(guò)壓，如圖。電流由完好到凹陷。由完好到凹陷。集電極調(diào)制特性曲線(xiàn)集電極調(diào)制特性曲線(xiàn)當(dāng)當(dāng)Ucc由小到大變化時(shí)，功由小到大變化時(shí)，功放的形狀將由過(guò)壓區(qū)逐漸放的形狀將由過(guò)壓區(qū)逐漸進(jìn)入欠壓區(qū)，進(jìn)入欠壓形進(jìn)入欠壓區(qū)，進(jìn)入欠壓形狀后，集電極電流幾乎不狀后，集電極電流幾乎不隨隨Ucc而改動(dòng)，而完全取決而改動(dòng)，而完全取決于鼓勵(lì)的大小。于鼓勵(lì)的大小。第第3 3章章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器高頻電子線(xiàn)路諧振功放用作集電極調(diào)制電路時(shí)，必需任務(wù)于過(guò)壓區(qū)。諧振功放用作集電極調(diào)制電路時(shí)，必需任務(wù)于過(guò)壓區(qū)。 在在UBB或或UCC上疊加一個(gè)緩慢變化的小信號(hào)調(diào)制信號(hào)，使放上疊加一個(gè)緩慢變化的小信號(hào)調(diào)制

30、信號(hào)，使放大器任務(wù)在特定的形狀，那么輸出信號(hào)的振幅就會(huì)隨疊加的小信號(hào)變大器任務(wù)在特定的形狀，那么輸出信號(hào)的振幅就會(huì)隨疊加的小信號(hào)變化，同時(shí)完成放大和調(diào)制，通常稱(chēng)為高電平調(diào)制?；?，同時(shí)完成放大和調(diào)制，通常稱(chēng)為高電平調(diào)制。第第3 3章章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器高頻電子線(xiàn)路4. 高頻功放的調(diào)諧特性高頻功放的調(diào)諧特性 前面的分析都是假定放大器任務(wù)在調(diào)諧形狀，實(shí)踐任務(wù)時(shí)放前面的分析都是假定放大器任務(wù)在調(diào)諧形狀，實(shí)踐任務(wù)時(shí)放大器需求調(diào)諧。大器需求調(diào)諧。 功放的調(diào)諧特性是指，功放的輸出電流，電壓，隨回路電功放的調(diào)諧特性是指，功放的輸出電流，電壓，隨回路電容容C或電感或電感L變化的特性。變化的特性。 失

31、諧時(shí)，阻抗的模失諧時(shí)，阻抗的模RL，任務(wù)，任務(wù)形狀會(huì)發(fā)生變化。形狀會(huì)發(fā)生變化。 假設(shè)諧振時(shí)處于弱過(guò)壓形狀，那假設(shè)諧振時(shí)處于弱過(guò)壓形狀，那么失諧時(shí)，阻抗的模下降，由阻抗特么失諧時(shí)，阻抗的模下降，由阻抗特性，可知任務(wù)形狀：由性，可知任務(wù)形狀：由 臨界臨界 欠壓欠壓利用利用Uc和和Ic0的峰值來(lái)調(diào)諧。的峰值來(lái)調(diào)諧。為防止調(diào)諧過(guò)程中燒壞晶體管，動(dòng)作要快，先降低為防止調(diào)諧過(guò)程中燒壞晶體管，動(dòng)作要快，先降低Ucc或減小鼓勵(lì)電壓。或減小鼓勵(lì)電壓。Ic0和和Ic1要增大，而要增大，而Uc將下降。將下降。P1=Uc1Ic1cos/2將下降將下降第第3 3章章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器高頻電子線(xiàn)路Ec第第3

32、3章章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器高頻電子線(xiàn)路第第3 3章章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器高頻電子線(xiàn)路第第3 3章章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器高頻電子線(xiàn)路小結(jié)小結(jié) 根據(jù)以上對(duì)丙類(lèi)諧振功放的性能分析根據(jù)以上對(duì)丙類(lèi)諧振功放的性能分析, 可得出以可得出以下幾點(diǎn)結(jié)論下幾點(diǎn)結(jié)論: (1) 假設(shè)對(duì)等幅信號(hào)進(jìn)展功率放大假設(shè)對(duì)等幅信號(hào)進(jìn)展功率放大, 應(yīng)使功放任應(yīng)使功放任務(wù)在臨界形狀務(wù)在臨界形狀, 此時(shí)輸出功率最大此時(shí)輸出功率最大, 效率也接近最大。效率也接近最大。比如對(duì)第比如對(duì)第7章將引見(jiàn)的調(diào)頻信號(hào)進(jìn)展功率放大。章將引見(jiàn)的調(diào)頻信號(hào)進(jìn)展功率放大。 (2) 假設(shè)對(duì)非等幅信號(hào)進(jìn)展功率放大假設(shè)對(duì)非等幅信號(hào)進(jìn)展功

33、率放大, 應(yīng)使功放應(yīng)使功放任務(wù)在欠壓形狀任務(wù)在欠壓形狀, 但線(xiàn)性較差。假設(shè)采用乙類(lèi)任務(wù)但線(xiàn)性較差。假設(shè)采用乙類(lèi)任務(wù), 那么線(xiàn)性較好。比如對(duì)第那么線(xiàn)性較好。比如對(duì)第6章將引見(jiàn)的調(diào)幅信號(hào)進(jìn)章將引見(jiàn)的調(diào)幅信號(hào)進(jìn)展功率放大。展功率放大。 (3) 丙類(lèi)諧振功放在進(jìn)展功率放大的同時(shí)丙類(lèi)諧振功放在進(jìn)展功率放大的同時(shí), 也可也可進(jìn)展振幅調(diào)制。假設(shè)調(diào)制信號(hào)加在基極偏壓上進(jìn)展振幅調(diào)制。假設(shè)調(diào)制信號(hào)加在基極偏壓上, 功功放應(yīng)任務(wù)在欠壓形狀；放應(yīng)任務(wù)在欠壓形狀； 假設(shè)調(diào)制信號(hào)加在集電極電假設(shè)調(diào)制信號(hào)加在集電極電壓上壓上, 功放應(yīng)任務(wù)在過(guò)壓形狀。功放應(yīng)任務(wù)在過(guò)壓形狀。 (4) 回路等效總電阻回路等效總電阻RL，對(duì)功放的

34、各項(xiàng)性能目的，對(duì)功放的各項(xiàng)性能目的關(guān)系很大關(guān)系很大, 在分析和設(shè)計(jì)功放時(shí)應(yīng)注重負(fù)載特性。在分析和設(shè)計(jì)功放時(shí)應(yīng)注重負(fù)載特性。 第第3 3章章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器高頻電子線(xiàn)路思索討論題1.設(shè)諧振功放原任務(wù)于臨界形狀，假設(shè)集電極回路稍有失諧，設(shè)諧振功放原任務(wù)于臨界形狀，假設(shè)集電極回路稍有失諧，放大器的放大器的IC0、 IC1、 PC 將如何變化？有何危險(xiǎn)？將如何變化？有何危險(xiǎn)？ 答案：假設(shè)集電極回路失諧，回路阻抗將減小負(fù)載，使放答案：假設(shè)集電極回路失諧，回路阻抗將減小負(fù)載，使放大器任務(wù)進(jìn)入欠壓區(qū)，導(dǎo)致大器任務(wù)進(jìn)入欠壓區(qū)，導(dǎo)致IC0 和和IC1增大，增大， PC增大；因此失增大；因此失諧大時(shí)

35、能夠燒壞晶體管。諧大時(shí)能夠燒壞晶體管。第第3 3章章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器高頻電子線(xiàn)路2.對(duì)某諧振功放，當(dāng)增大對(duì)某諧振功放，當(dāng)增大UCC時(shí)，發(fā)現(xiàn)輸出功率增大，為什么？時(shí)，發(fā)現(xiàn)輸出功率增大，為什么？假設(shè)發(fā)現(xiàn)輸出功率增大不明顯，那么又又闡明什么？假設(shè)發(fā)現(xiàn)輸出功率增大不明顯，那么又又闡明什么？答案：當(dāng)增大答案：當(dāng)增大UCC時(shí)，時(shí)， P1增大明顯，那么闡明諧振功放原來(lái)增大明顯，那么闡明諧振功放原來(lái)任務(wù)于過(guò)壓區(qū)；假設(shè)增大不明顯，闡明諧振功放原來(lái)任務(wù)于欠任務(wù)于過(guò)壓區(qū)；假設(shè)增大不明顯，闡明諧振功放原來(lái)任務(wù)于欠壓區(qū)。壓區(qū)。3.一諧振功率放大器一諧振功率放大器,原來(lái)任務(wù)在臨界形狀原來(lái)任務(wù)在臨界形狀,后來(lái)

36、發(fā)現(xiàn)該功率放大后來(lái)發(fā)現(xiàn)該功率放大器的輸出功率下降器的輸出功率下降,但效率反而提高但效率反而提高,但電源電壓但電源電壓Ucc、輸出電壓、輸出電壓振幅振幅Uc及及Ubemax不變，問(wèn)這是什么緣由呵斥的，此時(shí)功率放不變，問(wèn)這是什么緣由呵斥的，此時(shí)功率放大器任務(wù)在什么形狀？大器任務(wù)在什么形狀？答案：由知，功率放大器的任務(wù)形狀不變。答案：由知，功率放大器的任務(wù)形狀不變。 由于由于 ，所以，所以 不變；而不變；而=/2，故效率的提高是由于波形系，故效率的提高是由于波形系數(shù)數(shù)添加呵斥；呵斥添加呵斥；呵斥添加只能是因通角添加只能是因通角減小，而使減小，而使減小，有兩個(gè)緣由：減小，有兩個(gè)緣由：一個(gè)是減小輸入信號(hào)

37、的振幅一個(gè)是減小輸入信號(hào)的振幅Ub，另一個(gè)是減小，另一個(gè)是減小UBB；但要求；但要求Ubemax不變，不變，故只能減小故只能減小UBB ，同時(shí)增大，同時(shí)增大Ub 。輸出功率下降，但。輸出功率下降，但Uc不變，所以只能是不變，所以只能是負(fù)載阻抗增大了。負(fù)載阻抗增大了。UccUc第第3 3章章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器高頻電子線(xiàn)路4.某諧振功放任務(wù)在過(guò)壓形狀，現(xiàn)欲將它調(diào)整到臨界形狀，應(yīng)某諧振功放任務(wù)在過(guò)壓形狀，現(xiàn)欲將它調(diào)整到臨界形狀，應(yīng)改動(dòng)哪些參數(shù)？不同的調(diào)整方法所得到的輸出功率能否一樣？改動(dòng)哪些參數(shù)？不同的調(diào)整方法所得到的輸出功率能否一樣？答案：減小答案：減小RL ，或減小，或減小UBB ，

38、減小，減小Ub ，或增大，或增大UCC ； 或綜合調(diào)理?；蚓C合調(diào)理。 不同的調(diào)整方法所得到的輸出功率不一樣。不同的調(diào)整方法所得到的輸出功率不一樣。第第3 3章章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器高頻電子線(xiàn)路5. 有一個(gè)丙類(lèi)高頻功放任務(wù)在臨界形狀，有一個(gè)丙類(lèi)高頻功放任務(wù)在臨界形狀， 知輸出功率知輸出功率P1=10W，電源電壓，電源電壓Ec=30V，飽和電壓，飽和電壓UCES=2V， 導(dǎo)通角導(dǎo)通角=75o,且且0(75o)=0.269,1(75o)=0.455,求求(1)集電極電壓振幅集電極電壓振幅UC，(2)集電極最正確諧振阻抗集電極最正確諧振阻抗RLCr，(3)輸出效率輸出效率，(4)電電源功率源

39、功率P0,(5)集電極耗散功率集電極耗散功率Pc，(6)電源電流電源電流IC0解：根據(jù)知條件得：解：根據(jù)知條件得：222112878439.2()222 1020CCLCrLCrUUPRRP 由得：01( )128 0.4550.78922( )2 30 0.269CcUE 輸出效率集電極電壓振幅集電極電壓振幅UC=Ec-UCES=30-2=28 V第第3 3章章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器高頻電子線(xiàn)路012.674423()30cocPImAE電源電流0112.674102.674()PPPW C集電極耗散功率101012.674()0.789PPW 電源功率第第3 3章章 高頻諧振放大器

40、高頻諧振放大器高頻電子線(xiàn)路6. 假設(shè)一個(gè)丙類(lèi)功率放大器原來(lái)任務(wù)在臨界形狀，現(xiàn)分別單獨(dú)假設(shè)一個(gè)丙類(lèi)功率放大器原來(lái)任務(wù)在臨界形狀，現(xiàn)分別單獨(dú)(a)增大電源電壓增大電源電壓Ec、(b)減小諧振電阻、減小諧振電阻、(c)減小負(fù)向基極偏置減小負(fù)向基極偏置、(d)減小鼓勵(lì)電壓的幅度，那么放大器將由臨界形狀進(jìn)入何減小鼓勵(lì)電壓的幅度，那么放大器將由臨界形狀進(jìn)入何種形狀？輸出功率將有什么變化？種形狀？輸出功率將有什么變化？解：解： (a)進(jìn)入欠壓形狀，輸出功率根本不變。進(jìn)入欠壓形狀，輸出功率根本不變。 (b)進(jìn)入欠壓形狀，由于電壓幅度將減小，故功率將減小。進(jìn)入欠壓形狀，由于電壓幅度將減小，故功率將減小。 (c)

41、進(jìn)入過(guò)壓形狀，由于基頻電流將減小，故功率將減小，。進(jìn)入過(guò)壓形狀，由于基頻電流將減小，故功率將減小，。 (d)進(jìn)入欠壓形狀，功率將減小，由于基頻電流和幅度都會(huì)減進(jìn)入欠壓形狀，功率將減小，由于基頻電流和幅度都會(huì)減小。小。第第3 3章章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器高頻電子線(xiàn)路3.4 高頻功率放大器的高頻效應(yīng) (了解) 前面分析都以靜特性為根底的分析，雖能闡明高頻功放的原理，但卻不能反映高頻任務(wù)時(shí)的其他景象。分析和實(shí)際都闡明，當(dāng)晶體管任務(wù)于“中頻區(qū)0.5ff0.2fT)甚至更高頻率時(shí)，通常會(huì)出現(xiàn)輸出功率下降、效率降低、功率增益降低以及輸入、輸出阻抗為復(fù)阻抗等景象。 一切這些景象的出現(xiàn)，主要是由于功放

42、管性能隨頻率變化引起的，通常稱(chēng)它為功放管的高頻效應(yīng)。第第3 3章章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器高頻電子線(xiàn)路t0ct0(t0=10 20 )ibicie2t0 經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)，可以用示波器察看功率放大器放大管各極電流波形隨任務(wù)頻率變化而變化的情況。一、一、 少數(shù)載流子的渡越時(shí)間效應(yīng)少數(shù)載流子的渡越時(shí)間效應(yīng) 少數(shù)載流子，在基區(qū)分散到達(dá)集電極需求一定的時(shí)間少數(shù)載流子，在基區(qū)分散到達(dá)集電極需求一定的時(shí)間 ，稱(chēng)為載流子稱(chēng)為載流子的渡越時(shí)間。的渡越時(shí)間。 低頻時(shí)，渡越時(shí)間小于信號(hào)周期，載流子與外加瞬時(shí)電壓一低頻時(shí)，渡越時(shí)間小于信號(hào)周期，載流子與外加瞬時(shí)電壓一一對(duì)應(yīng)。一對(duì)應(yīng)。 高頻時(shí)，渡越時(shí)間高頻時(shí)，渡越時(shí)間和

43、信號(hào)的周期可以比較，瞬間的基區(qū)載流子變化和信號(hào)的周期可以比較，瞬間的基區(qū)載流子變化決議于這以前的外加電壓的變化。因此各極電流，不取決于此刻電壓。決議于這以前的外加電壓的變化。因此各極電流，不取決于此刻電壓。前面分析都是按靜態(tài)特性分析的，沒(méi)有思索到這一點(diǎn)。前面分析都是按靜態(tài)特性分析的，沒(méi)有思索到這一點(diǎn)。第第3 3章章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器高頻電子線(xiàn)路 在任務(wù)頻率很高，在任務(wù)頻率很高， 渡越角在渡越角在0=100=102020時(shí)，功放管各電極電時(shí)，功放管各電極電流的變化情況：流的變化情況：(1) (1) 發(fā)射極電流發(fā)射極電流ie ie 隨著任務(wù)頻率提高，存貯在基區(qū)中的載流子由于輸入隨著任務(wù)

44、頻率提高，存貯在基區(qū)中的載流子由于輸入信號(hào)信號(hào)ubub迅速向負(fù)極性變化而前往發(fā)射極迅速向負(fù)極性變化而前往發(fā)射極, ,因此因此ieie出現(xiàn)反向脈沖，管子的出現(xiàn)反向脈沖，管子的導(dǎo)通角加大，任務(wù)頻率越高導(dǎo)通角加大，任務(wù)頻率越高,ie,ie反向脈沖的寬度就越大，幅值也越高，反向脈沖的寬度就越大，幅值也越高，導(dǎo)通角也越擴(kuò)展。導(dǎo)通角也越擴(kuò)展。(2) (2) 集電極電流集電極電流ic ic ic ic 的的 峰值滯后于峰值滯后于ie ie 的的峰值，二者差一渡越角峰值，二者差一渡越角0 0，icic的導(dǎo)通角也的導(dǎo)通角也由低頻時(shí)的由低頻時(shí)的 c c增大到：增大到：c+2c+20 0高頻情況下功放管各電極電流波

45、形高頻情況下功放管各電極電流波形t0ct0(t0=1020)ibicie2t0(3) (3) 基極電流基極電流ib ib 由于由于ieie出現(xiàn)反向脈沖，根出現(xiàn)反向脈沖，根據(jù)據(jù)ib= ie icib= ie ic，所以，所以ibib也出現(xiàn)反向電流脈沖，也出現(xiàn)反向電流脈沖，反向電流的出現(xiàn)，使其基波分量反向電流的出現(xiàn)，使其基波分量Ib1Ib1大大添加，大大添加，Ib1Ib1的添加將提高了對(duì)鼓勵(lì)功率的要求。的添加將提高了對(duì)鼓勵(lì)功率的要求。 上述分析闡明，上述分析闡明，icic的導(dǎo)通角加大，將的導(dǎo)通角加大，將使功率管的效率大大降低；使功率管的效率大大降低；Ib1Ib1的加大將使的加大將使鼓勵(lì)功率添加，這

46、會(huì)使放大器的功率增益鼓勵(lì)功率添加，這會(huì)使放大器的功率增益降低，這種景象將隨任務(wù)頻率升高而加劇。降低，這種景象將隨任務(wù)頻率升高而加劇。第第3 3章章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器高頻電子線(xiàn)路二、非線(xiàn)性電抗效應(yīng)二、非線(xiàn)性電抗效應(yīng) 功放管中存在集電結(jié)電容功放管中存在集電結(jié)電容Cbc, 這個(gè)電容是隨集電結(jié)電這個(gè)電容是隨集電結(jié)電壓壓Ube變化的非線(xiàn)性勢(shì)壘電容。變化的非線(xiàn)性勢(shì)壘電容。 Cbc可達(dá)幾十到一二百可達(dá)幾十到一二百皮法。它的存在使的對(duì)高頻信號(hào)呈現(xiàn)出低阻通道，使皮法。它的存在使的對(duì)高頻信號(hào)呈現(xiàn)出低阻通道，使ib加加大，大，rbb上壓降增大，上壓降增大，ube減小，減小，ic減小，輸出功率和減小，輸出

47、功率和效率下降。同時(shí)也會(huì)帶來(lái)放大器的不穩(wěn)定。效率下降。同時(shí)也會(huì)帶來(lái)放大器的不穩(wěn)定。三、發(fā)射極引線(xiàn)電感的影響三、發(fā)射極引線(xiàn)電感的影響長(zhǎng)度為長(zhǎng)度為l，直徑為，直徑為d的，導(dǎo)線(xiàn)產(chǎn)生的電感為：的，導(dǎo)線(xiàn)產(chǎn)生的電感為：當(dāng)頻率很高時(shí)，當(dāng)頻率很高時(shí)，Le不能忽略。不能忽略。 在高頻任務(wù)時(shí)，這個(gè)電感呈現(xiàn)出很大的阻抗，作為射級(jí)負(fù)反在高頻任務(wù)時(shí)，這個(gè)電感呈現(xiàn)出很大的阻抗，作為射級(jí)負(fù)反響。從而減小了集電極電流、降低了輸出功率和效率。響。從而減小了集電極電流、降低了輸出功率和效率。第第3 3章章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器高頻電子線(xiàn)路四、飽和壓降的影響四、飽和壓降的影響 晶體管任務(wù)于高頻時(shí)晶體管任務(wù)于高頻時(shí), 實(shí)驗(yàn)發(fā)

48、現(xiàn)其飽和壓降隨頻率提高而加大。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)其飽和壓降隨頻率提高而加大。 Uc=Ec-Uces減小減小 所以電壓利用系數(shù)降低，輸所以電壓利用系數(shù)降低，輸出效率降低，輸出功率減小。出效率降低，輸出功率減小。第第3 3章章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器高頻電子線(xiàn)路 3.5 高頻功率放大器的實(shí)踐線(xiàn)路高頻功率放大器的實(shí)踐線(xiàn)路 一、一、 直流饋電線(xiàn)路直流饋電線(xiàn)路 直流電源加到功放管各極上去的線(xiàn)路叫直流饋電線(xiàn)直流電源加到功放管各極上去的線(xiàn)路叫直流饋電線(xiàn)路。直流饋電線(xiàn)路包括集電極饋電線(xiàn)路和基極饋電線(xiàn)路路。直流饋電線(xiàn)路包括集電極饋電線(xiàn)路和基極饋電線(xiàn)路。下面結(jié)合集電極饋電線(xiàn)路和基極饋電線(xiàn)路闡明旁路電。下面結(jié)合集電極饋

49、電線(xiàn)路和基極饋電線(xiàn)路闡明旁路電容容CbCb、扼流圈、扼流圈LbLb的運(yùn)用方法。的運(yùn)用方法。 1 1、集電極饋電線(xiàn)路、集電極饋電線(xiàn)路 (1) 串聯(lián)饋電線(xiàn)路串聯(lián)饋電線(xiàn)路 構(gòu)造：晶體管、構(gòu)造：晶體管、 電源、電源、 諧振回路三者是串聯(lián)銜接的諧振回路三者是串聯(lián)銜接的, 故稱(chēng)為串聯(lián)故稱(chēng)為串聯(lián)饋電線(xiàn)路。如圖饋電線(xiàn)路。如圖 3-25(a) 所示。所示。 (2)并聯(lián)饋電線(xiàn)路并聯(lián)饋電線(xiàn)路 構(gòu)造：其晶體管、構(gòu)造：其晶體管、 電源、電源、 諧振回路三者是并聯(lián)銜接的諧振回路三者是并聯(lián)銜接的, 故稱(chēng)為并聯(lián)饋電線(xiàn)故稱(chēng)為并聯(lián)饋電線(xiàn)路。如圖路。如圖 3-25(b) 所示。所示。 第第3 3章章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器高

50、頻電子線(xiàn)路VCCbEcLbL(a)VEc(b)CL1Cb1CbLb 圖 3-25 集電極饋電線(xiàn)路兩種方式 (a) 串聯(lián)饋電; (b) 并聯(lián)饋電優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：Ucc、LB、CB處于高頻地電處于高頻地電位，使得回路不容易受分布參數(shù)影位，使得回路不容易受分布參數(shù)影響。響。優(yōu)點(diǎn)：回路一端為直流地電優(yōu)點(diǎn)：回路一端為直流地電位，位，L、C元件一端可以接元件一端可以接地，安裝方便。地，安裝方便。第第3 3章章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器高頻電子線(xiàn)路 在信號(hào)頻率上在信號(hào)頻率上 Lb 的的感抗很大，接近開(kāi)路；感抗很大，接近開(kāi)路；Cb 的容抗很小，接近短的容抗很小，接近短路，防止信號(hào)電流經(jīng)過(guò)直路，防止信號(hào)電流經(jīng)過(guò)

51、直流電源而產(chǎn)生級(jí)間反響，流電源而產(chǎn)生級(jí)間反響，呵斥任務(wù)不穩(wěn)定。呵斥任務(wù)不穩(wěn)定。tUUuUuc coscCCCCCE第第3 3章章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器高頻電子線(xiàn)路Lb 高頻扼流圈；高頻扼流圈；Cb 隔直電容；隔直電容；Cb1 旁通電容。旁通電容。在信號(hào)頻率上，Lb 感抗很大，接近開(kāi)路，Cb、Cb1 的容抗很小，接近短路。雖然電源與諧振回路在方式上是并聯(lián)的，但諧振回路兩端電壓 uc 直接反映在 LC 上，因此tUUuUuc coscCCCCCE與串饋電路一樣。與串饋電路一樣。第第3 3章章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器高頻電子線(xiàn)路2基極饋電線(xiàn)路基極饋電線(xiàn)路(1)作用為放大電路提供適宜的偏

52、置電壓，使功率管任務(wù)在丙類(lèi)。(2)(2)常用方式常用方式基極饋電線(xiàn)路也有串聯(lián)和并聯(lián)兩種方式。 圖3-26示出了幾種基極饋電方式, 基極的負(fù)偏壓既可以是外加的, 也可以由基極直流電流或發(fā)射極直流電流流過(guò)電阻產(chǎn)生。前者稱(chēng)為固定偏壓，后者稱(chēng)為自給偏壓。 第第3 3章章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器高頻電子線(xiàn)路發(fā)射極自給偏壓基極組合偏壓基極零偏壓ReCbVCbVR1R2ECbLbV(a)(b)(c)利用利用Ie0 流經(jīng)流經(jīng)Re產(chǎn)生偏壓電壓：產(chǎn)生偏壓電壓：UBB= Ie0 Re調(diào)理調(diào)理Re ，可調(diào)理反偏電壓大小。，可調(diào)理反偏電壓大小。自給偏壓的優(yōu)點(diǎn)是偏壓隨鼓勵(lì)大小變化，使晶體管的各極自給偏壓的優(yōu)點(diǎn)是偏壓

53、隨鼓勵(lì)大小變化，使晶體管的各極電流受鼓勵(lì)變化的影響小，電路任務(wù)穩(wěn)定。電流受鼓勵(lì)變化的影響小，電路任務(wù)穩(wěn)定。第第3 3章章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器高頻電子線(xiàn)路解：分析解：分析:輸入輸出回路輸入輸出回路中交流要有交流通路，直中交流要有交流通路，直流要有直流通路，而且交流要有直流通路，而且交流不能流過(guò)直流電源流不能流過(guò)直流電源 例例3-3：矯正右圖中的錯(cuò)誤，：矯正右圖中的錯(cuò)誤，不得改動(dòng)饋電方式。不得改動(dòng)饋電方式。第第3 3章章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器高頻電子線(xiàn)路二、輸出匹配網(wǎng)絡(luò)二、輸出匹配網(wǎng)絡(luò) 1.位置對(duì)交流通路而言，濾波匹配網(wǎng)絡(luò)(Filter-Matched Network)介于功率管

54、 T 和外接負(fù)載 RL 之間。第第3 3章章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器高頻電子線(xiàn)路2. 輸出匹配網(wǎng)絡(luò)應(yīng)具有這樣的幾個(gè)特點(diǎn)輸出匹配網(wǎng)絡(luò)應(yīng)具有這樣的幾個(gè)特點(diǎn): (1) 以保證放大器傳輸?shù)截?fù)載的功率最大以保證放大器傳輸?shù)截?fù)載的功率最大, 即起到阻抗即起到阻抗匹配的作用匹配的作用; (2) 抑制任務(wù)頻率范圍以外的不需求頻率抑制任務(wù)頻率范圍以外的不需求頻率, 即有良好的即有良好的濾波作用濾波作用; (3) 大多數(shù)發(fā)射機(jī)為波段任務(wù)大多數(shù)發(fā)射機(jī)為波段任務(wù) ，因此雙端口網(wǎng)絡(luò)要順應(yīng)，因此雙端口網(wǎng)絡(luò)要順應(yīng)波段任務(wù)的要求。波段任務(wù)的要求。 3. LC匹配網(wǎng)絡(luò)匹配網(wǎng)絡(luò) 圖圖3-27是幾種常用的是幾種常用的LC匹配

55、網(wǎng)絡(luò)。匹配網(wǎng)絡(luò)。 第第3 3章章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器高頻電子線(xiàn)路R2R1(a)(b)(c) 圖 3-27幾種常見(jiàn)的LC匹配 (a) L型; (b) T型; (c) 型 L型網(wǎng)絡(luò)是由兩種異性電抗元件組成，又分為L(zhǎng)-型負(fù)載電阻RP與XP并聯(lián)和L-型負(fù)載電阻Rs與Xs串聯(lián)兩種；而T型和型可以看作兩個(gè)L型網(wǎng)絡(luò)的級(jí)聯(lián)。因此以L(fǎng)型為例進(jìn)展分析。第第3 3章章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器高頻電子線(xiàn)路 由此可見(jiàn)：在負(fù)由此可見(jiàn)：在負(fù)載電阻載電阻RP大于功放大于功放要求的最正確負(fù)載要求的最正確負(fù)載阻抗阻抗RLcr時(shí)，采用時(shí)，采用L-I型網(wǎng)絡(luò)，并經(jīng)過(guò)型網(wǎng)絡(luò)，并經(jīng)過(guò)調(diào)整調(diào)整Q值，將大的值，將大的負(fù)載電阻負(fù)

56、載電阻RP變換較變換較小的為小的為Rs(Rs= RLcr)。諧振時(shí)應(yīng)。諧振時(shí)應(yīng)有有Xs+Xs=0.(a) L- I 型網(wǎng)絡(luò)型網(wǎng)絡(luò)(電阻電阻RP與網(wǎng)絡(luò)電抗與網(wǎng)絡(luò)電抗XP并聯(lián)并聯(lián))ppRQX211spRRQ 221spQXXQ 其中：其中：()ppssppRjXRjXRjX(1)L -I型網(wǎng)絡(luò)型網(wǎng)絡(luò)第第3 3章章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器高頻電子線(xiàn)路 由此可見(jiàn)：負(fù)載由此可見(jiàn)：負(fù)載RS小小于最正確負(fù)載于最正確負(fù)載RLcr時(shí)時(shí)，采用此網(wǎng)絡(luò)，經(jīng)過(guò)，采用此網(wǎng)絡(luò)，經(jīng)過(guò)調(diào)整調(diào)整Q值可以將小的值可以將小的RS變?yōu)榇蟮淖優(yōu)榇蟮腞Lcr，獲，獲得阻抗匹配得阻抗匹配()ppssppRjXRjXRjX(a) L-

57、型網(wǎng)絡(luò)型網(wǎng)絡(luò) (電阻電阻RS與網(wǎng)絡(luò)電抗與網(wǎng)絡(luò)電抗XS串聯(lián)串聯(lián))pX(1)L -I I型網(wǎng)絡(luò)型網(wǎng)絡(luò)第第3 3章章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器高頻電子線(xiàn)路例例3-4 3-4 試設(shè)計(jì)一試設(shè)計(jì)一L L型匹配網(wǎng)絡(luò)作為功放的輸出電路。知任型匹配網(wǎng)絡(luò)作為功放的輸出電路。知任務(wù)頻率務(wù)頻率f=5MHzf=5MHz，功放的臨界電阻為，功放的臨界電阻為RLcr=100RLcr=100歐姆，天線(xiàn)端歐姆，天線(xiàn)端電阻電阻R2=10R2=10歐姆。歐姆。解：根據(jù)題意，由于負(fù)載電阻天線(xiàn)端電阻解：根據(jù)題意，由于負(fù)載電阻天線(xiàn)端電阻 R2 RLCR R2 RLCR，應(yīng)選擇應(yīng)選擇L-IIL-II型。且串聯(lián)支路用電感，并聯(lián)支路用電容

58、。型。且串聯(lián)支路用電感，并聯(lián)支路用電容。 第第3 3章章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器高頻電子線(xiàn)路(2) 型和T濾波匹配網(wǎng)絡(luò)1LcrLRRQ由于由于1LLcrRRQ或或故在故在RL和和RL相差不大時(shí)，相差不大時(shí)，Q只能很小，會(huì)使濾波性能很只能很小，會(huì)使濾波性能很差差這時(shí)可采用這時(shí)可采用 型或型或T濾波匹配網(wǎng)絡(luò)濾波匹配網(wǎng)絡(luò)RPC2RLL1C1RLL1C1L2RP型濾波匹配網(wǎng)絡(luò)型濾波匹配網(wǎng)絡(luò)T型濾波匹配網(wǎng)絡(luò)型濾波匹配網(wǎng)絡(luò) 恰中選擇兩個(gè)恰中選擇兩個(gè)L型網(wǎng)絡(luò)的型網(wǎng)絡(luò)的Q值，就可兼值，就可兼顧濾波和阻抗匹配的要求。顧濾波和阻抗匹配的要求。第第3 3章章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器高頻電子線(xiàn)路 圖圖3-

59、29是一超短波輸出放大器的實(shí)踐電路是一超短波輸出放大器的實(shí)踐電路, 它任務(wù)于固定頻率它任務(wù)于固定頻率。 3DA21CCbVC1L1L2C222.5 V圖 3-29 一超短波輸出放大器的實(shí)踐電路 L2是為抵消天線(xiàn)的容抗而設(shè)立的C1、C2、L2構(gòu)成型匹配網(wǎng)絡(luò)自偏壓第第3 3章章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器高頻電子線(xiàn)路 2耦合回路耦合回路 圖圖3-30是一短波發(fā)射機(jī)的輸出放大器，是一短波發(fā)射機(jī)的輸出放大器， 它采用互感耦它采用互感耦合回路作輸出電路合回路作輸出電路, 多波段任務(wù)。簡(jiǎn)單分析教材圖多波段任務(wù)。簡(jiǎn)單分析教材圖3-34) V1CbC1L1L2C2KL324 VM 圖3-33 短波輸出放大器

60、的實(shí)踐線(xiàn)路1:4傳輸線(xiàn)變壓器第第3 3章章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器高頻電子線(xiàn)路三、推挽銜接線(xiàn)路三、推挽銜接線(xiàn)路 在高頻功放中，不論是輸出級(jí)還是中間級(jí)，有時(shí)會(huì)在高頻功放中，不論是輸出級(jí)還是中間級(jí)，有時(shí)會(huì)用到推挽銜接線(xiàn)路，其主要目的是為了提高輸出功率，用到推挽銜接線(xiàn)路，其主要目的是為了提高輸出功率，任務(wù)原理與低頻功放類(lèi)似。此處不再祥述。任務(wù)原理與低頻功放類(lèi)似。此處不再祥述。第第3 3章章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器高頻電子線(xiàn)路四、高頻功放的實(shí)踐線(xiàn)路舉例四、高頻功放的實(shí)踐線(xiàn)路舉例 圖圖3-38(a)是任務(wù)頻率為是任務(wù)頻率為50 MHz的晶體管諧振功率放的晶體管諧振功率放大電路大電路, 它向它