Chapter6高频功率放大器ppt课件

1、6.1 概述概述6.2 谐振功率放大器的任务原理谐振功率放大器的任务原理6.3 谐振功率放大器的折线近似分析法谐振功率放大器的折线近似分析法6.4 晶体管高频放大器的高频效应晶体管高频放大器的高频效应6.5 高频功率放大器的电路组成高频功率放大器的电路组成1、运用谐振功率放大器的目的、运用谐振功率放大器的目的放大高频大信号使发射机末级获得足够大的发射功率。放大高频大信号使发射机末级获得足够大的发射功率。2、功率信号放大器运用中需求处理的两个问题：、功率信号放大器运用中需求处理的两个问题：高效率输出高功率输出高效率输出高功率输出联想对比：联想对比：谐振功率放大器与高频小信号谐振放大器；谐振功率放

2、大器与高频小信号谐振放大器；谐振功率放大器与低频功率放大器；谐振功率放大器与低频功率放大器；3、谐振功率放大器与小信号谐振放大器的异同之处、谐振功率放大器与小信号谐振放大器的异同之处一样之处：它们放大的信号均为高频信号，而且放大器的负一样之处：它们放大的信号均为高频信号，而且放大器的负 载均为谐振回路。载均为谐振回路。不同之处：鼓励信号幅度大小不同；不同之处：鼓励信号幅度大小不同； 放大器任务点不同；放大器任务点不同； 晶体管动态范围不同。晶体管动态范围不同。 ic eb t o o ic tVBZ 谐振功率放大器谐振功率放大器波形图波形图小信号谐振放大器小信号谐振放大器波形图波形图 ic Q

3、 eb t o o ic tt 共同之处共同之处:都要求输出功率大和效率高。都要求输出功率大和效率高。不同之处：任务频率与相对频宽不同；不同之处：任务频率与相对频宽不同；放大器的负载不同；放大器的负载不同；放大器的任务形状不同。放大器的任务形状不同。功率放大器本质上是一个能量转换器，把电源供应功率放大器本质上是一个能量转换器，把电源供应的直流能量转化为交流能量，能量转换的才干即为功率的直流能量转化为交流能量，能量转换的才干即为功率放大器的效率。放大器的效率。功率放大器的主要技术目的是输出功率与效率功率放大器的主要技术目的是输出功率与效率4、高频功率放大器与低频功率放大器的异同之处、高频功率放大

4、器与低频功率放大器的异同之处5、任务形状：、任务形状： 功率放大器普通分为甲类、乙类、甲乙类、丙类等任务功率放大器普通分为甲类、乙类、甲乙类、丙类等任务方式，为了进一步提高任务效率还提出了丁类与戊类放大器。方式，为了进一步提高任务效率还提出了丁类与戊类放大器。表2-1 不同工作状态时放大器的特点工作状态半导通角理想效率负 载应 用甲类c=18050%电阻低频乙类c=9078.5%推挽，回路低频，高频甲乙类90c18050%78.5%推挽低频丙类c9078.5%选频回路高频丁类开关状态90%100%选频回路高频谐振功率放大器通常任务于丙类任务形状，属于非线性电路谐振功率放大器通常任务于丙类任务形

5、状，属于非线性电路谐振功率放大器通常用来放大窄带高频信号谐振功率放大器通常用来放大窄带高频信号(信号的通信号的通带宽度只需其中心频率的带宽度只需其中心频率的1%或更小或更小)，其任务形状通常选，其任务形状通常选为丙类任务形状为丙类任务形状(c90)，为了不失真的放大信号，它，为了不失真的放大信号，它的负载必需是谐振回路。的负载必需是谐振回路。非谐振功率放大器可分为低频功率放大器和宽带高频非谐振功率放大器可分为低频功率放大器和宽带高频功率放大器。低频功率放大器的负载为无调谐负载，任务功率放大器。低频功率放大器的负载为无调谐负载，任务在甲类或乙类任务形状；宽带高频功率放大器以宽带传输在甲类或乙类任

6、务形状；宽带高频功率放大器以宽带传输线为负载。线为负载。谐振功率放大器的分析方法：图解法，解析法谐振功率放大器的分析方法：图解法，解析法1、原理电路、原理电路+vbiB+VBB+VCC+ecC+vcL输出iEiceb谐振功率放大器的根本电路谐振功率放大器的根本电路(1)晶体管的作用是在将供电晶体管的作用是在将供电电源的直流能量转变为交流电源的直流能量转变为交流能量的过程中起开关控制造能量的过程中起开关控制造用。用。(2)谐振回路谐振回路LC是晶体管的负载是晶体管的负载(3)电路任务在丙类任务形状电路任务在丙类任务形状外部电路关系式：外部电路关系式：晶体管的内部特性：晶体管的内部特性：tVVet

7、VVecmCCcbmBBbcoscos)(BZbccVegi故晶体管的转移特性曲线表达式：故晶体管的转移特性曲线表达式：Vbmcosc=BBV +VBZ转移特性icVBZo理想化ic maxicto+cco+ccVbmVbmebvcVBBt谐振功率放大器转移特性曲线谐振功率放大器转移特性曲线故得：故得：bmBZBBcVVVcos必需强调指出：必需强调指出：集电极电流集电极电流ic虽然是脉虽然是脉冲状，但由于谐振回路冲状，但由于谐振回路的这种滤波作用，依然的这种滤波作用，依然能得到正弦波形的输出。能得到正弦波形的输出。谐振功率放大器各部分的电压与电流的波形图如下页的图所示谐振功率放大器各部分的电

8、压与电流的波形图如下页的图所示2、电流与电压波形：、电流与电压波形： VBZ VBB t VCC t t t eb ib ic ec Vcm Vcm vb 高频功率放大器中各部分高频功率放大器中各部分电压与电流的关系电压与电流的关系cCCcvVea a t 或电压 电流 VBZ o ic max ec min ic c ec Vcm VCC ic vc eb max 2 VBZ vB Vbm vb 232 25(b) 高频功率放大器中各部高频功率放大器中各部分电压与电流的关系分电压与电流的关系 +C+ + icL +iLLC回路能量转换过程回路能量转换过程 回路的这种滤波作用也可从能量的观念来

9、解释。回路的这种滤波作用也可从能量的观念来解释。回路是由回路是由L、C二个储能元件组成。二个储能元件组成。当晶体管由截止转入导电时，由于回当晶体管由截止转入导电时，由于回路中电感路中电感L的电流不能突变，因此，输出脉的电流不能突变，因此，输出脉冲电流的大部分流过电容冲电流的大部分流过电容C，即使，即使C充电。充电。充电电压的方向是下正上负。这时直流电充电电压的方向是下正上负。这时直流电源源VCC给出的能量储存在电容给出的能量储存在电容C之中。过了之中。过了一段时间，当电容两端的电压增大到一定一段时间，当电容两端的电压增大到一定程度程度(接近电源电压接近电源电压)，晶体管截止，电容经，晶体管截止

10、，电容经过电感放电，下一周期到来反复以上过程。过电感放电，下一周期到来反复以上过程。由于这种周期性的能量补充，所以振荡回路能维持振荡。由于这种周期性的能量补充，所以振荡回路能维持振荡。当补充的能量与耗费的能量相等时，电路中就建立起动态平当补充的能量与耗费的能量相等时，电路中就建立起动态平衡，因此维持了等幅的正弦波振荡。衡，因此维持了等幅的正弦波振荡。3、LC回路的能量转换过程回路的能量转换过程4、谐振功率放大器的功率关系和效率、谐振功率放大器的功率关系和效率 功率放大器的作用原理是利用输入到基极的信号来控制集电极的直流电源所供应的直流功率，使之转变为交流信号功率输出去。由前述所知：由前述所知：

11、 有一部分功率以热能的方式耗费在集电极上，成为集有一部分功率以热能的方式耗费在集电极上，成为集电极耗散功率。为了表示晶体管放大器的转换才干引入集电极耗散功率。为了表示晶体管放大器的转换才干引入集电极效率电极效率cP=直流电源供应的直流功率；直流电源供应的直流功率；Po=交流输出信号功率；交流输出信号功率；Pc=集电极耗散功率；集电极耗散功率；根据能量守衡定理：根据能量守衡定理：P= Po+ Pc故集电极效率：故集电极效率：cooocPPPPP由上式可以得出以下两点结论：由上式可以得出以下两点结论：2 由式由式cccoP1P可知可知假设维持晶体管的集电极耗散功率假设维持晶体管的集电极耗散功率Pc

12、不超越规定值，不超越规定值，那么提高集电极效率那么提高集电极效率c，将使交流输出功率，将使交流输出功率Po大为添大为添加。谐振功率放大器就是从这方面入手，来提高输出功加。谐振功率放大器就是从这方面入手，来提高输出功率与效率的。率与效率的。1) 设法尽量降低集电极耗散功率设法尽量降低集电极耗散功率Pc，那么集电极效率，那么集电极效率c自然会提高。这样，在给定自然会提高。这样，在给定P=时，晶体管的交流输时，晶体管的交流输出功率出功率Po就会增大；就会增大；如何减小集电极耗散功率如何减小集电极耗散功率Pc可见使可见使ic在在ec最低的时候才干经过，那么，集电极耗散功最低的时候才干经过，那么，集电极

13、耗散功率自然会大为减小。率自然会大为减小。晶体管集电极平均耗散功率：晶体管集电极平均耗散功率：dteTTcc01i故：要想获得高的集电极效率，谐振功率放大器的集电故：要想获得高的集电极效率，谐振功率放大器的集电极电流应该是脉冲状。导通角小于极电流应该是脉冲状。导通角小于180，处于丙类任务形状。，处于丙类任务形状。谐振功率放大器任务在丙类任务形状时谐振功率放大器任务在丙类任务形状时c90，集，集电极余弦电流脉冲可分解为傅里叶级数：电极余弦电流脉冲可分解为傅里叶级数：ic=Ico+ Icm1cost+Icm2cos2t+Icm3cos3t+直流功率：直流功率：P=VCC Ic0输出交流功率：输出

14、交流功率： p21cmp2cm1cmcmoRI21R2VIV21PVcm - 回路两端的基频电压回路两端的基频电压 Icm1 - 基频电流基频电流Rp - 回路的谐振阻抗回路的谐振阻抗 放大器的集电极效率：放大器的集电极效率：)(g21IVIV21PPc10cCC1cmcmocCCcmVV0c1cmc1II)(g集电极电压利用系数集电极电压利用系数波形系数，通角波形系数，通角c的函数；的函数；c越小越小g1(c)越大越大 越大越大(即即Vcm越大或越大或ecmin越小越小) c越小效率越小效率 c越高。因越高。因此，丙类谐振功率放大器提高效率此，丙类谐振功率放大器提高效率 c的途径为：的途径为

15、：1、减小、减小 c角；角；2、使、使LC回路谐振在信号的基频上，回路谐振在信号的基频上，即即ic的最大值应对应的最大值应对应ec的最小值。的最小值。放大高频大信号放大高频大信号, 属于非线性任务形状；属于非线性任务形状；基极偏置为负值基极偏置为负值,半通角半通角c90，即丙类任务形状；即丙类任务形状；电流脉冲是尖顶余弦脉冲；电流脉冲是尖顶余弦脉冲；负载为负载为LC谐振回路。谐振回路。故谐振功率放大器的任务特点：故谐振功率放大器的任务特点： t 或电压 电流 VBZ o ic max ec min ic c ec Vcm VCC ic vc eb max 2 VBZ vB Vbm vb 232

16、 25(b) 6.3.1折线法折线法所谓折线法是将电子器件的特性曲线理想化，用一组所谓折线法是将电子器件的特性曲线理想化，用一组折线替代晶体管静态特性曲线后进展分析和计算的方法。折线替代晶体管静态特性曲线后进展分析和计算的方法。工程上都采用近似估算和实验调整相结合的方法对高工程上都采用近似估算和实验调整相结合的方法对高频功率放大器进展分析和计算。折线法就是常用的一种分频功率放大器进展分析和计算。折线法就是常用的一种分析法。析法。对谐振功率放大器进展分析计算，关键在于求出电流对谐振功率放大器进展分析计算，关键在于求出电流的直流分量的直流分量Ic0和基频分量和基频分量Icm1。折线分析法的主要步骤

17、：折线分析法的主要步骤：1、测出晶体管的转移特性曲线、测出晶体管的转移特性曲线ic eb及输出特性曲线及输出特性曲线ic ec， 并将这两组曲线作理想折线化处置。并将这两组曲线作理想折线化处置。2、作出动态特性曲线。、作出动态特性曲线。3、根据鼓励电压、根据鼓励电压vb的大小在知理想特性曲线上画出的大小在知理想特性曲线上画出对应电流脉冲对应电流脉冲ic和输出电压和输出电压vc的波形。的波形。4、求出、求出ic的各次谐波分量的各次谐波分量Ic0、Ic1、Ic2由给定由给定的负载谐振阻抗的大小，即可求得放大器的输出电压、输的负载谐振阻抗的大小，即可求得放大器的输出电压、输出功率、直流供应功率、效率

18、等目的。出功率、直流供应功率、效率等目的。 理想化折线 （虚线） ic gc eb 0 VBZ ic 过压区 临界线 欠压区 eb ec 0 (a) (b) gcr 晶体管实践特性和理想折线晶体管实践特性和理想折线根据理想化原理晶体管的静态转移特性可用交横轴于根据理想化原理晶体管的静态转移特性可用交横轴于VBZ的一条直线来表示的一条直线来表示(VBZ为截止偏压为截止偏压)。由上图可见，根据理想化原理，在放大区由上图可见，根据理想化原理，在放大区,集电极电流集电极电流只受基极电压的控制只受基极电压的控制,与集电极电压无关与集电极电压无关; 在饱和区，集电极在饱和区，集电极电流只受集电极电压的控制

19、，而与基极电压无关。电流只受集电极电压的控制，而与基极电压无关。那么临界限方程可写为那么临界限方程可写为 ic=gcrec (2) gcr为临界限的斜率为临界限的斜率那么转移特性方程可写为那么转移特性方程可写为 ic =gc(ebVBZ) (ebVBZ) (1) 常数cbcceegigc-转移特性方程的斜率转移特性方程的斜率式式(1)和和(2)是折线近似法的根底，应很好地掌握。是折线近似法的根底，应很好地掌握。在非线性谐振功率放大器中，经常根据集电极能否进在非线性谐振功率放大器中，经常根据集电极能否进入饱和区，将放大区的任务形状分为三种：入饱和区，将放大区的任务形状分为三种：1)欠压任务形状：

20、欠压任务形状： 集电极最大点电流在临界限的右方，集电极最大点电流在临界限的右方， 交流输出电压较低且变化较大。交流输出电压较低且变化较大。2)过压任务形状：过压任务形状：集电极最大点电流进入临界限之左的饱和区，集电极最大点电流进入临界限之左的饱和区， 交流输出电压较高且变化不大。交流输出电压较高且变化不大。3)临界任务形状：临界任务形状： 是欠压和过压形状的分界点，是欠压和过压形状的分界点， 集电极最大点电流正好落在临界限上。集电极最大点电流正好落在临界限上。当晶体管特性曲线理想化后，丙类任务形状的集电极当晶体管特性曲线理想化后，丙类任务形状的集电极电流脉冲是尖顶余弦脉冲。这适用于欠压或临界形

21、状。电流脉冲是尖顶余弦脉冲。这适用于欠压或临界形状。ic maxto2c尖顶余弦脉冲尖顶余弦脉冲晶体管的内部特性为：晶体管的内部特性为：它的外部电路关系式它的外部电路关系式ic=gc(ebVBZ) (1)eb= VBB+Vbmcos t (2)ec= VCCVcmcos t (3)将式将式(2)(2)代入式代入式(1)(1)，得，得 ic = gc( ic = gc(VBB+VbmcosVBB+Vbmcos t tVBZ)VBZ)(4)(4)当当 t=t=c c时，时，ic=0ic=0，代入上式得，代入上式得 0 = gc( 0 = gc(VBB+VbmcosVBB+Vbmcosc cVBZ)

22、VBZ) (5) (5)即即 bmBZBBcVVVcos因此，知道了因此，知道了VbmVbm、VBBVBB与与VBZVBZ各值，各值，c c的值便完全确定。的值便完全确定。将式将式(4)(4)与式与式(5)(5)相减，即得相减，即得 ic = gcVbm(cos ic = gcVbm(cos t tcoscosc)c) (7) (7)当当 t=0t=0时，时，ic= ic maxic= ic max，因此，因此 ic max= gcVbm(1 ic max= gcVbm(1cos cos c) (8)c) (8) ( 6 )cccctcos1coscosmaxiiccmaxcccos1cost

23、cosii 将式(7)与式(8)相除，即得或 式(9)即为尖顶余弦脉冲的解析式，它完全取决于脉冲高度ic max与通角c。(9)ic maxto2c假设将尖顶脉冲分解为傅里叶级数假设将尖顶脉冲分解为傅里叶级数ic =Ic0+Icm1cost+Icm2cos2t+Icmncosnt+由傅里叶级数的求系数法得由傅里叶级数的求系数法得)cos1)(1(sincoscossin2)()cos1 (sincos)()cos1 (cossin)(210ccccccnccccccccccnnnnn其中：其中：n2.01.00.50.40.30.20.1020406080100c101801201601001

24、23140尖顶脉冲的分解系数尖顶脉冲的分解系数)()(maxmax10max0CnCcmnCCcmCCCiIiIiIn2.01.00.50.40.30.20.1020406080100c10180120 160100123140尖顶脉冲的分解系数尖顶脉冲的分解系数当当c120时，时，Icm1/icmax到达最大值。在到达最大值。在Ic max与与负载阻抗负载阻抗Rp为某定值的为某定值的情况下，输出功率将达情况下，输出功率将达到最大值。这样看来，到最大值。这样看来，取取c=120应该是最正确通应该是最正确通角了。但此时放大器处角了。但此时放大器处于甲类任务形状效率太于甲类任务形状效率太低。低。右

25、图可见：右图可见：n2.01.00.50.40.30.20.1020406080100c10180120 160100123140尖顶脉冲的分解系数尖顶脉冲的分解系数)(21)()(212110101ccccCCcmcmocgIVIVPP：)()()(011cccg波形系数波形系数由曲线可知：由曲线可知：极端情况极端情况c=0c=0时，时，2)()()(gc0c1c1此时此时=1=1，c c可达可达100%100%因此，为了兼顾功率与效率，因此，为了兼顾功率与效率，最正确通角取最正确通角取70左右。左右。由于由于谐振功率放大器的主要目的是功率和效率。谐振功率放大器的主要目的是功率和效率。以临界

26、形状为例：以临界形状为例：1) 首先要求得集电极电流脉冲的两个主要参量首先要求得集电极电流脉冲的两个主要参量ic max和和cbBZBB1cVVVcos导通角导通角c集电极电流脉冲幅值集电极电流脉冲幅值Icmic max=gcVb(1cosc)2) 电流余弦脉冲的各谐波分量系数电流余弦脉冲的各谐波分量系数0(c)、1(c)、 n(c)可查表求得，并求得个分量的实践值。可查表求得，并求得个分量的实践值。3) 谐振功率放大器的功率和效率谐振功率放大器的功率和效率直流功率：直流功率： P=Ic0 VCC交流输出功率：交流输出功率：maxcc1CC1cmcmo)(V21IV21Pi集电极效率：集电极效

27、率：)(g21PPccoc4) 根据根据p2CCp2cmoR)V(21RV21P可求得最正确负载电阻：可求得最正确负载电阻：o2CCpP2)V(R在临界任务时，在临界任务时，接近于接近于1，作为任务估算，可设定，作为任务估算，可设定=1。“最正确的含义在于采用这一负载值时，调谐功率放最正确的含义在于采用这一负载值时，调谐功率放大器的效率较高，输出功率较大。大器的效率较高，输出功率较大。可以证明，放大器所要求的最正确负载是随导通角可以证明，放大器所要求的最正确负载是随导通角c改动而变化的。改动而变化的。c小，小，Rp大。要提高放大器的效率，就要大。要提高放大器的效率，就要求放大器具有大的最正确负

28、载电阻值。求放大器具有大的最正确负载电阻值。在实践电路中，放大器所要求的最正确电阻需求经过匹在实践电路中，放大器所要求的最正确电阻需求经过匹配网络和终端负载配网络和终端负载(如天线等如天线等)相匹配。相匹配。 vBE ic VBZ 2.6V 1A V/A5 . 0V)6 . 06 . 2(A1gcbBZBBcVVVcosV8 . 5342. 06 . 04 . 1Vb)(maxmax2)342. 01 (8 . 521安全工作CcIAi 2) 根据求得Vb 3) 根据ic max=gcVb(1cosc)求得ic max、Ic1、Ic0 c=70，cos70=0.342， Ic1=ic max1

29、(70)=20.436=0.872A Ic0=i c max0(70)=20.253=0.506A 1) 根据图可求得转移特性的斜率gc例例6-1 6-1 某谐振功率放大器的转移特性如下图。知该放大器采用某谐振功率放大器的转移特性如下图。知该放大器采用晶体管的参数为：晶体管的参数为：fT150MHzfT150MHz，功率增益，功率增益Ap13dBAp13dB，管子允许，管子允许经过的最大电流经过的最大电流IcM=3AIcM=3A，最大集电极功耗为，最大集电极功耗为Pc max=5WPc max=5W。管子的。管子的VBZ=0.6VVBZ=0.6V，放大器的负偏置，放大器的负偏置VBBVBB=1

30、.4V=1.4V，c=70c=70，VCC=24VVCC=24V，= 0.9= 0.9，试计算放大器的各参数。，试计算放大器的各参数。4) 求交流电压振幅、对应功率、效率 WVIVIPCCccmco4 . 9249 . 0872. 021212111%78124 . 9PPoc)dB(pPlg10AiopW47. 0)3 . 1 (lg4 . 910AlgPPP1p1oib Pc=P=Po=2.6W回路损耗电阻回路损耗电阻r1 r1 2121122 p MRMIIAkkAkrrrrrrro op p 功功率率电电子子器器件件送送至至回回路路的的总总 回回路路送送至至负负载载的的功功率率衡量回路

31、传输才干优劣的规范，通常以输出至负载的衡量回路传输才干优劣的规范，通常以输出至负载的有效功率与输入到回路的总交流功率之比来代表。这比值有效功率与输入到回路的总交流功率之比来代表。这比值叫做中介回路的传输效率叫做中介回路的传输效率k，简称中介回路效率。，简称中介回路效率。C1L1rr1ik从回路传输效率高的观念来看，应使从回路传输效率高的观念来看，应使QL尽能够地小。尽能够地小。但从要求回路滤波作用良好来思索，那么但从要求回路滤波作用良好来思索，那么QL值又应该足值又应该足够大。从兼顾这两方面出发，够大。从兼顾这两方面出发，QL值普通不应小于值普通不应小于10。在。在功率很大的放大器中，功率很大

32、的放大器中，QL也有低到也有低到10以下的。以下的。0111111QQRRrLppkrrrrr故有故有:rrrrrr 11111110111 LQQCLRLQQCLRLpp值值有有负负载载时时的的回回路路抗抗有有负负载载时时的的回回路路谐谐振振阻阻值值无无负负载载时时的的回回路路抗抗无无负负载载时时的的回回路路谐谐振振阻阻M M变化对任务形状的影响变化对任务形状的影响A22111111pRMCL)(CLRrrrA22RM r欠压过压0临界Ic 1Ic 0VCRp0cP=PoPc欠压过压临界Rp负载特性曲线负载特性曲线cpppp p p p p p AAPA-PA-天线功率天线功率PoPo集电极

33、输出功率功率集电极输出功率功率P=-P=-电源供应功率电源供应功率 k -中介回路效率中介回路效率 c -集电极效率集电极效率总效率总效率1. 160MHz1. 160MHz，13W13W谐振功率放大电路谐振功率放大电路 放大器的功率增益达放大器的功率增益达9dB9dB，可向，可向5050负载供出负载供出13W13W功率，功率，电路如下图。电路如下图。50C117pL116nH3DA107Lc280nH Lb280nHC245pVCC+28VCc0.01L297nHC316pC410p5013W基极采用自给偏置电路，基极采用自给偏置电路，Ib0Ib0在在LbLb的直流电阻上产生很小的负向偏置电

34、压，的直流电阻上产生很小的负向偏置电压，C1C1、C2C2、L1L1构成构成T T型匹配网络，调理型匹配网络，调理C1C1和和C2C2，使本级的输入阻抗等于前级放大器，使本级的输入阻抗等于前级放大器所要求的所要求的5050匹配电阻，以传输最大的功率。匹配电阻，以传输最大的功率。集电极采用并馈电路。集电极采用并馈电路。LCLC为高频扼流圈，为高频扼流圈，CCCC为高频旁路电容。对于交流信号，为高频旁路电容。对于交流信号，放大器的输出端采用放大器的输出端采用L L型匹配网络，调理型匹配网络，调理C3C3、C4C4可使可使5050的负载阻抗变换为功率的负载阻抗变换为功率放大管所要求的最正确匹配阻抗放

35、大管所要求的最正确匹配阻抗RpRp。6.5 6.5 谐振功率放大器实例谐振功率放大器实例 2. 50MHz，25W调谐功率放大电路调谐功率放大电路 放大器的功率增益为放大器的功率增益为7dB，可给，可给50负载输出负载输出25W功率，功率，电路如下图。电路如下图。50C114150pL13DA100L2 LbC290400pVCC13.5VCcL3C332250pC432250p5025W本电路基极部分与上图一样，集电极的馈电是串馈方式，本电路基极部分与上图一样，集电极的馈电是串馈方式，L2不不是高频扼流圈，而是网络元件，是高频扼流圈，而是网络元件，L2、L3、C3、C4构成构成型匹型匹配网络

36、。配网络。 在发射系统中常采用晶体管丙类倍频器来获得所需求的发射信在发射系统中常采用晶体管丙类倍频器来获得所需求的发射信号频率。号频率。采用倍频器的缘由：采用倍频器的缘由：(1)降低主振器的频率，对频率稳定目的是有利的。降低主振器的频率，对频率稳定目的是有利的。(2) 为了提高发射信号频率的稳定程度，主振器常采用石英晶体为了提高发射信号频率的稳定程度，主振器常采用石英晶体振荡器，但限于工艺，石英谐振器的频率目前只能到达几十振荡器，但限于工艺，石英谐振器的频率目前只能到达几十MHz，为了获得频率更高的信号，主振后需求倍频。为了获得频率更高的信号，主振后需求倍频。(3) 加大调频发射机信号的频移或

37、相移，即加深调制度。加大调频发射机信号的频移或相移，即加深调制度。(4) 倍频器的输入信号与输出信号的频率是不一样的，因此可减倍频器的输入信号与输出信号的频率是不一样的，因此可减弱前后级寄生耦合，对发射机的稳定任务是有利的。弱前后级寄生耦合，对发射机的稳定任务是有利的。(5)展宽通频带展宽通频带倍频器常有三种方式：倍频器常有三种方式：1、乘法器实现倍频；、乘法器实现倍频；2、丙类放大器倍频，、丙类放大器倍频，3、参量倍频器，是、参量倍频器，是利用晶体管的结电容随电压变化的非线性来实现倍频。利用晶体管的结电容随电压变化的非线性来实现倍频。载 频振荡器放大或倍频器调制器16.333MHz16.33

38、3MHz49MHz丙类倍频器丙类倍频器5.6.1原理框图原理框图某系统发射信号频率为某系统发射信号频率为49MHz，该频率由，该频率由16.333MHz三三倍频而来。倍频而来。16.333MHz振荡器输出接鼓励级，假设将输出负振荡器输出接鼓励级，假设将输出负载回路调谐在三次谐波频率上即可得到载回路调谐在三次谐波频率上即可得到49MHz的发射频率。的发射频率。其如下图。其如下图。C1vsRbReC2CLC3vo+VCC丙类倍频器的根本电路如下图。丙类倍频器的根本电路如下图。 Rb_自偏电阻，也可用高频扼流圈代之，自偏电阻，也可用高频扼流圈代之，C2导通角导通角L、C是调谐回路，调谐在输入信号的某

39、次谐波是调谐回路，调谐在输入信号的某次谐波频率上。频率上。n2.01.00.50.40.30.20.1020 40 60 80100c10180120160100123140丙类倍频器任务在丙类，由于丙类放大器的集电极电流丙类倍频器任务在丙类，由于丙类放大器的集电极电流ic是一脉冲波形，电流含有输入信号的基频和高次谐频。输出回是一脉冲波形，电流含有输入信号的基频和高次谐频。输出回路调谐于某次谐波即可实现某次谐波的放大。路调谐于某次谐波即可实现某次谐波的放大。 导通角的大小又该如何选取呢？这要根据倍频器的倍频次导通角的大小又该如何选取呢？这要根据倍频器的倍频次数来决议，由余弦脉冲分解系数可见，二

40、次谐波系数的最大值数来决议，由余弦脉冲分解系数可见，二次谐波系数的最大值对应在导通角对应在导通角c =60 附近，三次谐波系数的最大值所对应的附近，三次谐波系数的最大值所对应的导通角约为导通角约为40，谐波次数更高时，导通角更小。，谐波次数更高时，导通角更小。倍频器应该任务在欠压、临界还是过压形状呢？倍频器应该任务在欠压、临界还是过压形状呢？普通任务在欠压和临界形状。普通任务在欠压和临界形状。丙类放大管集电极电流丙类放大管集电极电流ic的基波分量的振幅最大，的基波分量的振幅最大，二阶谐波次之，谐波次数愈高，其幅值也愈小。作为基二阶谐波次之，谐波次数愈高，其幅值也愈小。作为基波放大时，负载回路要滤除高次谐波分量还是比较容易波放大时，负载回路要滤除高次谐波分量还是比较容易的。但是，作为倍频器，要滤除的是幅值较大的低次谐的。但是，作为倍频器，要滤除的是幅值较大的低次谐波分量，这会有不少困难。波分量，这会有不少困难。+VCCLCnf吸收回路 负载回路中的吸收电路(1) 提高回路的质量因数提高回路的质量因