谐振功率放大器馈电与匹配网络振荡器

1、要求第一级基极零偏，第二级基极负偏。要求第一级基极零偏，第二级基极负偏。电路图中有几处错误？电路图中有几处错误？+VCCCC2RFCCCC1L1C3L2L3C4L5课前练习题课前练习题上节内容回顾与扩展上节内容回顾与扩展谐振功率放大器的动态特性谐振功率放大器的动态特性集电极效率集电极效率c和输出功率和输出功率Po是否能最佳实现最终取决于是否能最佳实现最终取决于功放的电路参数功放的电路参数Rp和电压和电压 VBB、Vb 、 VCC 。分析四个参数分析四个参数Rp和电压和电压VCC 、VBB、Vb的变化的变化对工作状态的影响，即谐振功放的动态特性，对工作状态的影响，即谐振功放的动态特性，从而阐明各

2、种工作状态的特点，为工作状态的调整提供参考。从而阐明各种工作状态的特点，为工作状态的调整提供参考。上节内容回顾与扩展上节内容回顾与扩展高频谐振功放的动态特性高频谐振功放的动态特性建立建立由由Rp和和VCC 、VBB、Vb所表示的输出动态负载曲线。（所表示的输出动态负载曲线。（Ic与与Uce的关系曲线。）的关系曲线。）ccmCC0cosVVV; cmbmcdVVggvceicVoAVCCQVcm1cvcemingdV0A (Vcemin，Vbemax)Q（Vcc, IQ ）IQ= gc(VBB-VBZ) 上节内容回顾与扩展上节内容回顾与扩展高频谐振功放的动态特性高频谐振功放的动态特性建立建立由由

3、Rp和和VCC 、VBB、Vb所表示的输出动态负载曲线。（所表示的输出动态负载曲线。（Ic与与Uce的关系曲线。）的关系曲线。）vceicVoAVCCQVcm1cvcemingdV0当RP 时，当RP 时，当 时，cvBEiC-VBBVBZvbeiCCCgCVbmvbemaxiCmaxvceiCVCCQvceminVcesgdvbemax过过压压区区临界区临界区欠压区欠压区A1A5A3A4A2V0V0V0高频谐振功放的负载特性高频谐振功放的负载特性上节内容回顾与扩展上节内容回顾与扩展上节内容回顾与扩展上节内容回顾与扩展高频谐振功放的负载特性高频谐振功放的负载特性欠压过压0临界RpcmV0cI1

4、cmI欠压过压0临界RpdcPPoc0cCCIVPdc1cmcmo21IVP ocPPPdc恒流源恒压源上节内容回顾与扩展上节内容回顾与扩展高频谐振功放的集电极调制特性高频谐振功放的集电极调制特性上节内容回顾与扩展上节内容回顾与扩展高频谐振功放的集电极调制特性高频谐振功放的集电极调制特性过过压压区区临界区临界区欠压区欠压区上节内容回顾与扩展上节内容回顾与扩展高频谐振功放的基极调制特性高频谐振功放的基极调制特性上节内容回顾与扩展上节内容回顾与扩展高频谐振功放的基极调制特性高频谐振功放的基极调制特性上节内容回顾与扩展上节内容回顾与扩展高频谐振功放的基极调制特性高频谐振功放的基极调制特性上节内容回顾

5、与扩展上节内容回顾与扩展高频谐振功放的放大特性高频谐振功放的放大特性放大在？区放大在？区限幅在？区限幅在？区放大在欠压区放大在欠压区限幅在过压区限幅在过压区l1、谐振功放的组成、谐振功放的组成直流馈电和各种不同用途的输入输出端电路直流馈电和各种不同用途的输入输出端电路l2、管外电路、管外电路输入电路（基极经外电路到发射极的电路）输入电路（基极经外电路到发射极的电路）输出电路（从功率三极管集电极经外电路到发射极的电路）输出电路（从功率三极管集电极经外电路到发射极的电路）l3、组成规律、组成规律集电极集电极基极基极l4、集电极电路对不同频率、集电极电路对不同频率 信号的等效电路信号的等效电路l5、

6、阻隔元件的作用、阻隔元件的作用Ic0,Ic1,IcnIb0,Ib1,Ibn上节内容回顾与扩展上节内容回顾与扩展高频谐振功放的馈电线路高频谐振功放的馈电线路 (5 10)RFCRFCCXLX115 20CPXRC上节内容回顾与扩展上节内容回顾与扩展高频谐振功放的集电极馈电线路高频谐振功放的集电极馈电线路-串馈串馈VCC与与RFC可否交换？可否交换？不能！不能！VCC对地有杂散电对地有杂散电容，与回路电容串联了容，与回路电容串联了!VCC一端必须接高频地电一端必须接高频地电位！位！ ABDC -VC+ -VC+tVVvVvbBBbBBbecostVVvcmcccecos上节内容回顾与扩展上节内容回

7、顾与扩展高频谐振功放的集电极馈电线路高频谐振功放的集电极馈电线路-并馈并馈A、B间的间的C可否省略？可否省略？ tVVvVvbBBbBBbecostVVvcmcccecos +Vb _ +Vb _ +Vb _AB上节内容回顾与扩展上节内容回顾与扩展高频谐振功放的基极馈电线路高频谐振功放的基极馈电线路1. A、B间的间的C可否省略？可否省略？2. RFC上分布电容的影响。上分布电容的影响。3. VBB如何产生？如何产生？ 上节内容回顾与扩展上节内容回顾与扩展高频谐振功放的基极馈电线路高频谐振功放的基极馈电线路-自给偏置自给偏置VBB如何产生？如何产生？基极的反向偏压既可以是外加的，也可以是由基极

8、电流的直流基极的反向偏压既可以是外加的，也可以是由基极电流的直流分量或发射极电流的直流分量产生。后者称为自给偏压。分量或发射极电流的直流分量产生。后者称为自给偏压。 上节内容回顾与扩展上节内容回顾与扩展高频谐振功放的基极馈电线路高频谐振功放的基极馈电线路-自给偏置自给偏置VBB如何产生？如何产生？基极的反向偏压既可以是外加的，也可以是由基极电流的直流基极的反向偏压既可以是外加的，也可以是由基极电流的直流分量或发射极电流的直流分量产生。后者称为自给偏压。分量或发射极电流的直流分量产生。后者称为自给偏压。 VBB如何产生？如何产生？“零零”偏置电压和略微正电压偏置电路图偏置电压和略微正电压偏置电路

9、图上节内容回顾与扩展上节内容回顾与扩展高频谐振功放的基极馈电线路高频谐振功放的基极馈电线路-自给偏置自给偏置要求第一级基极零偏，第二级基极负偏。要求第一级基极零偏，第二级基极负偏。电路图中有几处错误？电路图中有几处错误？+VCCCC2RFCCCC1L1C3L2L3C4L5电路图中有电路图中有4处错误，已改如下图。处错误，已改如下图。+VCCCCC2CRFCCCC1L1RFCRFCC3L2L3C4L5L4第二章第二章 射频电子系统中的射频电子系统中的放大器设计放大器设计2.2 高频谐振功率放大器高频谐振功率放大器 （2.2.12.2.6）2.2.5 高频谐振功率放大器的高频谐振功率放大器的 输出

10、匹配网络与级间匹配网络输出匹配网络与级间匹配网络工作在所需状态时的LR匹配网络PR滤波度：11/cncnLnLIIIIn愈大，匹配网络滤波效果愈好。匹配网络同时又是选频网络。匹配网络同时又是选频网络。匹配网络还可起到隔离作用。匹配网络还可起到隔离作用。2.2.5 高频谐振功率放大器的高频谐振功率放大器的 输出匹配网络与级间匹配网络输出匹配网络与级间匹配网络l射频功率放大器中，阻射频功率放大器中，阻抗匹配网络是为了实现抗匹配网络是为了实现有效的能量传输。有效的能量传输。%100OLkPP匹配网络也会引起损耗：中介回路效率为：KCOLdcOdcLPPPPPP实际放大器的效率为：0LPP存在中介回路

11、效率:匹配网络应保证一定的通频带，匹配网络应保证一定的通频带，结构要简单，调整要方便。结构要简单，调整要方便。2.2.5 高频谐振功率放大器的高频谐振功率放大器的 输出匹配网络与级间匹配网络输出匹配网络与级间匹配网络1输出匹配网络输出匹配网络22AMrr2211221111()()PALLRppMC rrC rr2.2.5 高频谐振功率放大器的高频谐振功率放大器的 输出匹配网络与级间匹配网络输出匹配网络与级间匹配网络1输出匹配网络输出匹配网络22AMrr2211221111()()PALLRppMC rrC rr22011110( )111LkkkPLPPI rrPIrrrrrRQrrRQ 中

12、介回路效率：中介回路效率：Ik为回路电流有效值2.2.5 高频谐振功率放大器的高频谐振功率放大器的 输出匹配网络与级间匹配网络输出匹配网络与级间匹配网络1输出匹配网络输出匹配网络22011110( )111LkkkPLPPI rrPIrrrrrRQrrRQ中介回路效率：中介回路效率：10欠压欠压末级射频谐功放应工作末级射频谐功放应工作在略欠压状态在略欠压状态末级功放匹配的概念？末级功放匹配的概念？2.2.5 高频谐振功率放大器的高频谐振功率放大器的 输出匹配网络与级间匹配网络输出匹配网络与级间匹配网络1输出匹配网络输出匹配网络型匹配网络2.2.5 高频谐振功率放大器的高频谐振功率放大器的 输出

13、匹配网络与级间匹配网络输出匹配网络与级间匹配网络1输出匹配网络输出匹配网络T型匹配网络型匹配网络2.2.5 高频谐振功率放大器的高频谐振功率放大器的 输出匹配网络与级间匹配网络输出匹配网络与级间匹配网络2级间匹配网络级间匹配网络中间级输出级应保证负载变化，输出电压恒定应保证负载变化，输出电压恒定欠压过压0临界RpcmV0cI1cmI恒流源恒压源恒压源恒压源中间级工作于中间级工作于恒压源状态恒压源状态过压状态过压状态2.2.6 高频谐振功率放大器的高频谐振功率放大器的 实际电路实际电路l第三章第三章 波形发生与变换电路波形发生与变换电路 （P218)3.1 LC反馈正弦波振荡器的工作原理反馈正弦

14、波振荡器的工作原理3.2 反馈型晶体管反馈型晶体管LC振荡器电路振荡器电路3.3 频率稳定度及改进型电容三端式振荡电路频率稳定度及改进型电容三端式振荡电路3.5 石英晶体振荡器石英晶体振荡器第三章第三章 波形发生与变换电路波形发生与变换电路l1、自激振荡器自激振荡器l2、振荡器与放大器的区别、振荡器与放大器的区别l3、不同的振荡器、不同的振荡器 频谱纯度频谱纯度 稳定度稳定度l4、应用广泛、应用广泛3.1 LC 反馈正弦波振荡器的工作原理反馈正弦波振荡器的工作原理l如何产生一个振荡？R+ + 1 2 C R L i V 电容中存储的电能和电感中电容中存储的电能和电感中存储的磁能就会交替转换而形

15、成振荡。存储的磁能就会交替转换而形成振荡。回路电压方程10diLRiidtdtC220220d idiidtdt回路的衰减系数 LR2回路的无阻尼振荡角频率 LC10+V-V+3.1 LC 反馈正弦波振荡器的工作原理反馈正弦波振荡器的工作原理R+ + 1 2 C R L i V 回路的衰减系数 LR2回路的无阻尼振荡角频率 LC10初始条件 0t0iVvc222200220()tttVieeeL220220与 非振荡型it202(2)LRC与 衰减振荡型it202jsintVietL3.1 LC 反馈正弦波振荡器的工作原理反馈正弦波振荡器的工作原理回路的衰减系数 LR2回路的无阻尼振荡角频率

16、LC10增幅振荡 000阻尼振荡等幅振荡在电路中引入在电路中引入正反馈正反馈就相当于引入了负电阻。就相当于引入了负电阻。振荡频率为： 2220214RLCL3.1 LC 反馈正弦波振荡器的工作原理反馈正弦波振荡器的工作原理在电路中引入正反馈就相当于引入了负电阻。在电路中引入正反馈就相当于引入了负电阻。负电阻提供能量，能量的提供需要合适的时间！负电阻提供能量，能量的提供需要合适的时间！A点补充，相位超前，点补充，相位超前，T ,f 。B点补充，相位滞后，点补充，相位滞后，T ,f 。3.1 LC 反馈正弦波振荡器的工作原理反馈正弦波振荡器的工作原理l(1)具有放大能力的有源器件。它的作用是不断具

17、有放大能力的有源器件。它的作用是不断地向振荡系统补充能量，以维持等幅振荡并输地向振荡系统补充能量，以维持等幅振荡并输出给负载。出给负载。l(2)由储能元件组成的选频网络。选频网络决定由储能元件组成的选频网络。选频网络决定着振荡器的振荡频率。着振荡器的振荡频率。l(3)控制能量补充的正反馈网络。该网络控制能控制能量补充的正反馈网络。该网络控制能量适时、适度地补充给振荡系统。量适时、适度地补充给振荡系统。n振荡器的工作原理与振荡器的工作原理与LC谐振回路的自由谐振回路的自由振荡类似，它至少应由以下三部分组成。振荡类似，它至少应由以下三部分组成。3.1.1 自激振荡的建立过程及起振条件自激振荡的建立

18、过程及起振条件放大器放大器 振荡器振荡器1、决定振荡频率的储能回路、决定振荡频率的储能回路2、控制合适补充能量的系统、控制合适补充能量的系统3、能源的提供与合适的偏置电路、能源的提供与合适的偏置电路2220214RLCL+-+-+正反馈（由同名端保证的）正反馈（由同名端保证的）也称为相位条件也称为相位条件放大器（放大器（ ）也称为振幅条件也称为振幅条件| |ifVV3.1.1 自激振荡的建立过程及起振条件自激振荡的建立过程及起振条件放大器放大器 振荡器振荡器限幅放大器的放大倍数（开环增益） iVVA0反馈网络的反馈系数 0VVBfsifVVV正反馈：0000111iFifffiiVVVAAAV

19、VVVA BVVVV闭环增益：闭环增益：3.1.1 自激振荡的建立过程及起振条件自激振荡的建立过程及起振条件放大器放大器 振荡器振荡器0000111iFifffiiVVVAAAVVVVA BVVVV闭环增益：闭环增益：BAVVififVV| 112(0,1,)ABABABnn建立等幅振荡器的条件建立等幅振荡器的条件 （振荡平衡条件振荡平衡条件）| |ifififVVVV由变压器变比保证由同名端保证3.1.1 自激振荡的建立过程及起振条件自激振荡的建立过程及起振条件放大器放大器 振荡器振荡器| |fiVV使振荡器输出的幅度越来越大 fiVV起振条件起振条件2(0,1,)1| 1ABnnABAB1

20、| 1fiffiiVVVV能否输出变得越来越大无限增长？能否输出变得越来越大无限增长？希望最终可以输出等幅振荡。希望最终可以输出等幅振荡。3.1.2振荡器的平衡条件振荡器的平衡条件l如何让振荡器输出由起振时的振幅逐渐加大到如何让振荡器输出由起振时的振幅逐渐加大到最终输出的稳幅振荡？最终输出的稳幅振荡？1BA()ifVV1BA限幅放大器的放大倍数（开环增益） iVVA0反馈网络的反馈系数 0VVBf一般不变一般不变如何让如何让A由大变小？由大变小？3.1.2振荡器的平衡条件振荡器的平衡条件)() (tVVVVbebEB振荡器的偏置电路振荡器的偏置电路VBVEV b (t)VQeQBQRIVV.工

21、作状态发生改变，工作状态发生改变，由甲类到丙类！由甲类到丙类！让让A由大变小。由大变小。3.1.2振荡器的平衡条件振荡器的平衡条件工作状态发生改变，工作状态发生改变，由甲类到丙类！由甲类到丙类！)()cos1 (11ccbccVgI11()|(1cos)()cPcbicPbbcPccI Rg VARVVg R 3.1.2振荡器的平衡条件振荡器的平衡条件振幅平衡振幅平衡振幅平衡振幅平衡3.1.3 振荡器的振幅平衡的稳定条件振荡器的振幅平衡的稳定条件N点点 稳定平衡点稳定平衡点 在实际设计中，如果静态工在实际设计中，如果静态工作点设计不当，振荡特性可能不作点设计不当，振荡特性可能不是单调下降的。是单调下降的。 这种振荡器电路一般这种振荡器电路一般不能自行起振，而必须给以不能自行起振，而必须给以一个较大幅度的初始