谐振功率放大器馈电与匹配网络、振荡器2013

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?并改正!课前练习题上节内容回顾与扩展

高频谐振功放的负载特性欠压过压0临界Rp欠压过压0临界Rp恒流源恒压源上节内容回顾与扩展

高频谐振功放的基极调制特性上节内容回顾与扩展

高频谐振功放的放大特性放大在？区限幅在？区放大在欠压区限幅在过压区1、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2、管外电路输入电路（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）3、组成规律集电极基极4、集电极电路对不同频率信号的等效电路5、阻隔元件的作用Ic0,Ic1,IcnIb0,Ib1,Ibn上节内容回顾与扩展

高频谐振功放的馈电线路

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高频谐振功放的集电极馈电线路-串馈VCC与RFC可否交换？不能！VCC对地有杂散电容，与回路电容串联了!VCC一端必须接高频地电位！

ABDC

-VC+

-VC+上节内容回顾与扩展

高频谐振功放的集电极馈电线路-并馈A、B间的C‘可否省略？两个C’的作用？

+Vb_

+Vb_

+Vb_AB上节内容回顾与扩展

高频谐振功放的基极馈电线路A、B间的C‘可否省略？RFC上分布电容的影响。VBB如何产生？

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高频谐振功放的基极馈电线路-自给偏置VBB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分量或发射极电流的直流分量产生。后者称为自给偏压。

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高频谐振功放的基极馈电线路-自给偏置VBB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？“零”偏置电压和略微正电压偏置电路图上节内容回顾与扩展

高频谐振功放的基极馈电线路-自给偏置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4处错误，已改如下图。第二章射频电子系统中的放大器设计2.2高频谐振功率放大器（2.2.1～2.2.6）2.2.5高频谐振功率放大器的

输出匹配网络与级间匹配网络工作在所需状态时的匹配网络滤波度：愈大，匹配网络滤波效果愈好。匹配网络同时又是选频网络。匹配网络还可起到隔离作用。2.2.5高频谐振功率放大器的

输出匹配网络与级间匹配网络射频功率放大器中，阻抗匹配网络是为了实现有效的能量传输。匹配网络也会引起损耗：中介回路效率为：实际放大器的效率为：存在中介回路效率:匹配网络应保证一定的通频带，结构要简单，调整要方便。2.2.5高频谐振功率放大器的

输出匹配网络与级间匹配网络1．输出匹配网络中介回路效率：10’欠压末级射频谐功放应工作在略欠压状态末级功放匹配的概念？2.2.5高频谐振功率放大器的

输出匹配网络与级间匹配网络2．级间匹配网络中间级输出级应保证负载变化，输出电压恒定欠压过压0临界Rp恒流源恒压源恒压源中间级工作于恒压源状态—过压状态3.滤波匹配网络（输入与输出）实例分析L型：型：T型：2.2.5高频谐振功率放大器的

输出匹配网络与级间匹配网络丙类谐振功放电路实例分析：

2.2.6高频谐振功率放大器的

实际电路2.2.6高频谐振功率放大器的

实际电路分析解：两级功放的输入馈电方式均为自给负偏压,输出馈电方式均为并馈。此电路输入功率Pi=1W,输出功率Po=12W,信号源阻抗Rs=50Ω,负载RL=50Ω。其中第一级输出功率Po1=4W,电源电压VCC=13.5V。

两级功放管分别采用3DA21A和3DA22A,均工作在临界状态,饱和压降分别为1V和15V。各项指标满足安全工作条件。可以计算出各级回路等效总阻抗分别应该为:2.2.6高频谐振功率放大器的

实际电路分析由于3DA21A和3DA22A的输入阻抗分别为R2=7Ω和R4=5Ω,故Rs≠R2,R1≠R4,R2≠RL,即不满足匹配条件,所以在信号源与第一级放大器之间、第一级放大器与第二级放大器之间分别加入T型选频匹配网络(C1、C2、L1和C3、C4、L2),在第二级放大器与负载之间加入倒L型选频匹配网络(C5、L3、C6)。三个选频匹配网络的输入阻抗分别是R1、R3和R5。匹配网络中各电感与电容的值可根据相应的公式计算得出。由于晶体管参数的分散性和分布参数的影响,C1～C6均采用可变电容器,其最大容量应为计算值的2～3倍。通过实验调整,最后确定匹配网络元件的精确值。2.2.6高频谐振功率放大器的实际电路分析电路中四个高扼圈的电感量为0.1μH～0.2μH,其中两个作为基极直流偏置的组成元件,另外两个在集电极并馈电路中对iC中的高次谐波分量起阻挡作用,并为集电极直流电源提供通路。高频旁路电容C7和C9的值均为0.05μF,穿心电容C8和C10为1500pF,它们使高次谐波分量短路接地。一般来说,在400MHz以下的甚高频(VHF)段,匹配网络通常采用集总参数LC元件组成,而在400MHz以上的超高频(UHF)段,则需使用分布参数的微带线组成匹配网络,或使用微带线和LC元件混合组成。

2.2.6高频谐振功率放大器的实际电路分析功率放大器小结

1.高频谐振功率放大电路可以工作在甲类、乙类或丙类状态。相比之下,丙类谐振功放的输出功率虽不及甲类和乙类大,但效率高,节约能源,所以是高频功放中经常选用的一种电路形式。

2.丙类谐振功放效率高的原因在于导通角θ小,也就是晶体管导通时间短,集电极功耗减小。但导通角θ越小,将导致输出功率越小。所以选择合适的θ角,是丙类谐振功放在兼顾效率和输出功率两个指标时的一个重要考虑。

3.折线分析法是工程上常用的一种近似方法。利用折线分析法可以对丙类谐振功放进行性能分析,得出它的负载特性、放大特性和调制特性。若丙类谐振功放用来放大等幅信号(如调频信号)时,应该工作在临界状态；若丙类谐振功放用来放大等幅信号(如调频信号)时,应该工作在临界状态；若用来放大非等幅信号(如调幅信号)时,应该工作在欠压状态；若用来进行基极调幅,应该工作在欠压状态；若用来进行集电极调幅,应该工作在过压状态。折线化的动态线在性能分析中起了非常重要的作用。

4丙类谐振功放的输入回路常采用自给负偏压方式,输出回路有串馈和并馈两种直流馈电方式。为了实现和前后级电路的阻抗匹配,可以采用LC分立元件、微带线或传输线变压器几种不同形式的匹配网络,分别适用于不同频段和不同工作状态。功率放大器小结

5谐振功放属于窄带功放。宽带高频功放采用非调谐方式,工作在甲类状态,采用具有宽频带特性的传输线变压器进行阻抗匹配,并可利用功率合成技术增大输出功率。6目前出现的一些集成高频功放器件如M57704系列和MHW系列等,属窄带谐振功放,输出功率不很大,效率也不太高,但功率增益较大,需外接元件不多,使用方便,可广泛用于一些移动通信系统和便携式仪器中。功率放大器小结

《射频电路课程》学习要求-1绪论了解：无线电通信系统的基本组成及各部件名称、术语和功能；通信系统的技术进展和发展趋势；系统性能与单元电路的关系。射频电子学基础了解：射频电路中实际元件的特性、实际电路的特殊问题及解决措施；了解电磁频谱分段及名称；理解：谐振电路的基本特性；幅频特性、相频特性的工程应用；掌握：简单串并联谐振电路的一般结构、原理、特点及等效电路；电抗、阻抗转换、部分接入的作用及回路抽头时阻抗的变比折合关系；牢固掌握相关概念和有关重要公式的应用。《射频电路课程》学习要求-2射频电子系统中的放大器设计高频小信号调谐放大器：了解：高频小信号调谐放大器工作不稳定的原因及保证稳定工作的条件和措施；了解低噪声放大器的设计方法；理解：高频晶体管小信号等效电路模型与参数，晶体管的高频参数和相关公式；掌握：晶体管高频小信号单调谐回路谐振放大器的分析方法、主要技术指标的意义及相关计算公式。高频谐振功率放大器了解：甲、乙、丙类功率放大器的特点；高频谐振功率放大器的输出匹配网络、级间匹配网络的作用及基本结构；掌握：高频谐振功率放大器的基本工作原理、主要指标的计算方法；高频谐振功率放大器的动态特性；高频谐振功率放大器的馈电线路。《射频电路课程》学习要求-3波形发生与变换电路了解：LC反馈正弦波振荡器的工作原理及产生振荡的原因；理解：反馈型振荡器振荡条件的物理意义和基本表达式；振荡器频率稳定度的物理定义；掌握：反馈型振荡器各类典型电路的组成、特点、振荡条件的分析方法；石英晶体振荡器频率稳定性高的本质及基本电路形式。《射频电路课程》学习要求-4调制与解调振幅调制与解调了解：调幅与检波的功能；产生单边带信号的方法；同步检波的原理；理解：振幅调制电路的原理；掌握：频谱线性变换的一般概念；普通振幅调制波的基本特性及其数学表达式；二极管包络检波器的原理及基本公式应用；角度调制与解调了解：调频、鉴频与调相、鉴相的功能；理解：直接调频、间接调频电路与相位鉴频电路的原理；掌握：调频波、调相波的基本性质及相互的联系和区别；调频波、调相波的数学表达式及各项指标的计算公式。

《射频电路课程》学习要求绪论了解：无线电通信系统的基本组成及各部件名称、术语和功能；通信系统的技术进展和发展趋势；系统性能与单元电路的关系。射频电子学基础了解：射频电路中实际元件的特性、实际电路的特殊问题及解决措施；了解电磁频谱分段及名称；理解：谐振电路的基本特性；幅频特性、相频特性的工程应用；掌握：简单串并联谐振电路的一般结构、原理、特点及等效电路；电抗、阻抗转换、部分接入的作用及回路抽头时阻抗的变比折合关系；牢固掌握相关概念和有关重要公式的应用。《射频电路课程》学习要求-5混频器了解：混频器的作用及主要指标；理解：有源混频、无源混频、双平衡混频的工作原理及优缺点；掌握：混频器电路工作原理、变频增益的计算方法；混频干扰产生的原因。

第三章波形发生与变换电路（P218)3.1LC反馈正弦波振荡器的工作原理3.2反馈型晶体管LC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3.5石英晶体振荡器概述高频电路1.定义高功放不需外加激励，自身将直流电能转换为交流电能。第三章波形发生与变换电路1、自激振荡器2、振荡器与放大器的区别3、不同的振荡器

频谱纯度稳定度4、应用广泛LCR回路中的瞬变现象 由于大多数振荡器都是利用LC回路来产生振荡的，因此应首先研究LC回路中如何可以产生振荡，作为研究振荡器工作原理的预备知识。LCR自由振荡电路所谓“谐振”，就能量关系而言，是指：回路中储存的能量是不变的，只是在电感与电容之间相互转换；外加电动势只提供回路电阻所消耗的能量，以维持回路的等幅振荡。LC振荡器的基本工作原理1）振荡回路，包含两个（或两个以上）储能元件。在这两个元件中，当一个释放能量时，另一个就接收能量。释放与接收能量可以往返进行，其频率决定于元件的数值。2）一个能量来源，补充由振荡回路电阻所产生的能量损失。在晶体管振荡器中，这个能源就是直流电源。3）一个控制设备，可以使电源功率在正确的时刻补充电路的能量损失，以维持等幅振荡。这是由有源器件和正反馈电路完成的。由正反馈的观点来决定振荡的条件利用正反馈方法来获得等幅的正弦振荡,这就是反馈振荡器的基本原理。反馈振荡器是由主网络和反馈网络组成的一个闭合环路。其主网络一般由放大器和选频网络组成,反馈网络一般由无源器件组成。ufu0ui放大器晶体三极管场效应管差分放大器运算放大器选频网络LC并联谐振回路RC选频网络晶体滤波器等反馈网络电容分压电感分压变压器耦合电阻分压振荡器组成3.1LC反馈正弦波振荡器的工作原理如何产生一个振荡？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成振荡。回路电压方程回路的衰减系数回路的无阻尼振荡角频率+V--V+3.1LC反馈正弦波振荡器的工作原理回路的衰减系数回路的无阻尼振荡角频率初始条件

与非振荡型与衰减振荡型3.1LC反馈正弦波振荡器的工作原理回路的衰减系数回路的无阻尼振荡角频率增幅振荡

阻尼振荡等幅振荡在电路中引入正反馈就相当于引入了负电阻。振荡频率为：

3.1LC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。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，T,f。B点补充，相位滞后，T,f。3.1LC反馈正弦波振荡器的工作原理(1)具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出给负载。(2)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。(3)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。振荡器的工作原理与LC谐振回路的自由振荡类似，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放大器振荡器1、决定振荡频率的储能回路2、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+-++-+正反馈（由同名端保证的）也称为相位条件放大器（）也称为振幅条件3.1.1自激振荡的建立过程及起振条件放大器振荡器限幅放大器的放大倍数（开环增益）

反馈网络的反馈系数

正反馈：闭环增益：3.1.1自激振荡的建立过程及起振条件放大器振荡器闭环增益：

建立等幅振荡器的条件（振荡平衡条件）3.1.1自激振荡的建立过程及起振条件放大器振荡器使振荡器输出的幅度越来越大

起振条件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。3.1.2振荡器的平衡条件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？限幅放大器的放大倍数（开环增益）

反馈网络的反馈系数

一般不变如何让A由大变小？3.1.2振荡器的平衡条件振荡器的偏置电路VB’VE’Vb(t)VQ工作状态发生改