功率合成器课件

封面5.9功率合成器返回引言本页完引言

在高频功率放大器中，当需要的输出功率超过单个电子器件所能输出的功率时，可以将几个电子器件的输出功率叠加起来，以获得足够大的输出功率。这就是功率合成技术。返回

在低频电子线路中，可能采用推挽或并联电路来增加输出功率。同样，高频功率放大器也可以采用推挽或并联电路来增加输出功率。因此，单从增加功率这一点来看，并联与推挽电路也可认为是功率合成电路。

但是，这两种电路都有不可克服的共同缺点：当一管损坏失效时，会使其他管子的工作状态产生剧烈变化，甚至导致这些管子的损坏。因此，并联和推挽电路不是理想的功率合成电路。引言本页完引言返回

理想的功率合成电路应该满足的条件为：1〕N个同类型的放大器，它们的输出振幅相等，每个放大器供给匹配负载额定功率Pso，那么N个放大器输至负载的总功率为NPso，这叫做功率相加条件。并联和推挽电路能满足这一条件；2〕合成器的各单元放大电路彼此隔离，也就是说，任何一个放大单元发生故障时，不影响其他放大单元的工作，这些没有发生故障的放大器照旧向电路输出自己的额定输出功率Pso。这叫做相互无关条件。这是功率合成器的最主要条件。并联和推挽电路不能满足这一条件。学习要点本节学习要点和要求求5.9功率合成器1、了解高频功率合成器的要求2、了解功率合成〔或分配〕网络原理返回一、功率合成与分配网络应满足的条件

功率合成方框图例如

一、功率合成与分配网络应满足的条件继续本页完

要得到较大功率的高频功率输出，有时单靠一个功率放大器是现不了的。高频大功率输出，通常是利用几个功率放大器各自进行放大，然后通过功率合成器合成。这是功率放大器功率合成器方框图例如输入1W。输出4W。1W4W11W5W5W11W11W5W5W5W5W11W11W11W11W19W19W35W负载

例如，当输入功率为1W时，要得到输出35W的高频功率，可以按照以下思路进行。功率分配网络利用功率分配网络等分功率功率合成网络这些是电阻，作为假负载使用。功率合成器

功率合成器的条件一

一、功率合成与分配网络应满足的条件继续本页完功率合成器方框图例如1W4W11W5W5W11W11W5W5W5W5W11W11W11W11W19W19W35W负载功率合成器的关键局部是功率分配与合成网络。

由合成网络组成的功率合成器应满足两个条件：1)功率相加条件。N个同类型的放大器，它们的输出振幅相等，每个放大器供给匹配负载以额定功率Pso，那么N个放大器输至负载总功率NPso。功率合成器

功率合成器的条件二

一、功率合成与分配网络应满足的条件功率合成器继续本页完功率合成器方框图例如1W4W11W5W5W11W11W5W5W5W5W11W11W11W11W19W19W35W负载

由合成网络组成的功率合成器应满足两个条件：1)功率相加条件。N个同类型的放大器，它们的输出振幅相等，每个放大器供给匹配负载以额定功率Pso，那么N个放大器输至负载总功率NPso。2)相互无关条件。合成器的各单元放大电路彼此隔离，也就是说，任何一个放大单元发生故障时，不影响其他放大单元的工作，这些没有发生故障的放大器照旧向电路输出自己的额定功率Pso。二、功率合成(或分配)网络原理

1、功率合成〔分配器〕等效电路

2、功率分配器原理和相互无关条件分析

二、功率合成(或分配)网络原理继续本页完1、功率合成器(分配器)的等效电路RA=RB=Zc=RRc=—=—RZc22RD=2Zc=2RZc为传输变压器特性阻抗功率合成(分配)网络变压器形式ADRARBRCCBRD

这个网络可以是功率合成器，也可以是功率分配器，关键是看信号从哪里输入。2、功率分配器原理和相互无关条件的分析功率合成器(1)证C、D无关及同相功率分配网络的连接。

二、功率合成(或分配)网络原理功率合成器继续本页完1、功率合成器(分配器)的等效电路RA=RB=Zc=RRc=—=—RZc22RD=2Zc=2RZc为传输变压器特性阻抗功率合成(分配)网络变压器形式ADRARBRCCBRD-+I·I·++--VD=0·++2、功率分配器原理和相互无关条件的分析(1)在C点馈入信号，D点信号为0，RA和RB上获得同相电压的等功率信号，此时可以作为同相电压功率分配网络。简称同相等功率分配器。(1)在C点馈入信号，D点信号为0，RA和RB上获得同相电压的等功率信号，此时可以作为同相电压功率分配网络。简称同相等功率分配器。(2)证C、D无关及反相功率分配网络的连接。。

二、功率合成(或分配)网络原理功率合成器继续本页完1、功率合成器(分配器)的等效电路RA=RB=Zc=RRc=—=—RZc22RD=2Zc=2RZc为传输变压器特性阻抗-+I1·2、功率分配器原理和相互无关条件的分析功率合成(分配)网络变压器形式ADRARBRCCBRDI2·I=0·+--+(2)在D点馈入信号，C点信号为0，RA和RB上获得反相电压的等功率信号，此时可以作为反相功率分配网络。

结论1：要使本网络作为功率分配器使用，必须在C点或D点馈入信号。在C点馈入信号时可作为同相等功率分配器。在D点馈入信号，可以作为反相功率分配器。且C、D点相互无关。

功率分配网络分析结论

二、功率合成(或分配)网络原理继续本页完1、功率合成器(分配器)的等效电路RA=RB=Zc=RRc=—=—RZc22RD=2Zc=2RZc为传输变压器特性阻抗2、功率分配器原理和相互无关条件的分析功率合成(分配)网络变压器形式ADRARBRCCBRD功率合成器3、功率合成网络原理和相互无关分析

(1)在A、B接入反相电压信号可在RD上得到合成功率。

二、功率合成(或分配)网络原理功率合成器继续本页完3、功率合成器原理和相互无关条件的分析RA=RB=Zc=RRc=—=—RZc22RD=2Zc=2RZc为传输变压器特性阻抗-+-+Vs·Vs·I·I·Ic=0·+-功率合成(分配)网络变压器形式ADRA=RRB=RRCCBRD2R+-(1)在A、B两点接入反相电压信号源，在RD上可以匹配地得到两个信号源的功率之和。且与RC无关。

分析在A、B接入同相电压信号时工作原理

二、功率合成(或分配)网络原理功率合成器继续本页完3、功率合成器原理和相互无关条件的分析RA=RB=Zc=RRc=—=—RZc22RD=2Zc=2RZc为传输变压器特性阻抗-++-Vs·Vs·I·I·++功率合成(分配)网络变压器形式ADRA=RRB=RRCCBRD=R/2++Ic=2I··(1)在A、B两点接入反相电压信号源，在RD上可以匹配地得到两个信号源的功率之和。且与RC无关。(2)在A、B接入同相电压信号可在RC上得到合成功率。

二、功率合成(或分配)网络原理功率合成器继续本页完3、功率合成器原理和相互无关条件的分析RA=RB=Zc=RRc=—=—RZc22RD=2Zc=2RZc为传输变压器特性阻抗-++-Vs·Vs·I·I·++功率合成(分配)网络变压器形式ADRA=RRB=RRCCBRD=R/2++Ic=2I··(2)在A、B两点接入同相电压信号源，在RC上可以匹配地得到两个信号源的功率之和。且与RD无关。(1)在A、B两点接入反相电压信号源，在RD上可以匹配地得到两个信号源的功率之和。且与RC无关。

功率合成网络分析结论

二、功率合成(或分配)网络原理功率合成器继续本页完3、功率合成器原理和相互无关条件的分析RA=RB=Zc=RRc=—=—RZc22RD=2Zc=2RZc为传输变压器特性阻抗Vs·Vs·功率合成(分配)网络变压器形式ADRA=RRB=RRCCBRD=R/2

结论2：在A、B两点接入电压信号源，就可以在RD或RC上匹配地得到两个信号源的功率之和。且

RD与RC无关。

求集电极效率ηc和电路效率η

继续本页完1、功率合成与分配网络应满足的条件三、小结1)功率相加条件。N个同类型的放大器，它们的输出振幅相等，每个放大器供给匹配负载以额定功率Pso，那么N个放大器输至负载总功率NPso。2)相互无关条件。合成器的各单元放大电路彼此隔离，也就是说，任何一个放大单元发生故障时，不影响其他放大单元的工作，这些没有发生故障的放大器照旧向电路输出自己的额定功率Pso。ADRARBRCCBRD

求集电极效率ηc和电路效率η

继续本页完三、小结ADRARB