电子教案-高频电子教案(第三版)-高频电子教案(第三版)-33-电子课件

3.4丁类谐振功率放大器与丙类倍频器3.4.1丁类谐振功率放大器1.提高晶体管放大器集电极效率的途径减小PC的途径减小积分区间(但

小Po也小)减小iC与uCE乘积减小iC与uCE乘积的思路：三极管工作在饱和区：三极管工作在截止区：丁类工作状态：三极管工作在开关状态（饱和

截止）效率可达100%LC串联谐振2.丁类放大器原理ui

>0,V1饱和导通，V2截止+ui–+ub1––ub2++uo–RLCALiC1iC2+VCCV1V1uA=VCC–UCE(sat)ui

<0,V2饱和导通，V1截止uA=UCE(sat)

tuAOVCCUCE(sat)

tiC1O

tiC2O

tuoOio3.4.2丙类倍频器倍频器功能:输出信号频率是输入信号的整数倍。实现方法:将谐振回路调谐在二次或三次谐波频率上。电路：+ui–+uo–C1LBL1L2C2C3L3+–VCCLCCCL1、C1构成串联谐振，fL2、C2构成串联谐振，L3、C3构成并联谐振，2f3f陷波器基波和二次谐波对地短路3.5功率合成技术功率合成：理想功率合成：1.无损失地合成各功放电路的输出功率；2.各功放电路之间互不影响；3.具有宽频带特性。多个功率放大器共同向负载提供大功率信号。一、传输线变压器的工作原理3.5.1传输线变压器由传输线绕在高导磁率低损耗磁环构成。1.传输线：两根紧靠的平行线、扭绞线、同轴线特点：无耗传输(高频)信号流过两条线的电流大小相等，相位相同无耗传输的条件：阻抗匹配(传输线特性阻抗Zc=

Rs=RL)传输线长度l<

min

/8最小工作波长2.1:1传输线变压器的结构RLRSus4123+

–等效Rsus13+

–RL24+

–+

–u1u2i1i2i1i2Zi无耗传输：匹配条件：因磁芯中磁场抵消，故无耗相当于1:1的变压器Rs1+

–RL234us+

–u1+

–u2变压器上限频率只几十MHz，传输线变压器达上千MHz变压器频率覆盖系数只有几百传输线变压器可达1043.影响上、下限频率的因素fH取决于传输线长度l，l越短，fH越高；fL取决于激磁电流i0的大小，因为i0造成电流分配不均匀，应采用高导磁率磁环。4.平衡和不平衡电路的转换不平衡—平衡转换平衡—不平衡转换Rsus13+

–24+

–+

–Rsus13+

–RL24Rsus+

–+

–uu+

–ii+u–+u–ii二、阻抗变换器1.4:1阻抗变换器RLRSus4123+

–Rsus13+

–RL24+

–+

–uuRiii2i传输线特性阻抗：2.1:4阻抗变换器Rsus13+

–RL24+

–+

–uuii2iRiRiRL+

–u+

–u+

–u+

–u+

–u+

–uiiiiiii题3—10（a）3.5.2功率合成和分配网络H1H4A1H2H3A2A2A4HHA2AAPiPoR功率合成的原理框图A—10W单元放大器H—功率合成和分配网络R—平衡电阻5W10W5W5W10W5W5W10W10W20W20W40W一、功率合成网络Rd+

–+

–ududRausaA+

–+

–uaRbusb+

–ubBRcCDDTr1Tr2功率源A功率源BTr2—平衡-不平衡变换Tr1—混合网络itRc—平衡电阻Rd—合成器负载itiaibididicud/2+

–ud/2+

–ia=id+i

tib=id

–

i

tic=2i

tid

=(ia+i

b)/2ic=ia

–

i

bit

=(ia

–

i

b)/2若ua=ub,

则ia=ibit=0,

ic=0,id=ia=

ibud=ua–(–

ub)=2ua=2ub

Pd=Pa+

Pb

(D端功率合成)Rc上:Pc=0每个功率源的等效负载：实现阻抗匹配，使：

Ra=Rb

=Rd

/22.若ua=–

ub则ia=–

ib

,Pc=Pa+

Pb(C端功率合成)id=0,

ic=2ia=2ib,同相合成实现阻抗匹配，使：Ra=

Rb

=2RcRd+

–+

–ududRsusaA+

–+

–uaRsusb+

–ubBRcCDDTr1Tr2功率源A功率源Bititiaibididicud/2+

–ud/2+

–3.若ua

ub若Rc=Rd/4，则

ua=iaRd

/2,仅由功率源A决定，不受B影响。同理,

ub

仅由功率源B决定,不受A影响。也可在C、D端输入功率，在A或B端获得合成功率。二、功率分配网络idRd+

–+

–ududRaA

–+RcucBRbCDDTr1Tr2ititiaibidicuc—输入信号Ra

、Rb—分配器负载ia=it

–

id

ib=i

t+idic=2i

tud=idRd=iaRa–

ibRb

idRd

=(it

–

id)Ra–(it+id)Rb

当Ra=Rb

=R时:id=0,ia=ib

=

it

=

ic/2Ra、Rb等于并联：RL

=

Ra//Rb

=

R

/

2D端未获得功率，A、B端各获得一半功率欲获得最大功率输出，要求功率源内阻Rc

=

RL=

R

/

21.同相功率分配网络2.反相功率分配网络idRd+

–+

–ududRaA

–+RcucBRbCDDTr1Tr2ititiaibidicRa=

Rb

=R当信号从D端输入时，C端未获得功率，A、B端获得等值反相功率，同理可证明：阻抗匹配功率放大功率合成功率分配3.5.3功率合成电路应用举例+

–ui25

25

AADDBBCCTr2Tr1Tr3Tr4Tr5T