谐振功率放大器电路 (2).ppt

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1、第四讲第四讲谐振功率放大电路谐振功率放大电路4.1丁类谐振功放丁类谐振功放4.2丙类功放的直流馈电电路丙类功放的直流馈电电路4.3丙类功放的丙类功放的输出匹配网络输出匹配网络谐振功率放大电路谐振功率放大电路4.1 4.1 丁类高频功率放大器丁类高频功率放大器 丁类放大器工作在开关状态，由截止区到丁类放大器工作在开关状态，由截止区到饱和区。饱和区。4.1.14.1.1工作原理工作原理 下降的途径：下降的途径：饱和区饱和区较小较小截止区截止区 输出信号为方波，须加选频网络。输出信号为方波，须加选频网络。谐振功率放大电路谐振功率放大电路A负半周：负半周：正半周：正半周：谐振功率放大电路谐振功率放大电

2、路A4.1.2 4.1.2 等效电路及波形图等效电路及波形图输入为正弦波输入为正弦波谐振功率放大电路谐振功率放大电路谐振功率放大电路谐振功率放大电路4.1.3 4.1.3 输出功率及效率输出功率及效率谐振功率放大电路谐振功率放大电路谐振功率放大电路谐振功率放大电路丙类与丁类功率放大器丙类与丁类功率放大器导通角导通角串联谐振选频串联谐振选频并联谐振选频并联谐振选频改善失真的方法改善失真的方法截止与饱和失真截止与饱和失真截止失真截止失真失真情况失真情况半波半波小于半波小于半波波形波形无失真无失真无失真无失真负载电阻上电压负载电阻上电压90%左右左右78.5%左右左右传输效率传输效率线上线上线下方线

3、下方静态工作点位置静态工作点位置饱和区与截止区饱和区与截止区放大区与截止区放大区与截止区三极管工作区域三极管工作区域丁丁类类丙丙类类谐振功率放大电路谐振功率放大电路在在高高频频功功放放的的输输入入回回路路和和输输出出回回路路应应分分别别加加上上合合适适的的直直流流偏偏压压,有有关关的的直直流流馈馈电电线线路路可可分分为串联馈电和并联馈电两种基本电路形式。为串联馈电和并联馈电两种基本电路形式。串串联联馈馈电电是是指指晶晶体体管管、直直流流电电源源和和回回路路三三部部分串联分串联,并联馈电是指这三部分并联。并联馈电是指这三部分并联。4.2 4.2 丙类功放的直流馈电线路丙类功放的直流馈电线路谐振功

4、率放大电路谐振功率放大电路4.2.1 4.2.1 集电极馈电电路集电极馈电电路集电极电流是脉冲形状集电极电流是脉冲形状,包括直流、基频包括直流、基频及各次谐波分量。及各次谐波分量。集电极馈电线路应：集电极馈电线路应：1、有效地将、有效地将直流直流电压加在晶体管的集电极电压加在晶体管的集电极与发射极之间与发射极之间2、使、使基频基频分量流过负载回路产生输出功率分量流过负载回路产生输出功率3、有效地滤除高次、有效地滤除高次谐波谐波分量分量谐振功率放大电路谐振功率放大电路串馈串馈并馈并馈高频扼流圈高频扼流圈高频高频扼流圈扼流圈以免高次谐波影响直流电源的稳压性能以免高次谐波影响直流电源的稳压性能串联串

5、联并联并联串联馈电方式串联馈电方式优点优点Lc和和Cc处于高频地电位处于高频地电位,它们对地的分布电容不它们对地的分布电容不会影响回路的谐振频率会影响回路的谐振频率缺点缺点电容器电容器C的动片不能直接接地的动片不能直接接地,安装调整不方便。安装调整不方便。特点特点并联馈电方式并联馈电方式缺点缺点由于由于Lc和和Cc1不处于高频地电位不处于高频地电位,它们对地的分布它们对地的分布电容直接影响回路的谐振频率电容直接影响回路的谐振频率优点优点但回路处于直流地电位但回路处于直流地电位,L、C元件可接地元件可接地,故安故安装调整方便。装调整方便。谐振功率放大电路谐振功率放大电路在在无无输输入入信信号号时

6、时,自自给给偏偏压压电电路路的的偏偏置置为为零零。随随着着输输入入信信号号的的逐逐渐渐增增大大,加加在在晶晶体体管管be结之间的偏置电压向负值方向增结之间的偏置电压向负值方向增大。大。4.2.2 4.2.2 基极馈电电路基极馈电电路自给偏压方式自给偏压方式 基极的负偏压既基极的负偏压既可以是外加的，也可以可以是外加的，也可以由基极直流电流或发射极直流电流流过电阻由基极直流电流或发射极直流电流流过电阻产生。产生。谐振功率放大电路谐振功率放大电路高频高频扼流圈扼流圈高频高频短路电容短路电容4.3丙类功放的滤波匹配网络丙类功放的滤波匹配网络该双端口网络应具有这样的几个特点该双端口网络应具有这样的几个

7、特点:(1)以以保保证证放放大大器器传传输输到到负负载载的的功功率率最最大大,即起到阻抗即起到阻抗匹配匹配的作用的作用;(2)抑抑制制工工作作频频率率范范围围以以外外的的不不需需要要频频率率,即有良好的即有良好的滤波滤波作用作用;(3)传输高效传输高效。(4)大多数发射机为大多数发射机为波段波段工作工作。谐振功率放大电路谐振功率放大电路 (a)L型 (b)T型 (c)型4.3.1常用匹配网络常用匹配网络 谐振功率放大电路谐振功率放大电路常用网络有：常用网络有：1、L、T型等型等2、三种基本单元的混合型、三种基本单元的混合型3、双调谐耦合回路、双调谐耦合回路阻抗匹配：阻抗匹配：阻抗的虚部为零，实

8、部与外电路相等。阻抗的虚部为零，实部与外电路相等。滤波网络同时达到谐振与匹配滤波网络同时达到谐振与匹配。谐振功率放大电路谐振功率放大电路 图 4-8 L型匹配网络 (a)L-I型网络 (b)L-型网络图图4-9是一超短波输出放大器的实际电路是一超短波输出放大器的实际电路,它工它工作于固定频率。作于固定频率。图 4-9 超短波输出放大器的实际电路 谐振功率放大电路谐振功率放大电路例例4-1分分析析工工作作频频率率为为175MHz的的两两级级谐谐振振功功率率放放大大电路的组成及元器件参数。电路的组成及元器件参数。解解：两两级级功功放放的的输输入入馈馈电电方方式式均均为为自自给给负负偏偏压压,输出馈

9、电方式均为并馈。输出馈电方式均为并馈。在信号源与第一级放大器之间、第一级放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大器与第二级放大器之间分别加入T型选频匹配型选频匹配网络网络(C1、C2、L1和和C3、C4、L2),在第二级放大在第二级放大器与负载之间加入倒器与负载之间加入倒L型选频匹配网络型选频匹配网络(C5、L3、C6)。谐振功率放大电路谐振功率放大电路由由于于晶晶体体管管参参数数的的分分散散性性和和分分布布参参数数的的影影响响,C1C6均均采采用用可可变变电电容容器器,其其最最大大容容量量应应为为计计算算值值的的23倍倍。通通过过实实验验调调整整,最最后后确确定定匹匹配配网络元件的精确值。网络元件的精确值。匹配网络可自行选择，网络中各电感与电匹配网络可自行选择，网络中各电感与电容的值可根据相应的公式（容的值可根据相应的公式（P101表表2-3-1）计算）计算得出。得出。谐振功率放大电路谐振功率放大电路作 业P110 2-4谐振功率放大电路谐振功率放大电路