【正文】 QRR ??e2p22Lp2p2 QRXRRXC???(注意 XC2 含負(fù)號(hào) ) 單元四 高頻功率放大器 (b) 圖 2–3–7 基極偏置電路 0p21 ??? XX L 令 ， 回路并聯(lián)諧振 ， 則 L 型網(wǎng)絡(luò) 呈現(xiàn)的 諧振電阻 為 )1( 2e2Lp2e QRRR ????其中， L2e2 / RXQ C?且網(wǎng)絡(luò)元件的表達(dá)式為 XC2 = Qe2RL， e2p2p21 / QRXX L ????單元四 高頻功率放大器 再來(lái)分析前一個(gè) L型網(wǎng)絡(luò) ， 它的負(fù)載電阻為 。 將 和 的并接阻抗轉(zhuǎn)換為 Xs1 和 Rs1 的串接阻抗 ， 分別為 eR? 1CX? eR?2e1es1 1 QRR???s1e11e1s1s1 RQXRRXC??? ??1ee1 / CXRQ ??? 0s110 ??? XXX LC 其中 。 令 ， 回路串聯(lián)諧振 ， 則 L 型網(wǎng)絡(luò) 呈現(xiàn)的諧振電阻 2e12e2L2e1es1e 111 RQRRR???????單元四 高頻功率放大器 1)1( 2e1Lee2 ??? QRRQ 或 ，由于 Qe2 為正實(shí)數(shù) ， 因而 L2e1e )1( RQR ??根號(hào)內(nèi)的值應(yīng)大于零，故有 相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)元件的表達(dá)式 為 e1e1 / QRX C ????ee1s1e1s101 RQRQXXX CL ????? 所以 ， 若已知 Re、 C0 與 RL， 并選定 Qe1， 則 T 型網(wǎng)絡(luò)的各元件值由下列各式確定 單元四 高頻功率放大器 0ee11 CL XRQX ??L2 ARX C ??AQBQBABABQBXXXLCC ?????????e1e1e1111 )/()/()/)(/(//式中 ， 1)1( 2e1Le ??? QRRA)1( 2e1e QRB ??單元四 高頻功率放大器 討論： 該網(wǎng)絡(luò)僅適用于 的匹配要求 。 但由于 Re 越接近 RL，A 越趨近 Qe1， XC1 就越大 ，相應(yīng) C1 就越小 ， 而過(guò)小的 C1， 在實(shí)踐上是難以實(shí)現(xiàn)的 ，故此處 ， Re 不易接近 RL。 )1/( 2e1Le QRR ??單元四 高頻功率放大器 例 2： 圖 238 示 ? 型濾波匹配網(wǎng)絡(luò) ， 要求與 Re、C0 的并接阻抗匹配 ， 求各元件表達(dá)式 。 圖 2–3–8 ? 形濾波匹配電路 解： 首先取 XL1 + XC0 = 0， L1 和 C0 并聯(lián)諧振 ， 網(wǎng)絡(luò)得到簡(jiǎn)化 ， 然后將 XL2 用虛線分成兩個(gè)串聯(lián)電感 ， 即 222 LLL XXX ????? 在由 與 XC2 組成的 L 型網(wǎng)絡(luò) 中 ， 它的負(fù)載為 RL，現(xiàn)將 XC2 與 RL 并聯(lián)阻抗轉(zhuǎn)換為串聯(lián)阻抗 Xs2 和 Rs2。 并令 ， 網(wǎng)絡(luò)串聯(lián)諧振 。 2LX??0s22 ???? XX L單元四 高頻功率放大器 結(jié)果是網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)的 諧振電阻 為 22eLs2e 1 QRRR????且 e2Ls2Le2 QRXRRXC ????Le22Le2 RQXRRXCL ??????單元四 高頻功率放大器 諧振功率放大器電路 1． 電路 (p102 ~ 103) 2． 分析 ① 直流饋電 (集電極、基極 )電路，元件作用 ② 濾波、匹配網(wǎng)絡(luò) (輸入、輸出 ) 單元四 高頻功率放大器 第 2 章 諧振功率放大器 高頻功率放大器 高頻功率管及大信號(hào)輸入和輸出阻抗 高頻功率放大器設(shè)計(jì)舉例 單元四 高頻功率放大器 工作頻率在幾十兆赫茲至幾百兆赫茲范圍的諧振功率放大器統(tǒng)稱為高頻功率放大器 。 功率管的特性已不能僅用靜態(tài)特性曲線表示 。 還需要考慮非線性電容 ， 引線電感等分布參數(shù)和大注入效應(yīng)等 。 工程上廣泛采用借助功率管的大信號(hào)輸入和輸出阻抗的設(shè)計(jì)方法 。 高頻功率管及大信號(hào)輸入和輸出阻抗 一、高頻功率管結(jié)構(gòu) 高頻功率管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 241 所示 。 單元四 高頻功率放大器 內(nèi)部結(jié)構(gòu) 外部結(jié)構(gòu) 單元四 高頻功率放大器 (a)和 (b)為四引線結(jié)構(gòu) ， 其中兩條引線為發(fā)射極 (宜接成共發(fā)組態(tài) )或基極 (宜接成共基組態(tài) )， 目的是減小輸入和輸出公共極端點(diǎn)上的引線電感 。 (c)和 (d)為兩線結(jié)構(gòu) ， 金屬底座為基極或發(fā)射極 ， 宜接成共基組態(tài)或共發(fā)組態(tài) 。 在器件手冊(cè)中 ， 指定用作線性功率放大器的高頻功率管不宜丙類工作 ， 否則放大器功率增益將偏低 。 單元四 高頻功率放大器 二、大信號(hào)輸入和輸出阻抗 大信號(hào)輸入和輸出阻抗可以通過(guò)實(shí)測(cè)得到 。 1． 將功率管接入諧振電路 在指定頻率上且特定幅值的輸入信號(hào)電壓激勵(lì)下 ，調(diào)整輸入和輸出濾波網(wǎng)絡(luò) ，使其諧振 ， 輸出功率最大 ，效率較高 。 單元四 高頻功率放大器 2． 測(cè)試輸入 、 輸出阻抗 移去功率管 、 電壓源 。 用 50 ? 電阻代替信號(hào)源 。 用阻抗測(cè)試儀測(cè)得得 BE 之間阻抗為輸入端要求外接的匹配阻抗 ， CE 之間阻抗為輸出要求外接的匹配阻抗 。 其阻抗的共軛值分別稱為功率管的輸入阻抗和輸出阻抗 。 單元四 高頻功率放大器 高頻功率放大器設(shè)計(jì)舉例 一 、 設(shè)計(jì)步驟 選擇晶體管 → 確定打信號(hào)阻抗 → 確定濾波匹配網(wǎng)絡(luò) → 確定饋電電路 → 安裝調(diào)試 二、設(shè)計(jì)舉例 例： 設(shè)計(jì)一個(gè)高頻功率放大器 ， 用于調(diào)頻發(fā)射機(jī) ， 輸入和輸出負(fù)載均為 50 ?， 輸入信號(hào)頻率為 80 MHz， 輸出信號(hào)頻率為 160 MHz， 要求輸入功率為 4 mW 時(shí) ， 輸出負(fù)載上得功率 ≥ 700 mW， 二次諧波抑制度小于 ?30 dB， 放大器總效率大于 50％ ， 電源電壓為 15 V。 。 單元四 高頻功率放大器 解：一、確定組成方案 。 通過(guò)計(jì)算效率和增益確定組成方案并選擇工作狀態(tài) 。 根據(jù)二次諧波抑制度與傳輸效率的關(guān)系取 ?c = 。 cLo ??? ?PPdB 1lg10lg10io ???PPAP 通常丙類功率放大器功率增益小于 12 dB， 效率大于60％ ， 所以分三級(jí)來(lái)完成 。 單元四 高頻功率放大器 二、選定器件和電路 fT ? (2 ~ 10)fc PCM Pc V(BR)CEO 2Vcc 根據(jù)工作狀態(tài) 、 指標(biāo)要求確定電路 。 單元四 高頻功率放大器 三、濾波匹配網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì) 以末級(jí)輸出網(wǎng)絡(luò)為例 ， 分為三個(gè)網(wǎng)絡(luò)的組合進(jìn)行分析 。 單元四 高頻功率放大器 網(wǎng)絡(luò) Ⅰ ：取 Qe1 = 3， 設(shè) Re1 = 150 ?。 網(wǎng)絡(luò) Ⅱ ：取 Qe2 = 2， Ce10 = 10 pF， 并設(shè) Re2 = 35 ?。 網(wǎng)絡(luò) Ⅲ ：取 Qe3 = 3， 功率管的大信號(hào)輸出阻抗 Re(= 98 ?) 和 C0(= 20 pF)。 單元四 高頻功率放大器 四 、 安裝調(diào)試 1． 調(diào)整輸入濾波網(wǎng)絡(luò)達(dá)到諧振與匹配 ， IC0 顯示最大 ， 功率計(jì)顯示也由小增大 。 2．調(diào)整輸出濾波網(wǎng)絡(luò)達(dá)到諧振與匹配， IC0 減為最小，功率計(jì)顯示達(dá)到最大值。