【正文】 輸出 匹配 網(wǎng)絡(luò) RL RS uS (1) 使負(fù)載阻抗與放大器所需要的最佳阻抗相匹配，以保證放大器傳輸?shù)截?fù)載的功率最大，即它起著 匹配網(wǎng)絡(luò)的作用 。 (2) 抑制工作頻率范圍以外的不需要頻率，即它 有良好的濾波作用。 (3) 在有幾個(gè)電子器件同時(shí)輸出功率的情況下，保證它們都 能有效地傳送功率到公共負(fù)載 ，同時(shí)又盡可能地使這幾個(gè)電子器件 彼此隔離，互不影響 。 輸入匹配網(wǎng)絡(luò)或級(jí)間耦合網(wǎng)絡(luò) :是用以與下級(jí)放大器的輸入端相連接 輸出匹配網(wǎng)絡(luò) :是用以輸出功率至天線或其他負(fù)載 輸出匹配網(wǎng)絡(luò) 輸出匹配網(wǎng)絡(luò)常常是指設(shè)備中末級(jí)功放與天線或其他負(fù)載間的網(wǎng)絡(luò) . 這種匹配網(wǎng)絡(luò)有 L型、 ?型、 T型網(wǎng)絡(luò)及耦合回路。 輸出匹配網(wǎng)絡(luò)的主要功能與要求是 匹配、濾波和高效率 。 通過改變匹配回路的可調(diào)元件，將負(fù)載阻抗 ZL (或 RL)轉(zhuǎn)換成放大管所要求的最佳負(fù)載阻抗 RLCR，使管子送出的功率 P1能盡可能多的饋至負(fù)載。 當(dāng)調(diào)諧功率放大器工作于最佳負(fù)載值時(shí)的功放的效率較高，輸出功率較大。 在實(shí)際電路中，放大器所要求的最佳電阻需要通過匹配網(wǎng)絡(luò)和終端負(fù)載 (如天線等 )相匹配。 需要匹配的原因 : 匹配的原理 : CRQCCRQRLLL C R??????222139。11? ?LLLCRRLQLLRQR??????222139。1 L型匹配網(wǎng)絡(luò)具有電路簡(jiǎn)單、容易實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)，不足之處是電路的品質(zhì)因數(shù) Q值很低 (通常 Q＜ 10)，因此電路的濾波特性很差，所以在實(shí)際的發(fā)射機(jī)中，常常選用 T型或 ?型網(wǎng)絡(luò)作匹配之用。 L L C R L CR ( 小 ) C ’ R L ( 大 ) ( a ) L I 型 R L ＞ R LCR 匹配網(wǎng)絡(luò) L L ’ C R L ( 小 ) C R L CR ( 大 ) ( b ) L II 型 R L ＜ R LCR 匹配網(wǎng)絡(luò) 2.?形匹配網(wǎng)絡(luò) C 1 C 2 R L L 1 R L C 2 (1 n ) L 1 n * L 1 C 1 C 1 C 2 R L L 1 C 1 aL 1 bL 1 C 2 R L 在大功率輸出級(jí) ， T型 、 Π 型等濾波型的匹配網(wǎng)絡(luò)就得到了廣泛的應(yīng)用 。 圖中的 R2一般代表終端 (負(fù)載 )電阻， R1則代表由 R2折合到左端的等效電阻 ，現(xiàn)以 (a)為例進(jìn)行計(jì)算公式的推導(dǎo) 兩種 Π型匹配網(wǎng)絡(luò) (a) (b) L1 R1 C1 C1 R1 L1 C2 R2 R2 C2 將并聯(lián)回路 R1C1與 R2C2變換為串聯(lián)形式 ， 由串 、 并聯(lián)阻抗轉(zhuǎn)換公式可得 L1 C139。 R139。 C239。 R239。 1212c12c121111 RRXXQRR?????C12C12121C1 XXRRX???2212c22c22 RRXXR???C12C22222C2 XXRRX???網(wǎng)絡(luò)匹配時(shí)， R139。= R239。 由諧振條件得 : [例 ] 有一個(gè)輸出功率為 2W的高頻功率放大器 、 負(fù)載電阻 RL=50Ω， EC=24V，f=50MHz， Q1=10， 試求 Π型匹配網(wǎng)絡(luò)的元件值 。 解 : L1 R1 C1 R2= RL C2 R1應(yīng)該是功率放大器所要求的匹配電阻 Rp ,即 L1 C139。 R139。 C239。 R239。 網(wǎng)絡(luò)匹配時(shí)， R139。= R239。 改寫為： 解之得： 由諧振條件得 : ) 501(110 1 4 410 2 ??????注意，考慮到晶體管的輸出電容 Co后， C1應(yīng)減去 Co之值，才是所需外加的調(diào)諧電容值。一般， 當(dāng) L1確定之后，用 C2主要調(diào)匹配，用 C1主要調(diào)諧振。 實(shí)際還有其它各種形式的匹配網(wǎng)絡(luò)。分析方法都很類似， 即從匹配與諧振兩個(gè)條件出發(fā)，再加上一個(gè)假設(shè)條件 (通常都是假定 Q1值 )，即可求出電路元件的數(shù)值。 L1 C1 C2 L2 CA RA r1 IA M r39。 r1 C1 L1 C1 R39。p L1 IK 介于放大器與天線回路之間的 L1C1回路就叫做中介并聯(lián)諧振回路 。 RA、 CA分別代表天線的幅射電阻與等效電容； L C2為天線回路的調(diào)諧元件。 它們的作用是使天線回路處于串聯(lián)諧振狀態(tài)，以使天線回路的電流 IA達(dá)到最大值， 亦即使天線幅射功率達(dá)到最大。 從集電極向右方看去可以等效為一個(gè)并聯(lián)諧振回路 ,其中 Rp為折合到 晶體管輸出回路的等效負(fù)載 。 Rp Rp 當(dāng)天線回路調(diào)諧在串聯(lián)諧振狀態(tài)時(shí) ， 它反映到 L1C1中介回路的等效電阻為 設(shè)初級(jí)回路的接入系數(shù)為 p，則晶體管輸出回路的等效負(fù)載為： r39。 r1 C1 L1 C1 R39。p L1 IK Rp L1 C1 C2 L2 CA RA r1 IA M Rp ARMr 22???L1C1中介回路的等效諧振阻抗為 11 CQLQR LLP ?? ???QL為有載品質(zhì)因素 ， rrLQL ???11?? ? )( 22111111APRMrCLrrCLR???????)(2211122APPRMrCLpRpR????? 改變互感系數(shù) M和接入系數(shù) p就可以在不影響回路調(diào)諧的情況下。調(diào)整晶體管的輸出回路的等效負(fù)載電阻 Rp，以達(dá)到阻抗匹配的目的。 由于高頻功率放大器工作在非線性 (丙類 )工作時(shí) ， 放大器的內(nèi)阻變動(dòng)劇烈：導(dǎo)通時(shí) ，內(nèi)阻很小；截止時(shí)內(nèi)阻近于無(wú)窮大 。 因此輸出電阻不是常數(shù) 。 所謂線性電路的阻抗匹配(負(fù)載阻抗與電源內(nèi)阻相等 )概念也就失去了意義 。 ηk ： 中介回路的傳輸效率。 L1 C1 C2 L2 CA RA r1 IA M Rp )()( 1122rrrrrIrIPPkkoAk???????????功率電子元件送至回路的總回路送到負(fù)載的功率h如果設(shè) ： 111po rCLR ??? 空載回路諧振阻抗)( 1111rrCLRP ????? 有載回路諧振阻抗11rLo??? 值空載回路111rrLL ?????值有載回路OLPPk RRrrrrrro???????????? ?? 11)(1)(111hr39。 r1 C1 L1 C1 R39。p L1 IK Rp 要想回路的傳輸效率高，則 空載 Qo越大越好，有載 QL越小越好， 也就是說(shuō)， 中介回路本身的損耗越小越好 但從要求 回路濾波作用良好來(lái)考慮，則QL值又應(yīng)該足夠大。 從兼顧這兩方面出發(fā)，QL值一般不應(yīng)小于 10。在功率很大的放大器中， QL也有低到 10以下的。 例 4： 有一諧振功率放大器，已知 VCC＝ 12V，回路諧振阻抗Re＝ 130Ω，集電極效率 η＝ ％，輸出功率 P0＝ 500mW?，F(xiàn)在為了提高 η，在保持 VCC、 Re、 P0不變的條件下，將通角減小到 60176。 ，并使放大器工作到臨界狀態(tài)。 （ 1）試分析放大器原來(lái)的工作狀態(tài)。 （ 2）計(jì)算 η提高的百分比和 φ＝ 60176。 時(shí)的效率。 （ 3）試求集電極損耗功率 PC減少了多少？ 解： （ 1）確定放大器原來(lái)的工作狀態(tài)。 當(dāng)通角減小時(shí)，由于 VCC、 Re、 P0(Vcm1)不變 , 因此集電極電壓利用系數(shù) ξ不變， VCEmin=VCC(1－ ξ) 也不變。同時(shí)由于IC1m=VCm/Re不變，因而 θ減小時(shí)，要求 ICmax增加。根據(jù)題意，既然這時(shí)放大器工作在臨界狀態(tài)，那么，原來(lái)必定工作在欠壓狀態(tài)。 （ 2）計(jì)算 η提高的百分比和 φ＝ 60176。 時(shí)的效率 η39。 首先計(jì)算欠壓狀態(tài)的集電極電流通角。由題意可知 PC＝ 500mw， Re＝ 130Ω， VCC＝ 12V， η＝ ％，則 查表可知上述 g1(θC)時(shí)的通角 θC＝ 90176。 ，還可查得 θC＝ 60176。時(shí) g1(60176。 )＝ ?，F(xiàn)在計(jì)算 η提高的百分比 即效率提高了 15％。 最后計(jì)算 θc＝ 60176。 時(shí)的效率 η39。 （ 3）計(jì)算集電極損耗功率 PC減小的數(shù)值。 PD=VCCICO=12 = PC=PDP0=()mW= P39。D=VCCI39。CO=12 = P39。C=P39。DP0=()mW = 則通角由 90176。 減小到 60176。 時(shí)，集電極損耗減小值為 ΔPC=PCP39。C= = （ 4）減小通角的措施。 設(shè)三極管導(dǎo)通電壓為 VBZ，偏置電壓為 VBB，基極激勵(lì)電壓的振幅為 Vbm，根據(jù)關(guān)系式 bmBBBZC VVVco s ??? 當(dāng) θc ＝ 90176。 ,VBB=VBE；當(dāng)減小 θc又 要求 Icmax增大時(shí)，則 VBB必須向反向偏置方向增加， 同時(shí)， Vbm也必須增加。 ? ?Cbmcm a xC co sUgI ??? 1