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高頻-第3章高頻諧振放大器2高頻功放-資料下載頁(yè)

2025-04-30 18:03本頁(yè)面
  

【正文】 三者為并聯(lián)連接的一種饋電電路。如圖 LC為高頻扼流圈 , C1為高頻旁路電容 , C2為隔直流通高頻電容 ,LC、 C C2的選取原則與串饋電路基本相同 。 (3) 串、并饋直流供電電路的優(yōu)缺點(diǎn) 在并饋電路中,信號(hào)回路兩端均處于直流地電位,即零電位。對(duì)高頻而言,回路的一端又直接接地,因此回路安裝比較方便,調(diào)諧電容 C上無(wú)高壓,安全可靠; 缺點(diǎn) 是在并饋電路中,扼流圈 LC處于高頻高電位上,它對(duì)地的分布電容較大,將會(huì)直接影響回路諧振頻率的穩(wěn)定性;串聯(lián)電路的特點(diǎn)正好與并饋電路相反。2. 基極饋電電路基極饋電電路也分 串饋 和 并饋 兩種。 基極偏置電壓 VBB可以單獨(dú)由穩(wěn)壓電源供給,也可以由集電極電源 VCC分壓供給。在功放級(jí)輸出功率大于 1W 時(shí),基極偏置常采用自給偏置電路。1. 級(jí)間耦合網(wǎng)絡(luò) 多級(jí)功放中間級(jí)的一個(gè)很大問題是后級(jí)放大器的輸入阻抗是變化的,是隨激勵(lì)電壓的大小及管子本身的工作狀態(tài)變化而變化的。 這個(gè)變化反映到前級(jí)回路(即級(jí)間耦合回路),會(huì)使這回路的等效阻抗變化,工作狀態(tài)發(fā)生變化。此時(shí),若前級(jí)工作在欠壓狀態(tài),則由于負(fù)載的變化,其輸出電壓將不穩(wěn)定。 對(duì)于中間級(jí)而言,最主要的是應(yīng)該保證它的 電壓輸出穩(wěn)定( 處于過壓狀態(tài) ) ,以供給下級(jí)功放穩(wěn)定的激勵(lì)電壓,而 效率則降為次要 問題。二、輸出回路和級(jí)間耦合回路對(duì)于中間級(jí)應(yīng)采取如下措施:1) 使中間級(jí)放大器工作于 過壓狀態(tài) ,使它近似為一個(gè) 恒 壓源 。2) 降低級(jí)間耦合回路的效率 。回路效率降低后,其本 身的損耗加大。這樣下級(jí)輸入阻抗的變化相對(duì)于回 路本身的損耗而言就不顯得重要了。中間級(jí)耦合回路 的效率一般為 ?k=~ , 平均在 。也就是說,中間級(jí)的輸出功率應(yīng)為后一級(jí)所需激勵(lì)功率的 2~ 10倍。即 2. 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)及由它們組成的多級(jí)網(wǎng)絡(luò),也有用雙調(diào)諧耦合回路的。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 。 高頻調(diào)諧功率放大器的阻抗匹配就是在給定的電路條件下,改變負(fù)載回路的可調(diào)元件, 將負(fù)載阻抗 ZL轉(zhuǎn)換成放大管所要求的最佳負(fù)載阻抗 Rp, 使管子送出的功率 P0能盡可能多的饋至負(fù)載。這就叫做達(dá)到了匹配狀態(tài),或簡(jiǎn)稱匹配。 下圖所示的匹配網(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。u L型匹配網(wǎng)絡(luò)L2型 L1型調(diào)節(jié) Q值使之匹配,并使 XL=XCRpRpL LC RL(小 )C RL(大 )(b) R L> Rp 匹配網(wǎng)絡(luò)(a) RL< Rp 匹配網(wǎng)絡(luò) 下圖是兩種 ?形網(wǎng)絡(luò)是其中的形式之一 (也可以用 T型網(wǎng)絡(luò) )。圖中 RL代表終端 (負(fù)載 )電阻, RP代表由 RL折合到左端的等效電阻,故接線用虛線表示。u ?形網(wǎng)絡(luò)若 即使 Q2遠(yuǎn)小于 1,即 Rs=RL也無(wú)法滿足匹配( Rp< Rs)。 下圖是兩種 ?形網(wǎng)絡(luò)是其中的形式之一 (也可以用 T型網(wǎng)絡(luò))。圖中 R2代表終端 (負(fù)載 )電阻, R1代表由 R2折合到左端的等效電阻,故接線用虛線表示。u T型網(wǎng)絡(luò)u 最常見的輸出回路是復(fù)合輸出回路,如圖所示。圖中,介于電子器件與天線回路之間的 L1C1回路就叫做中介回路; RACA分別代表天線的輻射電阻與等效電容; Ln、 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),以獲得最大的天線回路電流 iA, 亦即使天線輻射功率達(dá)到最大。復(fù)合輸出回路 (為了簡(jiǎn)化電路,省略了 直流電源及輔助元件 L?、 C?、 C?等 )這種電路是將天線 (負(fù)載 )回路通過互感或其他形式與集電極調(diào)諧回路相耦合。LnC1CARACnL1r1L2 可以看到:兩種輸出網(wǎng)絡(luò),從晶體管集電極向右方看去,都應(yīng)等效為一個(gè)并聯(lián)諧振回路,如圖所示。等效電路由耦合電路的理論可知,當(dāng)天線回路調(diào)諧到串聯(lián)諧振狀態(tài)時(shí),它反映到 L1C1中介回路的等效電阻為因而等效回路的諧振阻抗為C1L1r?r1ik 改變 M(晶體管電路由于元件小,實(shí)現(xiàn)可變 M是較困難的,這時(shí)里為了便于說明問題,因而仍采用了改變 M的講法 ),就可以在不影響回路調(diào)諧的情況下,調(diào)整中介回路的等效阻抗,以達(dá)到阻抗匹配的目的。 耦合越緊,即互感 M越大,則反映等效電阻越大,回路的等效阻抗也就下降越多。為了使器件的輸出功率絕大部分能送到負(fù)載 RA上就希望 反射電阻 r?回路損耗電阻 r1 衡量回路傳輸能力優(yōu)劣的標(biāo)準(zhǔn),通常以輸出至負(fù)載的有效功率與輸入到回路的總交流功率之比來(lái)代表。這比值叫做中介回路的傳輸效率 ?k, 簡(jiǎn)稱中介回路效率。 從回路傳輸效率高的觀點(diǎn)來(lái)看,應(yīng)使 QL盡可能地小。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。故有 :本 章 小 節(jié)1. 高頻諧振功率放大器電路可以工作在甲類、乙類或丙類狀態(tài)。 相比之下丙類諧振功放的失真度雖不及甲類和乙類大,但輸出功率大、效率高,節(jié)約能源, 所以是高頻功率放大器中經(jīng)常選用的一種電路形式。2. 丙類諧振功放效率高的原因在于導(dǎo)通角小,也就是晶體管導(dǎo)通時(shí)間短,集電極功耗減小。 但導(dǎo)通角 θ越小,將導(dǎo)致輸出功率越小。 所以選擇合適的 θ角,是丙類諧振功放在兼顧效率和輸出功率兩個(gè)指標(biāo)的一個(gè)重要考慮,綜合考慮 θ=70176。作為最佳導(dǎo)通角。3. 折線分析法是工程上常用的一種近似方法。 利用折線分析法可以對(duì)丙類諧振功放進(jìn)行性能分析,得出它的負(fù)載特性、放大特性和調(diào)整特性。4. 丙類諧振功放的輸入回路采用自給負(fù)偏方式,輸出回路有串饋和并饋兩種直流饋電方式。 為了實(shí)現(xiàn)和前后級(jí)電路的阻抗匹配,可以采用 LC元件,微帶線和傳輸線變壓器幾種不同形式的匹配網(wǎng)絡(luò),分別適用于不同頻的和不同工作狀態(tài)。5. 諧振功率放大器屬于窄帶功放。 寬帶高頻功放采用非調(diào)諧方式,工作在甲類狀態(tài),采用具有寬頻帶特性的傳輸線變壓器進(jìn)行阻抗匹配,并可利用功率合成技術(shù)增大輸出功率。
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