【正文】 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載 RA上就希望 反射電阻 r?回路損耗電阻 r1 2121122 p?????????????????MRMIIAkkAk???rrrrrrrop 功率電子器件送至回路的總 回路送至負載的功率 衡量回路傳輸能力優(yōu)劣的標準，通常以輸出至負載的有效功率與輸入到回路的總交流功率之比來代表。這比值叫做中介回路的傳輸效率 ?k，簡稱中介回路效率。 C 1L 1r?r 1i k 從回路傳輸效率高的觀點來看，應使 QL盡可能地小。但從要求回路濾波作用良好來考慮，則 QL值又應該足夠大。從兼顧這兩方面出發(fā)， QL值一般不應小于 10。在功率很大的放大器中， QL也有低到 10以下的。 0111111 RRr Lppk ?????????????rrrrr?故有 : rrrrrr???????????11111110111 LCLRLCLRLpp??值有負載時的回路抗有負載時的回路諧振阻值無負載時的回路抗無負載時的回路諧振阻M變化對工作狀態(tài)的影響 ???????? ???????A22111111pRMCL)(CLRrrr A22RM???r欠壓 過壓0臨界I c 1I c0V CR p0? cP =P oP c欠壓 過壓臨界R p負載特性曲線 反射電阻 A2)(39。RMr ?? )( n21 LLLKM ?? 初級回路 Q值 11o101rLQ ?? 次級回路 Q值 A2o02)(RLLQ n?? ?臨界耦合系數(shù) 0201c .1K ?因此中介回路效率可用耦合系數(shù)表示 : 2c1K1139。39。???????????kkrrr?在考慮天線回路后，中介回路的諧振電阻為 P39。R其對工作狀態(tài)的影響如圖 所示，其中 PA為天線功率。 kOA ??? PPPA在微欠壓時獲得最大輸出功率 復合輸出回路 P O P A 100% R39。 P 欠壓 臨 介 過壓 （ M 大） （ M 小） ? k cppp ???????????? p p p AAPA天線功率 Po—集電極 輸出功率 功率 P=電源供給功率 ?k 中介回路效率 ?c 集電極效率 總效率 例題： 1. 160MHz， 13W諧振功率放大電路 放大器的功率增益達 9dB，可向 50?負載供出 13W功率，電路如圖所示。 50 ?C 117pL 116 nH3 D A 1 0 7 L c2 8 0 n H L b2 8 0 n HC 245 pV CC+ 28 VC c0 . 0 1L 297 nHC 316 pC 410 p50 ?13W基極采用自給偏置電路 ， Ib0在 Lb的直流電阻上產(chǎn)生很小的負向偏置電壓， C C L1構(gòu)成 T型匹配網(wǎng)絡，調(diào)節(jié) C1和 C2， 使本級的輸入阻抗等于前級放大器所要求的 50?匹配電阻 ， 以傳輸最大的功率。 集電極采用并饋電路。 LC， 為高頻扼流圈 CC為高頻旁路電容。對于交流信號 ，放大器的輸出端采用 L型匹配網(wǎng)絡，調(diào)節(jié) C C4可使 50?的負載阻抗變換為功率放大管所要求的最佳匹配阻抗 Rp。 諧振功率放大器實例 放大器的功率增益為 7dB，可給 50?負載輸出 25W功率， 電路如圖所示。 50 ?C11 4 ~ 1 5 0 p L13 D A 1 0 0L2 LbC29 0 ~ 4 0 0 pVCC1 3 . 5 VCcL3C33 2 ~ 2 5 0 pC43 2 ~ 2 5 0 p50 ?25W本電路基極部分與上圖相同，集電極的饋電是串饋形式， L2不是高頻扼流圈，而是網(wǎng)絡元件， L L C C4構(gòu)成 ?型匹配網(wǎng)絡。 2. 50MHz， 25W調(diào)諧功率放大電路 在發(fā)射系統(tǒng)中常采用晶體管丙類倍頻器來獲得所需要的發(fā)射信號頻率。 采用倍頻器的原因： (1)降低主振器的頻率，對頻率穩(wěn)定指標是有利的。 (2) 為了提高發(fā)射信號頻率的穩(wěn)定程度，主振器常采用石英晶體振蕩器，但限于工藝，石英諧振器的頻率目前只能達到幾十 MHz，為了獲得頻率更高的信號，主振后需要倍頻。 (3) 加大調(diào)頻發(fā)射機信號的頻移或相移，即加深調(diào)制度。 (4) 倍頻器的輸入信號與輸出信號的頻率是不相同的，因而可削弱前后級寄生耦合，對發(fā)射機的穩(wěn)定工作是有利的。 (5)展寬通頻帶 倍頻器常有三種形式： 乘法器實現(xiàn)倍頻； 丙類放大器倍頻， 參量倍頻器，是利用晶體管的結(jié)電容隨電壓變化的非線性來實現(xiàn)倍頻。 晶體管倍頻器 載 頻振蕩器放大或倍頻器 調(diào)制器1 6 . 3 3 3 M H z1 6 . 3 3 3 M H z49 M H z丙類倍頻器 原理框圖 某系統(tǒng)發(fā)射信號頻率為 49MHz，該頻率由 倍頻而來。 ，若將輸出負載回路調(diào)諧在三次諧波頻率上即可得到 49MHz的發(fā)射頻率。其如圖所示。 C1vsRbRe C 2C LC3vo+VCC 晶體管丙類倍頻電路與工作原理 丙類倍頻器的基本電路如圖所示。 Rb_自偏電阻，也可用高頻扼流圈代之， C2是高頻旁路電容 ,L、 C是調(diào)諧回路，調(diào)諧在輸入信號的某次諧波頻率上。 ? n2. 01. 00 . 50. 40. 30. 20. 1020 ? 40 ? 60 ? 8 0 ?10 0 ?? c? 1? 01 8 0 ?120 ? 160 ?? 1? 0? 0? 1? 2? 3 1 40 ? 丙類倍頻器工作在丙類，因為丙類放大器的集電極電流 ic是一脈沖波形，電流含有輸入信號的基頻和高次諧頻。輸出回路調(diào)諧于某次諧波即可實現(xiàn)某次諧波的放大。 導通角的大小又該如何選取呢？這要根據(jù)倍頻器的倍頻次數(shù)來決定，由余弦脈沖分解系數(shù)可見，二次諧波系數(shù)的最大值對應在導通角 c =60 附近，三次諧波系數(shù)的最大值所對應的導通角約為 40 ，諧波次數(shù)更高時，導通角更小。 倍頻器應該工作在欠壓、臨界還是過壓狀態(tài)呢？ 一般工作在欠壓和臨界狀態(tài)。 ?丙類倍頻器工作的工作狀態(tài) : 負載回路的濾波作用 丙類放大管集電極電流 ic的基波分量的振幅最大，二階諧波次之，諧波次數(shù)愈高，其幅值也愈小。作為基波放大時，負載回路要濾除高次諧波分量還是比較容易的。但是，作為倍頻器，要濾除的是幅值較大的低次諧波分量，這會有不少困難。 +VCCLCnf吸收回路 負載回路中的吸收電路 (1) 提高回路的品質(zhì)因數(shù) Qo，設倍頻次數(shù)為 n，則輸出調(diào)諧回路的 Q約需 Qo＞ 10n? ，若 n=3，則 Qo＞ 95。 (2) 在輸出回路旁并接吸收回路 吸收回路可調(diào)諧在信號基頻上或其他特別要濾除的頻率上，如圖所示。 (3) 采用選擇性好的帶通濾波器作負載回路。 (4) 用推挽倍頻電路。 怎樣提高輸出回路的濾波作用呢？ 一、掌握諧振功率放大器的作用、特點及其與高頻小信號放大器和低頻功率放大的相同點和不同點。 1. 諧振功率放大器主要用來放大高頻大信號，其目的是為了獲得高功率和高效率輸出的有用信號。 2. 諧振功率放大器的特點是晶體管基極為負偏壓，即工作在丙類工作狀態(tài)，其集電極電流為余弦脈沖狀，由于負載為 LC回路，則輸出電壓為完整正弦波。 本 章 小 結(jié) 諧振功率放大器與小信號諧振放大器的異同之處 相同之處：放大的信號均為高頻信號， 放大器的負載均為諧振回路。 不同之處：激勵信號幅度大小不同； 放大器工作點不同； 晶體管動態(tài)范圍不同。 共同之處 : 都要求輸出功率大和效率高。 不同之處：工作頻率與相對頻寬不同； 放大器的負載不同； 放大器的工作狀態(tài)不同 ,分析方法不同 高頻功率放大器與低頻功率放大器的異同之處 丙類諧振功率放大器工作在非線性區(qū)，采用折線近似法進行分析，根據(jù)晶體管是否工作在飽和狀態(tài)而分為欠壓、臨界和過壓三種工作狀態(tài)。 二、掌握諧振 功率放大器的分析方法 當負載電阻 Rp變化時，其工作狀態(tài)發(fā)生變化，由此引起放大器輸出電壓、功率、效率的變化特性稱為負載特性。 三、掌握諧振 功率放大器的負載特性、各極電壓對工作狀態(tài)的影響 欠壓 過壓0臨界I c 1I c0V CR p0? cP =P oP c欠壓 過壓臨界R p負載特性曲線 各極電壓的變化也會引起工作狀態(tài)的變化。其中臨界工作時輸出功率最大，效率也較高，欠壓、過壓工作狀態(tài)主要用于調(diào)幅電路。過壓工作狀態(tài)也用于中間級放大。 ( a)過壓狀態(tài)欠壓狀態(tài) V bmIC0OIc m1( b)過壓狀態(tài)欠壓狀態(tài) V bmP oOP=Pci p0 0( a) ( b)欠壓狀態(tài)過壓狀態(tài) V CC 欠壓狀態(tài)過壓狀態(tài) V CCI c 0I c m1P oP =P c四、掌握諧振 功率放大器功率和效率的計算 ic=gc(vBE–VBZ) (1) vBE= –VBB+Vbmcos?t (2) vCE= VCC–Vcmcos?t (3) bmBZBBc VVV ???c o sP ==V CC ? I c0 121cmcmo IVP ?? )(21 1 coc gPP ??? ???CCcmVV??0c1cmc1 II)(g ??icmax= gcVbm(1–cos ?c) 2c1K1139。39。???????????kkrrr?kOA ??? PP cppp ??? ????????? p p p AA0111111 RRr Lppk ?????????????rrrrr?(4) (5) P = = P o + P c 五、提高效率的措施 為了提高效率，常采用減小管子導通角和保證負載回路諧振 六、掌握饋電電路和復合輸出網(wǎng)絡 一個完整的功率放大器由功放管、饋電電路和阻抗匹配電路等組成。阻抗匹配電路是保證功放管集電極調(diào)諧、負載阻抗和輸入阻抗符合要求的電路。在給定功放管后，放大器的設計主要就是饋電電路和阻抗匹配電路的設計。 七、 功放管在高頻工作時很多效應都會表現(xiàn)出來，因此，理論分析與實際參數(shù)有一定誤差，分布電阻、電感和電容等效應不可忽略，功放管的實際工作狀態(tài)要由實驗來調(diào)整。