【正文】 L C R L CR ( 小 ) C ’ R L ( 大 ) ( a ) L I 型 R L ＞ R L C R 匹配網(wǎng)絡(luò) L L ’ C R L ( 小 ) C R L CR ( 大 ) ( b ) L II 型 R L ＜ R L C R 匹配網(wǎng)絡(luò) LLLC RCRQCCRQR??????222139。11? ?LLL C RRLQLLRQR??????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。 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 3. T形匹配網(wǎng)絡(luò) C 1 C 2 R L L 1 C 1 aL 1 bL 1 C 2 R L 1. 160MHz， 13W諧振功率放大電路 放大器的功率增益達(dá) 9dB，可向 50?負(fù)載供出 13W功率，電路如圖所示。 50 ?C117pL116 nH3 DA 1 0 7Lc2 8 0 n H Lb2 8 0 n HC245 pVCC+ 28 VCc0 .01L297 nHC316 pC410 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(fù)向偏置電壓， C C L1構(gòu)成 T型匹配網(wǎng)絡(luò)，調(diào)節(jié) C1和 C2， 使本級(jí)的輸入阻抗等于前級(jí)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(duì)于交流信號(hào) ，放大器的輸出端采用 L型匹配網(wǎng)絡(luò)，調(diào)節(jié) C C4可使 50?的負(fù)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(shí)例 放大器的功率增益為 7dB，可給 50?負(fù)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(luò)元件， L L C C4構(gòu)成 ?型匹配網(wǎng)絡(luò)。 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(lái)獲得所需要的發(fā)射信號(hào)頻率。 采用倍頻器的原因： (1)降低主振器的頻率，對(duì)頻率穩(wěn)定指標(biāo)是有利的。 (2) 為了提高發(fā)射信號(hào)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(dá)到幾十 MHz，為了獲得頻率更高的信號(hào)，主振后需要倍頻。 (3) 加大調(diào)頻發(fā)射機(jī)信號(hào)的頻移或相移，即加深調(diào)制度。 晶體管倍頻器 采用倍頻器的原因： (4) 倍頻器的輸入信號(hào)與輸出信號(hào)的頻率是不相同的，因而可削弱前后級(jí)寄生耦合，對(duì)發(fā)射機(jī)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(shí)現(xiàn)倍頻； 丙類放大器倍頻， 參量倍頻器。 載 頻振蕩器放大或倍頻器 調(diào)制器1 6 . 3 3 3 MH z1 6 . 3 3 3 MH z49 MH z 晶體管丙類倍頻電路與工作原理 某系統(tǒng)發(fā)射信號(hào)頻率為 49MHz，該頻率由 倍頻而來(lái)。 ，若將輸出負(fù)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(hào)的某次諧波頻率上 。 導(dǎo)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(lái)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(duì)應(yīng)在導(dǎo)通角 c =60 。 附近，三次諧波系數(shù)的最大值所對(duì)應(yīng)的導(dǎo)通角約為 40。 ，諧波次數(shù)更高時(shí)，導(dǎo)通角更小。 ?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?yàn)楸惙糯笃鞯募姌O電流 ic是一脈沖波形，電流含有輸入信號(hào)的基頻和高次諧頻。輸出回路調(diào)諧于某次諧波即可實(shí)現(xiàn)某次諧波的放大。 ?丙類倍頻器工作的工作狀態(tài) : 倍頻器應(yīng)該工作在欠壓、臨界還是過(guò)壓狀態(tài)呢？ 欠壓和臨界狀態(tài)。 負(fù)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(shí)，負(fù)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(huì)有不少困難。 +VCCLCnf吸收回路 負(fù)載回路中的吸收電路 (1) 提高回路的品質(zhì)因數(shù) Q0，設(shè)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(hào)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(fù)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(diǎn)及其與高頻小信號(hào)放大器和低頻功率放大的相同點(diǎn)和不同點(diǎn)。 1. 諧振功率放大器主要用來(lái)放大高頻大信號(hào)，其目的是為了獲得高功率和高效率輸出的有用信號(hào)。 2. 諧振功率放大器的特點(diǎn)是晶體管基極為負(fù)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(fù)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(hào)諧振放大器的異同之處 相同之處：放大的信號(hào)均為高頻信號(hào)， 放大器的負(fù)載均為諧振回路。 不同之處：激勵(lì)信號(hào)幅度大小不同； 放大器工作點(diǎn)不同； 晶體管動(dòng)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(duì)頻寬不同； 放大器的負(fù)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(jìn)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(guò)壓三種工作狀態(tài)。 二、掌握諧振功率放大器的分析方法 當(dāng)負(fù)載電阻 Rp變化時(shí)，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(fù)載特性。 三、掌握諧振功率放大器的負(fù)載特性、各極電壓對(duì)工作狀態(tài)的影響 欠壓 過(guò)壓0臨界I c 1I c0V CR p0? cP =P oP c欠壓 過(guò)壓臨界R p負(fù)載特性曲線 各極電壓的變化也會(huì)引起工作狀態(tài)的變化。其中臨界工作時(shí)輸出功率最大，效率也較高，欠壓、過(guò)壓工作狀態(tài)主要用于調(diào)幅電路。過(guò)壓工作狀態(tài)也用于中間級(jí)放大。 ( a)過(guò)壓狀態(tài)欠壓狀態(tài) V bmIC0OIc m 1( b)過(guò)壓狀態(tài)欠壓狀態(tài) V bmPoOP=Pci p0 0( a) ( b)欠壓狀態(tài)過(guò)壓狀態(tài) V CC 欠壓狀態(tài)過(guò)壓狀態(tài) V CCI c 0I c m 1P oP =P c四、掌握諧振功率放大器功率和效率的計(jì)算 ic=gc(vBE–VBZ) (1) vBE= –VBB+Vbmcos?t (2) vCE= VCC–Vcmcos?t (3) bmBZBBc VVV ???co sP ==V CC ? I c0 121 cmcmo 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(dǎo)通角和保證負(fù)載回路諧振 六、掌握饋電電路和復(fù)合輸出網(wǎng)絡(luò) 一個(gè)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(fù)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(shè)計(jì)主要就是饋電電路和阻抗匹配電路的設(shè)計(jì)。 七、 功放管在高頻工作時(shí)很多效應(yīng)都會(huì)表現(xiàn)出來(lái)，因此，理論分析與實(shí)際參數(shù)有一定誤差，分布電阻、電感和電容等效應(yīng)不可忽略，功放管的實(shí)際工作狀態(tài)要由實(shí)驗(yàn)來(lái)調(diào)整。 – + C + – + – i c L – + i L LC回路能量轉(zhuǎn)換過(guò)程 回路的這種濾波作用也可從能量的觀點(diǎn)來(lái)解釋。 回路是由 L、 C二個(gè)儲(chǔ)能元件組成。 當(dāng)晶體管由截止轉(zhuǎn)入導(dǎo)電時(shí)，由于回路中電感 L的電流不能突變，因此，輸出脈沖電流的大部分流過(guò)電容 C，即使 C充電。充電電壓的方向是下正上負(fù)。這時(shí)直流電源 VCC給出的能量?jī)?chǔ)存在電容 C之中。過(guò)了一段時(shí)間，當(dāng)電容兩端的電壓增大到一定程度 (接近電源電壓 )，晶體管截止，電容通過(guò)電感放電，下一周期到來(lái)重復(fù)以上過(guò)程。 由于這種周期性的能量補(bǔ)充，所以振蕩回路能維持振蕩。當(dāng)補(bǔ)充的能量與消耗的能量相等時(shí)，電路中就建立起動(dòng)態(tài)平衡，因而維持了等幅的正弦波振蕩。 LC回路的能量轉(zhuǎn)換過(guò)程