【正文】 赫。 傳輸線變壓器與普通變壓器在傳輸能量的方式上是不相同的 ， 傳輸線變壓器負(fù)載兩端的電壓不是次級感應(yīng)電壓 ， 而是傳輸線的終端電壓 。 兩根導(dǎo)線緊靠在一起，所以導(dǎo)線任意長度處的線間電容很大，且在整個線上均勻分布。其次，兩根等長導(dǎo)線同時繞在高 μ磁芯上，所以導(dǎo)線上均勻分布的電感量也很大，這種電路通常又叫分布參數(shù)電路。 us us us RL RL RL Rs Rs Rs (a) 結(jié)構(gòu)示意圖 (c) 普通變壓器的原理電路 (b) 原理電路圖 u1 u2 u1 u2 u1 u2 在傳輸線變壓器中，線間的分布電容不影響高頻能量的傳輸，電磁波以電磁能交換的形式在導(dǎo)線間介質(zhì)中傳播的。 (1) 1： 1傳輸線變壓器 3. 常用傳輸線變壓器分析 1： 1傳輸線變壓器，又叫倒相變壓器。當(dāng)傳輸線無損時，可以認(rèn)為u1=u2和 i1=i2。 us RL Rs u1 u2 i1 i2 如果傳輸線的特性阻抗： 傳輸線輸出端的等效阻抗為： 輸入端（ 3端）的等效阻抗為 ： 為了實(shí)現(xiàn)傳輸線變壓器與負(fù)載的匹配，要求： 為了實(shí)現(xiàn)信號源與傳輸線變壓器的匹配，要求： 1： 1傳輸線變壓器，最佳匹配狀態(tài)應(yīng)該滿足 ： 滿足最佳功率傳輸條件的傳輸線特性阻抗為： 1： 1傳輸線變壓器具有最大的功率輸出。但實(shí)際上，在各種放大電路中 RL正好等于信號源內(nèi)阻的情況是很少的。因此， 1： 1傳輸線變壓器很少用作阻抗匹配元件，而更多的是用來作為倒相器，或進(jìn)行不平衡 平衡以及平衡 不平衡轉(zhuǎn)換。 us Rs us us us Rs Rs RL RL RL RL Rs u1 u1 u2 u2 i2 i1 i1+ i2 (2) 1： 4和 4： 1傳輸線變壓器 3. 常用傳輸線變壓器分析 1： 4傳輸線變壓器是把負(fù)載阻抗降為 1/4倍以便和信號源相匹配。在負(fù)載匹配的條件下，有 u1=u2=u和， i1=i2=i 由于變壓器的 1端與 4端相連 ，輸入端 1端與 3端的電壓為 u，負(fù)載 RL上的電壓為 u1+u2=2u，輸入端 1的電流為 i1+i2=2i， 且 u1 u1 u2 u2 i2 2u i1 i1+ i2 + 2u i 傳輸線變壓器的輸入阻抗為 ： 傳輸線變壓器把負(fù)載 RL變換為 RL/4，實(shí)現(xiàn)了 1： 4的阻抗變換。 如果把輸入端和輸出端對調(diào)就成為 4： 1傳輸線變壓器。 4： 1傳輸線變壓器把負(fù)載阻抗升高 4倍和信號源匹配，由電壓電流關(guān)系不難證明該變壓器具有 4： 1的阻抗變換作用。 i 利用多個功率放大電路同時對輸入信號進(jìn)行放大 , 然后設(shè)法將各個功放的輸出信號相加 , 這樣得到的總輸出功率可以遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于單個功放電路的輸出功率 ， 這就是功率合成技術(shù) 。 利用功率合成技術(shù)可以獲得幾百瓦甚至上千瓦的高頻輸出功率 。 理想的功率合成器不但應(yīng)具有功率合成的功能 , 還必須在其輸入端使與其相接的前級各率放大器互相隔離 , 即當(dāng)其中某一個功率放大器損壞時 , 相鄰的其它功率放大器的工作狀態(tài)不受影響 , 僅僅是功率合成器輸出總功率減小一些 。 圖 。 由圖可見 , 采用 7個功率增益為 2, 最大輸出功率為 10 W的高頻功放 , 利用功率合成技術(shù) , 可以獲得 40W的功率輸出 。 其中采用了三個一分為二的功率分配器和三個二合一的功率合成器 。 功率分配器的作用在于將前級功放的輸出功率平分為若干份 , 然后分別提供給后級若干個功放電路 。 利用傳輸線變壓器可以組成各種類型的功率分配器和功率合成器 , 且具有頻帶寬 、 結(jié)構(gòu)簡單 、 插入損耗小等優(yōu)點(diǎn) , 然后可進(jìn)一步組成寬頻帶大功率高頻功放電路 。 4 在 VHF和 UHF頻段 , 已經(jīng)出現(xiàn)了一些集成高頻功率放大器件 。 這些功放器件體積小 , 可靠性高 , 外接元件少 , 輸出功率一般在幾瓦至十幾瓦之間 。 日本三菱公司的 M57704系列 、 美國Motorola公司的 MHW系列便是其中的代表產(chǎn)品 。 表 Motorola公司集成高頻功率放大器 MHW系列中部分型號的電特性參數(shù) 。 圖 的外形圖 。 MHW系列中有些型號是專為便攜式射頻應(yīng)用而設(shè)計(jì)的 , 可用于移動通信系統(tǒng)中的功率放大 , 也可用于工商業(yè)便攜式射頻儀器 。 使用前 , 需調(diào)整控制電壓 , 使輸出功率達(dá)到規(guī)定值 。在使用時 , 需在外電路中加入功率自動控制電路 , 使輸出功率保持恒定 , 同時也可保證集成電路安全工作 , 避免損壞 。 控制電壓與效率 、 工作頻率也有一定的關(guān)系 。 M57704 系列高頻功放是一種厚膜混合集成電路 , 同樣也包括多個型號 , 頻率范圍為 335 MHz～ 512 MHz(其中 M57704H為 450 MHz～ 470 MHz), 可用于頻率調(diào)制移動通信系統(tǒng) 。 它的電特性參數(shù)為：當(dāng) VCC=, Pin= W, Zo=ZL=50Ω時 , 輸出功率 Po=13 W, 功率增益 Gp=, 效率35%～ 40% 。 圖 M57704系列功放的等效電路圖 。 由圖可見 , 它包括三級放大電路 , 匹配網(wǎng)絡(luò)由微帶線和 LC元件混合組成 。 圖 TW42超短波電臺中發(fā)信機(jī)高頻功放部分電路圖 。 此電路采用了日本三菱公司的高頻集成功放電路 M57704H。 TW42電臺是采用頻率調(diào)制 , 工作頻率為 4577MHz～ 458 MHz, 發(fā)射功率為 5W。 由圖 , M57704H 功率放大后 , 一路經(jīng)微帶線匹配濾波后 , 再經(jīng)過V115送多節(jié) LC的 π型網(wǎng)絡(luò) , V11 V114檢波 , V10 V105直流放大后 , 送給 V103調(diào)整管 , 然后作為控制電壓從 M57704H的第 ② 腳輸入 , 調(diào)節(jié)第一級功放的集電極電源 , 可以穩(wěn)定整個集成功放的輸出功率 。 第二三級功放的集電極電源是固定的 138 V 。 小結(jié) 1. 高頻諧振功率放大電路可以工作在甲類 、 乙類或丙類狀態(tài) 。 相比之下 , 丙類諧振功放的輸出功率雖不及甲類和乙類大 , 但效率高 , 節(jié)約能源 , 所以是高頻功放中經(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 θ小 , 也就是晶體管導(dǎo)通時間短 , 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指標(biāo)時的一個重要考慮 。 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)制特性 。 若丙類諧振功放用來放大等幅信號 (如調(diào)頻信號 )時 , 應(yīng)該工作在臨界狀態(tài)； 若丙類諧振功放用來放大等幅信號 (如調(diào)頻信號 )時 , 應(yīng)該工作在臨界狀態(tài)； 若用來放大非等幅信號 (如調(diào)幅信號 )時 , 應(yīng)該工作在欠壓狀態(tài)； 若用來進(jìn)行基極調(diào)幅 , 應(yīng)該工作在欠壓狀態(tài)； 若用來進(jìn)行集電極調(diào)幅 , 應(yīng)該工作在過壓狀態(tài) 。 折線化的動態(tài)線在性能分析中起了非常重要的作用 。 4 丙類諧振功放的輸入回路常采用自給負(fù)偏壓方式 , 輸出回路有串饋和并饋兩種直流饋電方式 。 為了實(shí)現(xiàn)和前后級電路的阻抗匹配 , 可以采用 LC分立元件 、 微帶線或傳輸線變壓器幾種不同形式的匹配網(wǎng)絡(luò) , 分別適用于不同頻段和不同工作狀態(tài) 。 5 諧振功放屬于窄帶功放 。 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 。 6 M57704系列和MHW系列等 , 屬窄帶諧振功放 , 輸出功率不很大 , 效率也不太高 , 但功率增益較大 , 需外接元件不多 , 使用方便 , 可廣泛用于一些移動通信系統(tǒng)和便攜式儀器中 。