【正文】 —— 高頻電子線路 81 低頻端采用變壓器的工作模式，高頻端采用傳輸線模式，利用分布電容傳輸高頻信號(hào)。 丁類(lèi)（ D類(lèi)）高頻功率放大器 —— 高頻電子線路 78 167。 丁類(lèi)（ D類(lèi)）高頻功率放大器 —— 高頻電子線路 76 ? 則輸出功率： ? Po=(V1I1)/2=(2/π2R)(Vcc2Vces )2 ? 直流供電功率： ? Pdc=VccIco=(2Vcc /π2R)(Vcc2Vces) ? ? 集電極效率： ? ηc=Po/Pdc=1(2Vces/Vcc) ? 當(dāng) Vces很小時(shí)， ηc接近 100% 注意： 選用開(kāi)關(guān)時(shí)間短的器件，以提高 ηc。 丁類(lèi)（ D類(lèi)）高頻功率放大器 —— 高頻電子線路 74 ? VT1和 VT2輪流導(dǎo)通、截止。 ? ∴ 丁 (D)類(lèi)，戊 (E)類(lèi)采用固定 φ=90 o(Icm固定 )，而盡量減小Pc的方法，提高 η, 即：管子工作于開(kāi)關(guān)狀態(tài) ? 導(dǎo)通時(shí)進(jìn)入飽和區(qū)： vc=Vces, ic=ices ? 截止時(shí)進(jìn)入截止區(qū)： vc=Vces, ic=0 ? 使 Pc=VcIc大大減小 ,使 η↑↑, 理想時(shí) η 接近 100%。 高頻功率放大器的電路組成 —— 高頻電子線路 70 167。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。 高頻功率放大器的電路組成 —— 高頻電子線路 68 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 2121122)()()( MRMIIAkkk??????????????rrrrrrr功率電子器件送至回路的總回路送至負(fù)載的功率 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。 C1L1r?r1ik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 A22RM???r因而等效回路的諧振阻抗為 ???????? ???????A22111111pRMCL)(CLRrrr167。 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。 高頻功率放大器的電路組成 —— 高頻電子線路 64 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) )。 R pR pL LC RL( 小 )C RL( 大 )( b) RL＞ Rp匹配網(wǎng)絡(luò)( a) RL＜ Rp匹配網(wǎng)絡(luò)167。 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。也就是說(shuō)，中 間級(jí)的輸出功率應(yīng)為后一級(jí)所需激勵(lì)功率的 310倍。 2) 降低級(jí)間耦合回路的效率。此時(shí)，若前級(jí)原來(lái)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。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。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， 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。 C LC的選取原則為 1/ ?LC ＜ 回路阻抗 ?1/10 ?LC＞ 1/ ? c ?10 (2) 并饋電路 指直流電源 VCC、 負(fù)載回路 (匹配網(wǎng)絡(luò) )、功 率管三者為并聯(lián)連接的一種饋電電路。 高頻功率放大器的電路組成 一、直流饋電電路 二、輸出回路和級(jí)間耦合回路 集電極饋電電路 基極饋電電路 級(jí)間耦合網(wǎng)絡(luò) 輸出匹配網(wǎng)絡(luò) —— 高頻電子線路 55 1. 集電極饋電電路 根據(jù)直流電源連接方式的不同，集電極饋電電路又分為串聯(lián)饋電和并聯(lián)饋電兩種。 —— 高頻電子線路 53 五、引線電感的影響 在更高頻率工作時(shí)，要考慮管子各電極引線電感的影響，其中以發(fā)射極的引線電感影響最嚴(yán)重，因?yàn)樗苁馆敵鲚斎腚娐分g產(chǎn)生寄生耦合。 高頻情況下功放管 各電極電流波形 ? t 0 ? c ? ? 0 ( ? ? 0 = 10 ? ~ 20 ? ) i B i C i E 2 ? ? 0 —— 高頻電子線路 52 三、晶體管基極體電阻 rbb?的影響 當(dāng)頻率增高時(shí)，已經(jīng)證明基極電流的基波振值 Ib1是迅速增加的，這表明 b?–e間呈現(xiàn)的交流阻抗顯著減小，因此 rbb?的影響便相對(duì)增加，要求的激勵(lì)功率將更大，這會(huì)使功率增益進(jìn)一步減小。 ? t0?c? ?0( ? ?0= 10 ? ~ 20 ? )ibicie2 ? ?0高頻情況下功放管 各電極電流波形 167。上述的這些影響都會(huì)使放大器的功率增益、最大輸出功率及效率的急驟下降。 晶體管功率放大器的高頻效應(yīng) 一、概述 用折線法分析高頻功率放大器時(shí)要引入相當(dāng)?shù)恼`差，低頻時(shí)誤差還是允許的。要提高放大器的效率，就要求放大器具有大的最佳負(fù)載電阻值。 諧振功率放大器的折線近似分析法 —— 高頻電子線路 47 4) 根據(jù) p2CCp2cmoR)V(21RV21P ???可求得最佳負(fù)載電阻： o2CCp P2)V(R ??在臨界工作時(shí)， ?接近于 1，作為工作估算，可設(shè)定 ?=1。 諧振功率放大器的折線近似分析法 —— 高頻電子線路 45 六、諧振功率放大器的計(jì)算 諧振功率放大器的主要指標(biāo)是功率和效率。因?yàn)闊o(wú)論是 Vbm還是 VBB的變化，其結(jié)果都是引起 vB的變化。 諧振功率放大器的折線近似分析法 —— 高頻電子線路 42 在過(guò)壓區(qū)中輸出電壓隨 VCC改變而變化的特性為集電極調(diào)幅的實(shí)現(xiàn)提供依據(jù)；因?yàn)樵诩姌O調(diào)幅電路中是依靠改變 VCC來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)幅過(guò)程的。 (2) 改變 VCC，但 Rp、 Vb、 VBB不變當(dāng)集電極供電電壓 VCC由小至 大變化時(shí)，放大器的工作狀態(tài)由 過(guò)壓 經(jīng)臨界轉(zhuǎn)入 欠壓 。 轉(zhuǎn)移 特性 i c V BZ o 理想化 i c m a x i c ? t o + ?c – ? c o + ? c – ? c v B m a x V b mm v B v b – V BB ?t 167。 欠壓 過(guò)壓 0 臨界 I c m1 I c m 0 V C R p 0 ? c P = P o P c 欠壓 過(guò)壓 臨界 R p 負(fù)載特性曲線 167。 諧振功率放大器的折線近似分析法 —— 高頻電子線路 37 過(guò)壓狀態(tài)的優(yōu)點(diǎn)是，當(dāng)負(fù)載阻抗變化時(shí)，輸出電壓比較平 穩(wěn)且幅值較大，在弱過(guò)壓時(shí)，效率可達(dá)最高，但輸出功率 有所下降，發(fā)射機(jī)的中間級(jí)、集電極調(diào)幅級(jí)常采用這種狀 態(tài)。 電壓、電流隨負(fù)載變化波形 ic ic 3 2 1 Im 0 180 ? ＜ 90 ? 半導(dǎo)通角 ? t B A C D 3 2 1 負(fù)載增大 vB= vB m a x VCC Q vC m i n Vcm 1. 欠壓狀態(tài) 2. 臨界狀態(tài) 3. 過(guò)壓狀態(tài) Rp Vcm Vcm 167。 i c i c 3 2 1 I m 0 180 ? ＜ 90 ? 半導(dǎo)通角 ? t B A C D 3 2 1 負(fù)載增大 v B = v B m a x V CC Q v C m i n Vcm 1. 欠壓狀態(tài) 2. 臨界狀態(tài) 3. 過(guò)壓狀態(tài) R p V cm V cm 167。 諧振功率放大器的折線近似分析法 —— 高頻電子線路 34 1) vc、 ic隨負(fù)載變化的波形 vc、 ic隨負(fù)載變化的波形如圖所示，放大器的輸入電壓是一定的，其最大值為 Vbemax，在負(fù)載電阻 RP由小至大變化時(shí)，負(fù)載線的斜率由大變小，如圖中 1?2?3。 用類(lèi)似的方法，可得出在 iC–vB坐標(biāo)平面的動(dòng)態(tài)特性曲線。此時(shí)，放大器的電流、輸出電壓、功率、效率等隨 Rp而變化的特性，就叫做 放大器的負(fù)載特性。 167。這樣看來(lái)， 取 ?c=120?應(yīng)該是最佳通 角了。 ic m a x? to2 ?c尖頂余弦脈沖 晶體管的內(nèi)部特性為： 它的外部電路關(guān)系式 當(dāng) ?t=0時(shí) ， ic= ic max ic=gc(vB–VBZ) vB= –VBB+Vbmcos?t vC= VCC–Vcmcos?t 因此， ic max= gcVbm(1–cos ?c) 167。 諧振功率放大器的折線近似分析法 —— 高頻電子線路 25 C B D UBE=UBB+Uim UBE=UBB uCE 0 ic Uc1m A