【正文】 Vol2: 1041－ 1044. 15. Kao YaoHuang, Chien. c. c Frequency control in a low voltage. wide tuning VCO design at GHz[J]. Microwave Journal, 2021。 Vo147 No 8: 1535 一 1543. 13. Aleksander Dec,Ken Suyama. Microwave MEMS Based Voltage Controlled Oscillators[J].IEEE Trans on MTT, 2021。 28 致謝 在本文的寫(xiě)作過(guò)程中，賈老師給予了指導(dǎo)，在此表示感謝！并感謝實(shí)驗(yàn)室和小玲老師在實(shí)驗(yàn)器材方面提供的方便，感謝她對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的指導(dǎo)。 ● 雜音電平 調(diào)頻發(fā)射機(jī)的寄生調(diào)幅應(yīng)小于載波電平的５％－１０％，雜音電平應(yīng)小于－６５ dＢ。CP 之比稱(chēng)為發(fā)射機(jī)的總效率 A? ，即 39。廣播通信常用波段的劃分如表２所示，對(duì)于調(diào)頻發(fā)射機(jī)，工作頻率一般在超短波范圍內(nèi)。波長(zhǎng) ? 與頻率 f 的關(guān)系為 /cf?? 式中， c 為電磁波傳播速度， 83*10 /c m s? ，若接受機(jī)的靈敏度 2AVV?? ，則通信距離 s 與發(fā)射功率 AP 的關(guān)系為 ? ? ? ? 7 * AmWsP? 表１列出了小功率發(fā)射機(jī)的功率 AP 與通信距離 s 的關(guān)系。 技術(shù)指標(biāo) ● 發(fā)射功率 AP 一般是只發(fā)射機(jī)輸送到天線(xiàn)上的功率。） 高頻功放工作在過(guò)壓狀態(tài)時(shí)，適合放大等幅信號(hào)。結(jié)果導(dǎo)致集電極電流頂部出現(xiàn)凹陷的余弦脈沖，但是集電極輸出交變電壓 3cmU 卻是最大的。通常把電流 Ci 沿飽和線(xiàn)下降的那段線(xiàn)稱(chēng)為臨界線(xiàn)。當(dāng)放大器工作在過(guò)壓狀態(tài)時(shí)， PR 很大， 3cmU 也很大，在 minCE CEuu? 時(shí)的負(fù)載線(xiàn)與特性曲線(xiàn)交于 3A ，此時(shí)動(dòng)態(tài)線(xiàn)的上端進(jìn)入飽和區(qū)。 （ 3）過(guò)壓狀態(tài) 在圖（ 7）所示動(dòng)態(tài)線(xiàn) 3AQ線(xiàn)下所畫(huà)得集電極電流波形出現(xiàn)凹陷狀態(tài)。在此狀態(tài)下的脈沖高度比欠壓狀態(tài)的略小，這時(shí)的集電極交變電壓 2cmU 的幅度也是比較大的，我們把這種狀態(tài)成為臨界狀態(tài)。 （ 2）臨界狀態(tài) 在如圖（ 7）所示動(dòng)態(tài)線(xiàn) 1AQ 下所畫(huà)得的集電極電流波形仍是余弦脈沖波形。 圖 7 三種工作狀態(tài) （ 1）欠壓狀態(tài) 在圖（ 7）所示動(dòng)態(tài)線(xiàn) 1AQ 下所畫(huà)得的集電極電流是余弦脈沖，余弦脈沖高 25 度是比較大的，集電極交變電壓 1cmU 幅度是比較小的，我們把這種工作狀態(tài)稱(chēng)為欠壓狀態(tài)。 功率放大器可以按照晶體管在信號(hào)激勵(lì)的下一周期內(nèi)是否進(jìn)入晶體管特性曲線(xiàn)的飽和區(qū)來(lái)劃分諧振功率放大器的工作狀態(tài)。bbr為晶體管基極體電阻，39。分析表明，這種耦合方式的輸入阻抗 iZ 為 39。 集電極諧振回路為部分接入，諧振頻率 1o LC? ? 或 12of LC?? （ ） 24 由變壓器原理可得 311232 CLCmL OLLPRNNVQNNR??????? ??? （ ） 式中， 1N 為集電極接入初級(jí)的匝數(shù)； 2N 為初級(jí)線(xiàn)圈總匝數(shù)； LQ 為初級(jí)回路有載品 質(zhì)因數(shù)，一般取值為 2~10。有圖可得 : cos jBBmVVV? ?? （ ） 式中， jV 為晶體管導(dǎo)通電壓（硅管約為 ，鍺管約為 ）； bm V 為輸出電壓（或激勵(lì)電壓）的振幅； bV 為基極直流偏壓。C D CP P P?? （ ） 集電極的效率 1 1 1 110 0 0( ) ( )1 1 1* * * * * *2 2 ( ) 2 ( )C c m c m c mD C C c C CP V I VP V I V ? ? ? ??? ? ? ? ?? ? ? ? （ ） 式中， 1cm CCVV? ? 稱(chēng)為電壓利用系數(shù)。電流脈沖 ci 經(jīng)傅立葉級(jí)數(shù)分解，可得峰值 cmI 與分解系數(shù) ()n??的關(guān)系式 1100/ ( )* ( )cm c mc cmIIII ??????? ?? （ ） 分解系數(shù) ()n?? 與 ? 的關(guān)系如圖 5 所示。 22 集電極基波電壓的振幅 11c m c m pV I R? （ ） 式中， 1CMI 為集電極基波電流的振幅； PR 為集電極負(fù)載阻抗。當(dāng)放大器的輸入信號(hào) iV 為正弦波時(shí)，集電極的輸出電流 ci 為余弦脈沖波。晶體管 T1 與選頻網(wǎng)絡(luò) L1， C1 組成丙類(lèi)功率放大器。丙類(lèi)放大器通常作為發(fā)射機(jī)的末級(jí)，以獲得較大的輸出功率和較高的效率。電流導(dǎo)通角 ? 越小，放大器的效率越高。 利用選頻網(wǎng)絡(luò)作為負(fù)載回路的功率放大器稱(chēng)為諧振功率放大器。按其工作頻帶的寬窄劃分為窄帶高頻功率放大器和寬帶高頻功率放大器兩種，窄帶高頻功率放大器通常以具有選頻 21 濾波作用的選頻電路作為輸出回路，故又稱(chēng)為調(diào)諧功率放大器或諧振功率放大器；寬帶高頻功率放大器的輸出電路則是傳輸線(xiàn)變壓器或其他寬帶匹配電路，因此又稱(chēng)為非調(diào)諧功率放大器。設(shè)多級(jí)放大器各回路的帶寬及 Q 值相同，即?相同，則有 n 各回路的多級(jí)放大器的歸一化頻率特性為 2 / 2(1 )nn????? （ ） 多級(jí)單諧調(diào)放大器的 帶寬和矩形系數(shù) 級(jí)數(shù) n 1 2 3 4 5 1/BB? 高頻功率放大器 高頻功率放大器用于發(fā)射機(jī)的末級(jí)，作用是將高頻已調(diào)波信號(hào)進(jìn)行功率放大， 以滿(mǎn)足發(fā)送功率的要求，然后經(jīng)過(guò)天線(xiàn)將其輻射到空間，保證在一定區(qū)域內(nèi)的接收機(jī)可以接收到滿(mǎn)意的信號(hào)電平，并且不干擾相鄰信道的通信。多級(jí)單調(diào)諧放大器的諧振頻率相同，均為信號(hào)的中心頻率。 諧振時(shí) L 和 C 的并聯(lián)回路呈電阻特性，其阻值等于 0R ，并聯(lián)諧振電抗為無(wú)限大，則 jC? 與 1/（ jL? ）的影響可以忽略。通常小信號(hào)調(diào)諧放大器的下一級(jí)仍為晶體管調(diào)諧放大器，則 Lg 將是下一級(jí)晶體管的輸入導(dǎo)納。 P2 為輸出變壓器 T 的次級(jí)線(xiàn)圈與初級(jí)線(xiàn)圈的匝數(shù)比，即 13452 / NNP ? （ ） 式中， N45 為變壓器 T2 次級(jí)線(xiàn)圈的總匝數(shù)。 表 1 單調(diào)諧放大器電路原理圖中各元件列表 序號(hào) 元件及名稱(chēng) 作用 1 變壓器 T 耦合元件，初級(jí)線(xiàn)圈 與電容器 C 組成晶體管集電極諧振負(fù)載 2 晶體管 V 放大元件 3 電阻 Rb Rb2 上 /下偏流電阻，固定晶體管基極靜態(tài)電位 4 電阻 Re 發(fā)射極直流負(fù)反饋電阻，穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn) 5 電阻 RT 諧振回路阻尼電阻，調(diào)節(jié)諧振回路品質(zhì)因素，實(shí)現(xiàn)阻抗匹配 6 電容器 C 與 CT、 T2 初級(jí)線(xiàn)圈組成晶體管集電極諧振負(fù)載，起選頻作用 7 電容器 CT 諧振回路諧振頻率調(diào)節(jié)電容 8 電容器 C1 電源濾波電容 9 電容器 Cb 基極信號(hào)源耦合電容 10 電容器 Ce 發(fā)射極旁路電容 11 Vcc 直流電源 放大器在 高頻情況下的等效電路如圖 2 所示 。晶體管的靜態(tài)工作點(diǎn)由電阻 Rb1， Rb2 及 Re 決定。它不僅要放大高頻信號(hào)，而且還要有一定的選頻作用，因此晶體管的集電極負(fù)載為 LC 并聯(lián)諧振回路。此外，在放大微弱信號(hào)的接收機(jī)前級(jí)放大器中，還要求 放大器內(nèi)部噪聲要小，因?yàn)榉糯笃鞅旧淼脑肼曉降?，接收微弱信?hào)的能力就越強(qiáng)。 （ 3）工作穩(wěn)定可靠。 （ 2）頻率選擇性要好。本設(shè)計(jì)中需要放大多個(gè)高頻信號(hào)，且信號(hào)中心頻率可以改變，所以需要 用的是寬帶放大器，帶寬在 180KHz 左右。這里所說(shuō)的“小信號(hào)”，主要是強(qiáng)調(diào)輸入信號(hào)電平較低，放大器工作在它的線(xiàn)性范圍。 高頻功率放大器的電路分為兩部分，第一部分為高頻小信號(hào)放大器，作為激勵(lì)級(jí)，使輸入信號(hào)能放大到可以驅(qū)動(dòng)功率放大器工作在丙類(lèi)放大的程度；第二部分為功率放大器，將輸入的小信號(hào)放大后輸出。下一步討論高頻功率放大器。但是本題要求 50%A? ? ，故選用丙類(lèi)功率放大器較好。 ● 末級(jí)功放 將前級(jí)送來(lái)的信號(hào)進(jìn)行功率放大，使負(fù)載（天線(xiàn)）上獲得滿(mǎn)足要求的發(fā)射功率。 ● 功率激勵(lì)級(jí) 為末級(jí)功放提供激勵(lì)功率。39。對(duì)于下圖所示電路，若取6 , 4C EQ C QV V I m A??，則 12 / 1 .5E E E Q CQR R V I K? ? ? ? 取 121 , 1EER K R K? ? ? ?電位器。 1mLgR?? ，所以下圖所示射極輸出器具有輸入阻抗高、輸出阻抗低、電壓放大倍數(shù)近似等于 1 的特點(diǎn)。39。//i B LR R R?? （ ） 輸出電阻