【正文】 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。 為了實(shí)現(xiàn)和前后級(jí)電路的阻抗匹配，可以采用 LC元件，微帶線和傳輸線變壓器幾種不同形式的匹配網(wǎng)絡(luò)，分別適用于不同頻的和不同工作狀態(tài)。 利用折線分析法可以對(duì)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)整特性。 作為最佳導(dǎo)通角。 但導(dǎo)通角 θ越小，將導(dǎo)致輸出功率越小。 相比之下丙類諧振功放的失真度雖不及甲類和乙類大，但輸出功率大、效率高，節(jié)約能源， 所以是高頻功率放大器中經(jīng)常選用的一種電路形式。在功率很大的放大器中， QL也有低到 10以下的。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。這比值叫做中介回路的傳輸效率 hk，簡(jiǎn)稱中介回路效率。 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。 L n C 1 C A R A C n L 1 r 1 L 2 可以看到：兩種輸出網(wǎng)絡(luò)，從晶體管集電極向右方看去，都應(yīng)等效為一個(gè)并聯(lián)諧振回路，如圖所示。 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。圖中 R2代表終端 (負(fù)載 )電阻， R1代表由 R2折合到左端的等效電阻，故接線用虛線表示。圖中 R2代表終端 (負(fù)載 )電阻， R1代表由 R2折合到左端的等效電阻，故接線用虛線表示。 下圖所示的匹配網(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 p型網(wǎng)絡(luò)作匹配之用。 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。 2. 輸出匹配網(wǎng)絡(luò) 輸出匹配網(wǎng)絡(luò)常常是指設(shè)備中末級(jí)功放與天線或其他負(fù)載間的網(wǎng)絡(luò)，這種匹配網(wǎng)絡(luò)有 L型、 p型、 T型網(wǎng)絡(luò)及由它們組成的多級(jí)網(wǎng)絡(luò)，也有用雙調(diào)諧耦合回路的。中間級(jí)耦合回路 的效率一般為 hk=～ ，平均在 ?；芈沸式档秃?，其本 身的損耗加大。 二、輸出回路和級(jí)間耦合回路 對(duì)于中間級(jí)應(yīng)采取如下措施： 1) 使中間級(jí)放大器工作于過(guò)壓狀態(tài)，使它近似為一個(gè)恒 壓源。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。 1. 級(jí)間耦合網(wǎng)絡(luò) 多級(jí)功放中間級(jí)的一個(gè)很大問(wèn)題是后級(jí)放大器的輸入阻抗是變化的，是隨激勵(lì)電壓的大小及管子本身的工作狀態(tài)變化而變化的。 基極偏置電壓 VBB可以單獨(dú)由穩(wěn)壓電源供給，也可以由 集電極電源 VCC分壓供給。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。如圖 LC為高頻扼 流圈 ， C1為高頻旁路電容 ， C2為隔直流通高頻電容 ， LC、 C C2的選取原則與串饋電路基本相同 。 C LC為低通 濾波電路， A點(diǎn)為高頻地電位，既阻止電源 VCC中的高頻 成分影響放大器的工作，又避免高頻信號(hào)在 LC負(fù)載回路 以外不必要的損耗。 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。 一般長(zhǎng)度為 10mm的引線，其電感約為 10–3?H，在工作頻率為 300MHz時(shí)，感抗值約為 ?，若通過(guò) 1A高頻電流，則會(huì)在此感抗上產(chǎn)生約 。 Vces的增加，會(huì)使功率放大器的輸出功率、效率、功率增益均減少。 四、飽和壓降 Vces 大信號(hào)注入時(shí)，功率管的飽和壓降將增大，在高頻工作時(shí)，集電極體電阻也要提高，致使飽和壓降進(jìn)一步增加。 ~20 176。 上述分析表明， ic的導(dǎo)通角加大，將使功率管的效率大大降低； Ib1的加大將使激勵(lì)功率增加，這會(huì)使放大器的功率增益降低，這種現(xiàn)象將隨工作頻率升高而加劇。 ~20 176。 ) i b i c i e 2 ? t 0 在工作頻率很高， 渡越角在 ?t0=10?~20?時(shí)，功放管各電極電流的變化情況： (1) 發(fā)射極電流 ie 隨著工作頻率提高，存貯在基區(qū)中的載 流子由于輸入信號(hào) vb迅速向負(fù)極性變化而返回發(fā)射極， 因而 ie出現(xiàn)反向脈沖，管子的導(dǎo)通角加大，工作頻率越 高 ,ie反向脈沖的寬度就越大，幅值也越南高，導(dǎo)通角也 越擴(kuò)展。 高頻情況下功放管 各電極電流波形 ? t 0 ? c ? t 0 ( ? t 0 =10 176。而在大信號(hào)高頻工作時(shí)，必須考慮其非線性特性。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。 一方面應(yīng)該考慮晶體管基區(qū)少數(shù)載流子的渡越時(shí)間、晶體管的體電阻 (特別是 rbb?的影響 )。 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。 可以證明，放大器所要求的最佳負(fù)載是隨導(dǎo)通角 ?c改變而變化的。 3) 諧振功率放大器的功率和效率 直流功率： PDC=Ic0? VCC 交流輸出功率： m a xcc1CC1cmcmo )(V21IV21P i????????集電極效率： )(21ccDCoc gPP ??h ???4) 根據(jù) p2CCp2cmo R)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。 i c e b4 max v ce V CC e b 3 max e b 2 max e b 1 max 0 V C 4 V C3 V C2 V C1 t Q Vbm變化時(shí)電流、功率的變化 ( a) 過(guò)壓狀態(tài) 欠壓狀態(tài) V bm I C0 O I cm1 ( b) 過(guò)壓狀態(tài) 欠壓狀態(tài) V bm P o O P = P c i p 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 eb的變化。改變 VCC時(shí)，其工作狀態(tài)和電流、功率的變化如上圖所示。 欠 壓 過(guò) 壓 臨 界 i c1 i c 2 i c 3 i c 4 i c 5 i c e b e c V CC5 V CC3 V CC 1 V C 1 V C2 V C3 V C4 V C 5 欠壓 臨界 過(guò)壓 VCC變化時(shí)對(duì)工作狀態(tài)的影響 在欠壓區(qū)內(nèi)，輸出電流的 振幅基本上不隨 VCC變化 而變化，故輸出功率基本 不變；而在過(guò)壓區(qū)，輸出 電流的振幅將隨 VCC的減 小而下降，故輸出功率也 隨之下降。在臨界 狀態(tài)時(shí)輸出功率最大。 2. 欠壓、臨界、過(guò)壓工作狀態(tài)的調(diào)整