[工學(xué)]第3章高頻功率放大器電路gyx(參考版)
2025-01-17 15:55本頁面
【正文】 傳輸線變壓器不同于普通變壓器，它具有極寬的工作頻帶，主要用于平衡和不平衡電路的轉(zhuǎn)換、阻抗變換、功率合成與分配等。目前出現(xiàn)的一些集成高頻功放器件如 M57704系列和 MHW系列等，屬窄帶諧振功放，輸出功率不是很大，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(dòng)通信系統(tǒng)和便攜式儀器中。 L型濾波匹配網(wǎng)絡(luò)可以把低阻變高阻，也可以把高阻變低阻；π型和 T型網(wǎng)絡(luò)實(shí)質(zhì)上是 L型網(wǎng)絡(luò)的變形。 4. 為了實(shí)現(xiàn)和前后級(jí)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)?；鶚O偏置常采用自給偏壓電路。折線化的動(dòng)態(tài)線在性能分析中起了非常重要的作用。 由負(fù)載特性可知，放大器工作在臨界狀態(tài)，輸出功率最大，效率比較高，通常將相應(yīng)的值稱為諧振功率放大器的最佳負(fù)載阻抗，也稱匹配負(fù)載。當(dāng) Re、 VCC、VBB、 Uim四個(gè)參量中任意一個(gè)改變時(shí)，放大器的工作狀態(tài)也跟隨變化。 丙類諧振功放中功放管的導(dǎo)通角小于 90?，所以輸出電流為脈沖電流，但是由于利用了選頻網(wǎng)絡(luò)的濾波作用，可以得到正弦電壓輸出。根據(jù)導(dǎo)通角 θ的不同，高頻功率放大器可以分為甲類、乙類和丙類。 cL 2ZR ? 利用多個(gè)功率放大電路同時(shí)對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行放大，然后設(shè)法將各個(gè)功放的輸出信號(hào)相加，這樣得到的總輸出功率可以遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于單個(gè)功放電路的輸出功率，這就是功率合成技術(shù)。圖 (b)是實(shí)現(xiàn) 1:4阻抗變換器，終端匹配條件是 。當(dāng) Zc與負(fù)載電阻 RL相等時(shí)，則稱為傳輸線終端匹配。如果信號(hào)的波長與傳輸線的長度可以相比擬，兩根導(dǎo)線固有的分布電感和相互間的分布電容就構(gòu)成了傳輸線的分布參數(shù)等效電路。 56 集成射頻功率放大器及其應(yīng)用簡介 圖 M57704內(nèi)部電路圖 57 圖 M57704外形尺寸圖 58 圖 M57704H典型應(yīng)用電路 59 圖 MHW912的測試電路 60 寬帶高頻功率放大器 圖 1:1傳輸線變壓器， (a)圖是結(jié)構(gòu)示意圖， (b)圖和 (c)圖分別是傳輸線方式和變壓器方式的工作原理圖， (d)圖是用分布電感和分布電容表示的傳輸線分布參數(shù)等效電路。若輸入激勵(lì)電壓為角頻率為 ?的余弦波，且其幅值足夠大，足以使 ui正半周時(shí) T1管飽和導(dǎo)通， T2管截止， ui負(fù)半周時(shí) T2管飽和導(dǎo)通， T1管截止，設(shè) V1和 V2管的飽和壓降為 UCES，則當(dāng)V1管飽和導(dǎo)通時(shí)， A點(diǎn)對(duì)地電壓為 當(dāng) V2管飽和導(dǎo)通時(shí) 54 圖 丁類諧振功率放大器的原理電路及其波形 55 因此， uA是幅值為 因此， uA是幅值為 的矩形方波電壓。 50 (5) 輸入?yún)?shù)的計(jì)算 設(shè)硅晶體管導(dǎo)通電壓 則 51 諧振功率放大器的實(shí)際電路 圖 50MHz諧振功率放大器電路 52 圖 150MHz諧振功率放大器電路 53 丁類和戊類諧振功率放大器 圖 為丁類（ D類）諧振功率放大器的原理電路和相應(yīng)的波形。 (4) 計(jì)算 從集電極耗散功率看，晶體管工作是安全的。 解 ： (1) 工作于低頻區(qū)，可用折線法計(jì)算。ICM為晶體管允許的最大集電極電流， PCM為允許的最大集電極耗散功率，VCES 為飽和壓降。 T型匹配網(wǎng)絡(luò)的阻抗變換特點(diǎn)是低阻 → 高阻 → 低阻。 (a) ? 型網(wǎng)絡(luò) (b) 等效電路 圖 ? 型濾波匹配網(wǎng)絡(luò) 47 (a) T型網(wǎng)絡(luò) (b) 等效電路 圖 T型濾波匹配網(wǎng)絡(luò) T型網(wǎng)絡(luò)的形式如圖 (a)所示。它可以視作是兩節(jié) L型匹配網(wǎng)絡(luò)的級(jí)聯(lián)，如圖 (b)所示。相比來講，低通電路具有良好的高頻濾波作用，應(yīng)用較為廣泛。 44 (a) L型濾波匹配網(wǎng)絡(luò) (b) 等效電路 圖 L型濾波匹配網(wǎng)絡(luò) 將圖 (a)中 C和 RL并聯(lián)電路用串聯(lián)電路來等效，可得如圖 (b) 所示的等效電路。試設(shè)計(jì)一 L型網(wǎng)絡(luò)作為輸出濾波匹配網(wǎng)絡(luò)。由式（ ） ~（ ）串并聯(lián)電路阻抗變換關(guān)系可得 ? ?2eLL Q1RR ??????????? ?????2es2s2sQ11LXXRLLe RLQ ??（ ） 圖 (b)所示并聯(lián)回路在信號(hào)頻率上應(yīng)呈現(xiàn)諧振，有 0C1L ??? ?? ，其諧振電阻 Re等于 R?L。圖 (a)是低阻抗變高阻抗的 L型濾波匹配網(wǎng)絡(luò)。由式（ ） ~（ ）可見，并聯(lián)形式電阻 Rp大于串聯(lián)形式電阻 Rs；轉(zhuǎn)換前后電抗性質(zhì)不變，且電抗值相差很小。 下面僅討論濾波匹配網(wǎng)絡(luò)的阻抗變換特性。通常，濾波性能的好壞用濾波度 Φn表示，即 L 1 mL n mc 1 mc n mn IIII//??(2)濾波匹配網(wǎng)絡(luò)還應(yīng)有阻抗變換作用 （ ） (3)濾波匹配網(wǎng)絡(luò)應(yīng)能將功率管給出的信號(hào)功率 Po高效率傳送到外接負(fù)載 RL上（功率為 PL），即要求匹配網(wǎng)絡(luò)的效率（稱為回路效率 ηk=PL/Po）高。由于起到了濾波和匹配的雙重作用，又稱為濾波匹配網(wǎng)絡(luò)。 36 圖 “零 ” 偏置電
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