高頻諧振功率放大器(參考版)
2025-05-15 18:43本頁(yè)面
【正文】 。 主要參數(shù)關(guān)系的公式：（ 1）電流導(dǎo)通角： （ 2）集電極脈沖電流：（ 3）輸出功率： （ 4）直流電源提供功率： （ 5）集電極功耗： （ 6）集電極效率： 饋電線路為功率放大器提供直流偏置，具體分為基極饋電和集電極饋電，又各有串饋和并饋形式。 （ 4）集電極調(diào)制特性：僅集電極偏置電壓 UCC變化對(duì)功放工作狀態(tài)和性能的影響， UCC減小，工作狀態(tài)由欠壓經(jīng)臨界向過(guò)壓變化。 （ 3）基極調(diào)制特性：僅基極偏置電壓 UBB變化對(duì)功放工作狀態(tài)和性能的影響， UBB增大，工作狀態(tài)由欠壓經(jīng)臨界向過(guò)壓變化。 （ 2）放大特性：僅激勵(lì)電壓幅度 Uim變化對(duì)功放工作狀態(tài)和性能的影響， Uim增大，工作狀態(tài)由欠壓經(jīng)臨界向過(guò)壓變化。 （ 3）臨界狀態(tài)，動(dòng)特性線達(dá)到臨界飽和線，輸出電壓幅度大，輸出功率和效率高，集電極功耗小，是諧振功率放大器理想的工作狀態(tài)。 本章要點(diǎn)： 丙類諧振功放的三種工作狀態(tài)： （ 1）欠壓狀態(tài)，動(dòng)特性線在截止區(qū)和放大區(qū)，輸出電壓幅度小，輸出功率和效率低，集電極功耗大。為了提高效率，高頻諧振功放多工作在丙類狀態(tài)，而且一般采用選頻網(wǎng)絡(luò)作負(fù)載，完成阻抗匹配和濾波的功能，不同于純電阻負(fù)載的情況。在同相功率合成器中，由于偶次諧波在輸出端是相加的，因此輸出中有偶次諧波存在。 D端所接的、電阻是 T1 與 T6的假負(fù)載電阻。晶體管發(fā)射極接入的電阻以產(chǎn)生負(fù)反饋，提高輸入阻抗。 100?T2T3T4T5T6T1CDABD ABC50???22?22?200?200???100?100?25?25?400? 200?UCCVT1VT2 下圖是一個(gè)典型的同相功率合成器電路。如下圖所示：D ABCT2T3T4T5 T6T125???6?10?10?LL1?H1?H6?1500pF1500pFDBAC??1000pF8?F+24V輸出25?VT1VT2三、功率合成電路實(shí)例 右圖是一個(gè)反相功率合成器的典型電路，它是一個(gè)輸出功率為 75W 、帶寬為30~75MHz的放大電路的一部分。RA RB RC RD A DCBI I2I2I1I1I2I1US1US22U U U 若兩個(gè)輸出電壓為 經(jīng)過(guò)類似分析可以得到：稱為 同相合成 。二、功率合成與分配單元 如下圖所示，將 A、 B兩端點(diǎn)分別接入兩個(gè)功率放大器的輸出端，若兩個(gè)輸出電壓為： 兩電壓大小相等、極性相反?；旌暇W(wǎng)絡(luò)有 A、 B、 C、D四個(gè)端點(diǎn)，為了滿足網(wǎng)絡(luò)匹配的條件，取 RA = RB = ZC = R， RC = ZC / 2 =R / 2， RD = 2ZC = 2R，其中 ZC是傳輸線變壓器的特性阻抗。 下圖是一個(gè)輸出功率為 35W 的功率合成器的組成框圖，三角形代表功率放大器，菱形代表功率分配或合成網(wǎng)絡(luò)。未采用調(diào)諧回路，放大器應(yīng)工作于甲類狀態(tài)。圖中 TT T3都是寬帶傳輸線變壓器， T1與 T2串接是為了實(shí)現(xiàn)阻抗變換，將 VT1的低輸入阻抗變換為 VT2所需要的高負(fù)載阻抗。若將上述電路的輸入端、輸出端互換（即信號(hào)源與負(fù)載互換），相應(yīng)變?yōu)?4： 9： 1…… 的傳輸線變壓器，工作原理是相同的。 不平衡 平衡變換器 1 2 3 4 Us Rs RL/2 RL/2 平衡 不平衡變換器U1 U2/2 U2/2 U2 信號(hào)源一端接地，稱為 “不平衡 ”，轉(zhuǎn)換后的負(fù)載上兩電壓大小相等、方向相反，稱為平衡輸出。但實(shí)際上，在各種放大電路中RL正好等于信號(hào)源內(nèi)阻的情況是很少的。 當(dāng)傳輸線無(wú)損時(shí)，可以認(rèn)為u1=u2和 i1=i2。 1 2 3 4 l ZiZCI1 I1 I2 I2 普通連接線 示意圖Us U1 Rs RL U2 1 2 3 4 U1 I1 I1 I2 I2 傳輸線等效圖 RL U2 Us Rs 理想、無(wú)耗的情況下： 1 2 3 4 u1 高頻倒相器us Rs RL u2 uL 三、傳輸線變壓器的應(yīng)用 高頻倒相器 端點(diǎn) 3相連并接地， 3端加高頻電壓 u1，負(fù)載上得到的電壓uL與 u1反相。 兩根導(dǎo)線緊靠在一起，所以導(dǎo)線任意長(zhǎng)度處的線間電容很大，且在整個(gè)線上均勻分布。 高頻工作時(shí) ，由于分布電感和線間分布電容的影響，能量是通過(guò)分布電容中的電場(chǎng)能量和分布電感中的磁場(chǎng)能量不斷相互轉(zhuǎn)換而傳送到負(fù)載的。 最高工作頻率可擴(kuò)展到 幾百兆赫甚至上千兆赫 。（ b）電路圖 傳輸線主要是指用來(lái)傳輸高頻信號(hào)的雙導(dǎo)線、同軸線，將 兩根等長(zhǎng)的傳輸線繞制在高磁導(dǎo)率、低損耗的磁環(huán)上就構(gòu)成傳輸線變壓器。采用高頻鐵氧體磁心216。 一、低頻變壓器的特性 為使變壓器工作于高頻并展寬頻帶需采取的措施：216。因此 諧波的抑制 成了一個(gè)重要的問(wèn)題。 常用的寬帶匹配網(wǎng)絡(luò)是 傳輸線變壓器 。 由于寬帶放大器沒(méi)有選頻作用，一般只工作于非線性失真較小的甲類或甲乙類，所以寬帶放大器的效率一般不高（ 20% 左右）。電流開關(guān)型功率放大器的工作波形 當(dāng) LC回路諧振時(shí)，在它兩端所產(chǎn)生的正弦波電壓與集電極方波電流中的基波電流分量同相。電流開關(guān)型電路 由圖知，該電路與推挽電路非常相似，但有兩點(diǎn)不同之處：一個(gè)是集電極回路中點(diǎn)不是地電位（推挽電路此點(diǎn)則在交流地電位）；另一個(gè)是在 電感的電流不能突變 的原理，使 提供一個(gè)恒定的電電路中串接了大 電感 。實(shí)際工作中，三極管在飽和、截止之間的轉(zhuǎn)換需要一定的時(shí)間， uA不是理想方波，而是存在著上升沿和下降沿，轉(zhuǎn)換期間存在一
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