【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 。 為了實現(xiàn)和前后級電路的阻抗匹配 , 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) 。 折線化的動態(tài)線在性能分析中起了非常重要的作用 。 利用折線分析法可以對丙類諧振功放進行性能分析 , 得出它的負載特性 、 放大特性和調(diào)制特性 。 所以選擇合適的 θ角 , 是丙類諧振功放在兼顧效率和輸出功率兩個指標(biāo)時的一個重要考慮 。 2. 丙類諧振功放效率高的原因在于導(dǎo)通角 θ小 , 也就是晶體管導(dǎo)通時間短 , 集電極功耗減小 。 小結(jié) 1. 高頻諧振功率放大電路可以工作在甲類 、 乙類或丙類狀態(tài) 。 由圖 , M57704H 功率放大后 , 一路經(jīng)微帶線匹配濾波后 , 再經(jīng)過V115送多節(jié) LC的 π型網(wǎng)絡(luò) , V11 V114檢波 , V10 V105直流放大后 , 送給 V103調(diào)整管 , 然后作為控制電壓從 M57704H的第 ② 腳輸入 , 調(diào)節(jié)第一級功放的集電極電源 , 可以穩(wěn)定整個集成功放的輸出功率 。 此電路采用了日本三菱公司的高頻集成功放電路 M57704H。 由圖可見 , 它包括三級放大電路 , 匹配網(wǎng)絡(luò)由微帶線和 LC元件混合組成 。 它的電特性參數(shù)為：當(dāng) VCC=, Pin= W, Zo=ZL=50Ω時 , 輸出功率 Po=13 W, 功率增益 Gp=, 效率35%～ 40% 。 控制電壓與效率 、 工作頻率也有一定的關(guān)系 。 使用前 , 需調(diào)整控制電壓 , 使輸出功率達到規(guī)定值 。 圖 的外形圖 。 日本三菱公司的 M57704系列 、 美國Motorola公司的 MHW系列便是其中的代表產(chǎn)品 。 4 在 VHF和 UHF頻段 , 已經(jīng)出現(xiàn)了一些集成高頻功率放大器件 。 功率分配器的作用在于將前級功放的輸出功率平分為若干份 , 然后分別提供給后級若干個功放電路 。 由圖可見 , 采用 7個功率增益為 2, 最大輸出功率為 10 W的高頻功放 , 利用功率合成技術(shù) , 可以獲得 40W的功率輸出 。 理想的功率合成器不但應(yīng)具有功率合成的功能 , 還必須在其輸入端使與其相接的前級各率放大器互相隔離 , 即當(dāng)其中某一個功率放大器損壞時 , 相鄰的其它功率放大器的工作狀態(tài)不受影響 , 僅僅是功率合成器輸出總功率減小一些 。 i 利用多個功率放大電路同時對輸入信號進行放大 , 然后設(shè)法將各個功放的輸出信號相加 , 這樣得到的總輸出功率可以遠遠大于單個功放電路的輸出功率 ， 這就是功率合成技術(shù) 。 如果把輸入端和輸出端對調(diào)就成為 4： 1傳輸線變壓器。 us Rs us us us Rs Rs RL RL RL RL Rs u1 u1 u2 u2 i2 i1 i1+ i2 (2) 1： 4和 4： 1傳輸線變壓器 3. 常用傳輸線變壓器分析 1： 4傳輸線變壓器是把負載阻抗降為 1/4倍以便和信號源相匹配。但實際上，在各種放大電路中 RL正好等于信號源內(nèi)阻的情況是很少的。當(dāng)傳輸線無損時，可以認為u1=u2和 i1=i2。 us us us RL RL RL Rs Rs Rs (a) 結(jié)構(gòu)示意圖 (c) 普通變壓器的原理電路 (b) 原理電路圖 u1 u2 u1 u2 u1 u2 在傳輸線變壓器中，線間的分布電容不影響高頻能量的傳輸，電磁波以電磁能交換的形式在導(dǎo)線間介質(zhì)中傳播的。 兩根導(dǎo)線緊靠在一起，所以導(dǎo)線任意長度處的線間電容很大，且在整個線上均勻分布。 最高工作頻率可擴展到幾百兆赫甚至上千兆赫。L接在 Ls和 C組成的串聯(lián)諧振回路容抗元件的兩端 ，在串聯(lián)諧振頻率 fs的附近，負載兩端的電壓急劇增加，并在fs上達到最大值。L fs f uo 一般變壓器的等效電路 可見工作頻率越低，電感 L的旁路作用就越大，于是輸出電壓將隨著工作頻率的降低而下將。L r Ls L C R39。 在高頻端由于初級繞組電感的感抗很強，因此在高頻端等效電路中可以認為電感 L是開路，如圖 (c)。為此，放大管的工作狀態(tài)就只能選在非線性畸變比較小的甲類或甲乙類狀態(tài)，效率較低，也就是說 寬頻帶放大器是以犧牲效率作為代價來換取寬頻帶輸出的 。 寬頻帶功率放大器沒有選頻作用。 寬帶功率放大器，實際上就是一種以非調(diào)諧單元作為輸出匹配電路的功率放大器。由于調(diào)諧系統(tǒng)復(fù)雜，窄帶功率放大器的運用就受到了很大的限制 。分析方法都很類似， 即從匹配與諧振兩個條件出發(fā)，再加上一個假設(shè)條件 (通常都是假定 Q1值 )，即可求出電路元件的數(shù)值。一般， 當(dāng) L1確定之后，用 C2主要調(diào)匹配，用 C1主要調(diào)諧振。= R239。 R239。 R139。 由諧振條件得 : [例 ] 有一個輸出功率為 2W的高頻功率放大器 、 負載電阻 RL=50Ω， EC=24V，f=50MHz， Q1=10， 試求 Π型匹配網(wǎng)絡(luò)的元件值 。 1212c12c121111 RRXXQRR?????C12C12121C1 XXRRX???2212c22c22 RRXXR???C12C22222C2 XXRRX???網(wǎng)絡(luò)匹配時， R139。 C239。 圖中的 R2一般代表終端 (負載 )電阻， R1則代表由 R2折合到左端的等效電阻 ，現(xiàn)以 (a)為例進行計算公式的推導(dǎo) (2) 濾波器型的匹配網(wǎng)絡(luò) 兩種 Π型匹配網(wǎng)絡(luò) (a) (b) L1 R1 C1 C1 R1 L1 C2 R2 R2 C2 將并聯(lián)回路 R1C1與 R2C2變換為串聯(lián)形式 ， 由串 、 并聯(lián)阻抗轉(zhuǎn)換公式可得 L1 C139。在功率很大的放大器中， QL也有低到 10以下的。p L1 IK Rp 要想回路的傳輸效率高，則 空載 Qo越大越好，有載 QL越小越好， 也就是說， 中介回路本身的損耗越小越好 但從要求 回路濾波作用良好來考慮，則QL值又應(yīng)該足夠大。 L1 C1 C2 L2 CA RA r1 IA M Rp (1) 并聯(lián)諧振回路型的匹配電路 )()( 1122rrrrrIrIPPkkoAk???????????功率電子元件送至回路的總回路送到負載的功率?如果設(shè) ： 111po rCLR ??? 空載回路諧振阻抗)( 1111rrCLRP ????? 有載回路諧振阻抗11rLo??? 值空載回路111rrLL ?????值有載回路OLPPk RRrrrrrro???????????? ?? 11)(1)(111?r39。 所謂線性電路的阻抗匹配(負載阻抗與電源內(nèi)阻相等 )概念也就失去了意義 。 由于高頻功率放大器工作在非線性 (丙類 )工作時 ， 放大器的內(nèi)阻變動劇烈：導(dǎo)通時 ，內(nèi)阻很??；截止時內(nèi)阻近于無窮大 。p L1 IK Rp L1 C1 C2 L2 CA RA r1 IA M Rp (1) 并聯(lián)諧振回路型的匹配電路 ARMr 22???L1C1中介回路的等效諧振阻抗為 11 CQLQR LLP ?? ???QL為有載品質(zhì)因素 ， rrLQL ???11?? ? )( 22111111APRMrCLrrCLR???????)(2211122APPRMrCLpRpR????? 改變互感系數(shù) M和接入系數(shù) p就可以在不影響回路調(diào)諧的情況下。 1. 輸出匹配電路 (1) 并聯(lián)諧