第四章 諧振功率放大器_第1頁
第四章 諧振功率放大器_第2頁
第四章 諧振功率放大器_第3頁
第四章 諧振功率放大器_第4頁
第四章 諧振功率放大器_第5頁
已閱讀5頁,還剩75頁未讀 繼續免費閱讀

下載本文檔

版權說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內容提供方,若內容存在侵權,請進行舉報或認領

文檔簡介

第4章

諧振功率放大器4.1概述4.2諧振功率放大器的原理4.3晶體管線形分析放大器的折線近似分析法4.4諧振功率放大器電路4.5諧振功率放大器實例4.6晶體管倍頻器4.1概述1、使用高頻功率放大器的目的:放大高頻大信號使發射機末級獲得足夠大的發射功率。2、高頻功率信號放大器使用中需要解決的兩個問題?高效率輸出高功率輸出高頻功率放大器和低頻功率放大器的共同特點都是輸出功率大和效率高。聯想對比:4.1概述(續)3、諧振功率放大器與小信號諧振放大器的異同之處。相同之處:它們放大的信號均為高頻信號,而且放大器的負載均為諧振回路。不同之處:激勵信號幅度大小不同;放大器工作點不同;晶體管動態范圍不同。諧振功率放大器波形圖小信號諧振放大器波形圖圖4-1

小信號諧振放大器波形圖線性放大.swf4.1概述(續)4.1概述(續)圖4-2

諧振功率放大器波形圖負偏置.swf4.1概述(續)4、諧振功率放大器與非諧振功率放大器的異同:共同之處都要求輸出功率大和效率高。功率放大器實質上是一個能量轉換器,把電源供給的直流能量轉化為交流能量,能量轉換的能力即為功率放大器的效率。諧振功率放大器通常用來放大窄帶高頻信號(信號的通帶寬度只有其中心頻率的1%或更小),其工作狀態通常選為丙類工作狀態(c<90),為了不失真的放大信號,它的負載必須是諧振回路。非諧振放大器可分為低頻功率放大器和寬帶高頻功率放大器。低頻功率放大器的負載為無調諧負載,工作在甲類或乙類工作狀態;寬帶高頻功率放大器以寬帶傳輸線為負載。集電極平均散功率:甲類50%乙類78%丙類100%集電極電流流通角的一半(c)稱為通角,根據通角大小的不同區分晶體管的工作狀態4.1概述—工作狀態

功率放大器一般分為甲類、乙類、甲乙類、丙類等工作方式,為了進一步提高工作效率還提出了丁類與戊類放大器。高頻放大器工作狀態的劃分.swf諧振功率放大器通常工作于丙類工作狀態,屬于非線性電路功率放大器的主要技術指標是輸出功率與效率4.2諧振功率放大器工作原理1、原理電路諧振功率放大器的基本電路晶體管的作用是在將供電電源的直流能量轉變為交流能量的過程中起開關控制作用。諧振回路LC是晶體管的負載電路工作在丙類工作狀態外部電路關系式:晶體管的內部特性:4.2諧振功率放大器工作原理故晶體管的轉移特性曲線表達式:圖4-4諧振功率放大器轉移特性曲線故得:必須強調指出,集電極電流ic雖然是脈沖狀,但由于諧振回路的這種濾波作用,仍然能得到正弦波形的輸出。諧振功率放大器各部分的電壓與電流的波形圖如下頁的圖所示放大圖4-4諧振功率放大器轉移特性曲線圖4-5高頻功率放大器中各分電壓與電流的關系圖4-5高頻功率放大器中各部分電壓與電流的關系當晶體管由截止轉入導電時,由于回路中電感L的電流不能突變,因此,輸出脈沖電流的大部分流過電容C,即使C充電。充電電壓的方向是下正上負。這時直流電源VCC給出的能量儲存在電容C之中。過了一段時間,當電容兩端的電壓增大到一定程度(接近電源電壓),晶體管截止。4.2諧振功率放大器工作原理圖4-6LC回路能量轉換過程回路的這種濾波作用也可從能量的觀點來解釋。回路是由L、C二個儲能元件組成。由于這種周期性的能量補充,所以振蕩回路能維持振蕩。當補充的能量與消耗的能量相等時,電路中就建立起動態平衡,因而維持了等幅的正弦波振蕩。4.2諧振功率放大器工作原理2、諧振功率放大器的功率關系和效率功率放大器的作用原理是利用輸入到基極的信號來控制集電極的直流電源所供給的直流功率,使之轉變為交流信號功率輸出去。由前述所知:有一部分功率以熱能的形式消耗在集電極上,成為集電極耗散功率。P==直流電源供給的直流功率;Po=交流輸出信號功率;Pc=集電極耗散功率;根據能量守衡定理:故集電極效率:可見使ic在ec最低的時候才能通過,那么,集電極耗散功率自然會大為減小。4.2諧振功率放大器工作原理由上式可以得出以下兩點結論:1)設法盡量降低集電極耗散功率Pc,則集電極效率c自然會提高。這樣,在給定P=時,晶體管的交流輸出功率Po就會增大;2)由式可知如果維持晶體管的集電極耗散功率Pc不超過規定值,那么提高集電極效率c,將使交流輸出功率Po大為增加。諧振功率放大器就是從這方面入手,來提高輸出功率與效率的。如何減小集電極耗散功率Pc呢?晶體管集電極平均耗散功率:4.2諧振功率放大器工作原理故:要想獲得高的集電極效率,諧振功率放大器的集電極電流應該是脈沖狀。導通角小于180,處于丙類工作狀態。諧振功率放大器工作在丙類工作狀態時c<90,集電極余弦電流脈沖可分解為傅里葉級數:直流功率:輸出交流功率:Vcm回路兩端的基頻電壓幅值Icm1基頻電流幅值Rp回路的諧振阻抗。4.2諧振功率放大器工作原理放大器的集電極效率:波形系數,通角c的函數;c越小g1(c)越大集電極電壓利用系數;越大(即Vcm越大或ecmin越小),c越小,效率c越高。因此,丙類諧振功率放大器提高效率c的途徑即為減小c角;使LC回路諧振在信號的基頻上,即ic的最大值應對應ec的最小值。基極偏置為負值;半通角c<90,即丙類工作狀態;負載為LC諧振回路。故諧振功率放大器的工作特點:4.3諧振功率放大器的折線近似分析法一、折線法工程上都采用近似估算和實驗調整相結合的方法對高頻功率放大器進行分析和計算。折線法就是常用的一種分析法。所謂折線法是將電子器件的特性曲線理想化,用一組折線代替晶體管靜態特性曲線后進行分析和計算的方法。對諧振功率放大器進行分析計算,關鍵在于求出電流的直流分量Ic0和基頻分量Icm1。折線近似分析法條件:1.輸入輸出回路(或濾波網絡)具有理想濾波特性。晶體管基極-發射極間電壓和集電極-發射極間電壓仍是余弦波形且相位相反。2.忽略晶體管的高頻效應。功率晶體管在工作頻率下呈非線性電阻特性,管子的極間電容和引線電感等影響可忽略不計,功率晶體管的靜態伏安特性可以代表它在工作頻率下的特性。eb=–|VBB|+Vbmcostec=VCC–Vcmcost3.大信號激勵下功率晶體管的靜態伏安特性可近似用折線表示轉移特性三極管的三種狀態電路工作特點如下:1)截止狀態:uB<0,兩個PN結均為反偏,iB≈0,iC≈0,uCE≈UCC。三極管呈現高阻抗,類似于開關斷開。2)放大狀態:uB>0,發射結正偏,集電結反偏,iC=βiB。3)飽和狀態:uB>0,兩個PN結均為正偏,iB≥IBS(基極臨界飽和電流)≈UCC/βRc,此時iC=ICS(集電極飽和電流)≈UCC/Rc。三極管呈現低阻抗,類似于開關接通。4.3諧振功率放大器的折線近似分析法一、折線法折線分析法的主要步驟:1、測出晶體管的轉移特性曲線ic~eb及輸出特性曲線ic~ec,并將這兩組曲線作理想折線化處理;2、作出動態特性曲線;3、是根據激勵電壓vb的大小在已知理想特性曲線上畫出對應電流脈沖ic和輸出電壓vc的波形;4、求出ic的各次諧波分量Ic0、Ic1、Ic2……由給定的負載諧振阻抗的大小,即可求得放大器的輸出電壓、輸出功率、直流供給功率、效率等指標。由圖5-7(b)可見,在飽和區,根據理想化原理,集電極電流只受集電極電壓的控制,而與基極電壓無關。在非線性諧振功率放大器中,常常根據集電極是否進入飽和區,將放大區的工作狀態分為三種:1)欠壓工作狀態:集電極最大點電流在臨界線的右方,交流輸出電壓較低且變化較大。2)過壓工作狀態:集電極最大點電流進入臨界線之左的飽和區,交流輸出電壓較高且變化不大。3)臨界工作狀態:是欠壓和過壓狀態的分界點,集電極最大點電流正好落在臨界線上。若臨界線的斜率為gcr,則臨界線方程可寫為

ic=gcrec根據理想化原理晶體管的靜態轉移特性可用交橫軸于VBZ的一條直線來表示(VBZ為截止偏壓)。4.3諧振功率放大器的折線近似分析法二、晶體管特性曲線的理想化及其特性曲線圖5-7晶體管實際特性和理想折線則ic=gc(eb–VBZ)(eb>VBZ)

4.3諧振功率放大器的折線近似分析法二、晶體管特性曲線的理想化及其特性曲線由圖5-7(b)可見,在飽和區,根據理想化原理,集電極電流只受集電極電壓的控制,而與基極電壓無關。在非線性諧振功率放大器中,常常根據集電極是否進入飽和區,將放大區的工作狀態分為三種:1)欠壓工作狀態:集電極最大點電流在臨界線的右方,交流輸出電壓較低且變化較大。2)過壓工作狀態:集電極最大點電流進入臨界線之左的飽和區,交流輸出電壓較高且變化不大。3)臨界工作狀態:是欠壓和過壓狀態的分界點,集電極最大點電流正好落在臨界線上。4.3諧振功率放大器的折線近似分析法二、晶體管特性曲線的理想化及其特性曲線若臨界線的斜率為gcr,則臨界線方程可寫為

ic=gcrec根據理想化原理晶體管的靜態轉移特性可用交橫軸于VBZ的一條直線來表示(VBZ為截止偏壓)。晶體管折線化轉移特性可表示為:式中4.3諧振功率放大器的折線近似分析法三、集電極余弦電流脈沖的分解當晶體管特性曲線理想化后,丙類工作狀態的集電極電流脈沖是尖頂余弦脈沖。這適用于欠壓或臨界狀態。圖4-8尖頂余弦脈沖晶體管的內部特性為它的外部電路關系式當

t=0時,ic=icmaxic=gc(eb–VBZ)eb=–VBB+Vbmcostec=VCC–Vcmcost因此

icmax=gcVbm(1–cosc)t=0時,ic=icmax

icmax=gcVbm(1–cosc)cc4.3諧振功率放大器的折線近似分析法若將尖頂脈沖分解為傅里葉級數由傅里葉級數的求系數法得其中:圖4-9尖頂脈沖的分解系數圖4-9尖頂脈沖的分解系數4.3諧振功率放大器的折線近似分析法當c≈120時,Icm1/icmax達到最大值。在Icmax與負載阻抗Rp為某定值的情況下,輸出功率將達到最大值。這樣看來,取c=120應該是最佳通角了。但此時放大器處于甲級工作狀態,效率太低。右圖可見:圖4-9尖頂脈沖的分解系數4.3諧振功率放大器的折線近似分析法由于:-波形系數由曲線可知:極端情況c=0時,此時=1,c可達100%因此,為了兼顧功率與效率,最佳通角取70左右。四、諧振功率放大器的動態特性與負載特性4.3諧振功率放大器的折線近似分析法1.諧振功率放大器的動態特性2.諧振功率放大器的負載特性4.3諧振功率放大器的折線近似分析法1.諧振功率放大器的動態特性高頻放大器的工作狀態是由負載阻抗Rp、激勵電壓vb、供電電壓VCC、VBB等4個參量決定的。為了闡明各種工作狀態的特點和正確調節放大器,就應該了解這幾個參量的變化會使放大器的工作狀態發生怎樣的變化。如果VCC、VBB、vb3個參變量不變,則放大器的工作狀態就由負載電阻Rp決定。此時,放大器的電流、輸出電壓、功率、效率等隨Rp而變化的特性,就叫做放大器的負載特性。當放大器工作于諧振狀態時,它的外部電路關系式為4.3諧振功率放大器的折線近似分析法eb=–VBB+Vbmcost

ec=VCC–Vcmcost消去cost可得:eb=–VBB+Vbm另一方面,晶體管的折線化方程為ic=gc(eb–VBZ)得出在ic–ec坐標平面上的動態特性曲線(負載線或工作路)方程:=gd(ec–V0)諧振功率放大器的計算gdV04.3諧振功率放大器的折線近似分析法圖中示出動態特性曲線的斜率為負值,它的物理意義是:從負載方面看來,放大器相當于一個負電阻,亦即它相當于交流電能發生器,可以輸出電能至負載。用類似的方法,可得出在ic–eb坐標平面的動態特性曲線。圖4-11電壓、電流隨負載變化波形圖4-11電壓、電流隨負載變化波形4.3諧振功率放大器的折線近似分析法2.功率放大器的負載特性:1)vc、ic隨負載變化的波形vc、ic隨負載變化的波形如圖5-11所示,放大器的輸入電壓是一定的,其最大值為Vbemax,在負載電阻RP由小至大變化時,負載線的斜率由小變大,如圖中123。不同的負載,放大器的工作狀態是不同的,所得的ic波形、輸出交流電壓幅值、功率、效率也是不一樣的。動特性_工作狀態.swf圖4-11電壓、電流隨負載變化波形4.2.3諧振功率放大器的折線近似分析法2)欠壓、過壓、臨界三種工作狀態①欠壓狀態B點以右的區域。在欠壓區至臨界點的范圍內,根據Vc=RpIc1,放大器的交流輸出電壓在欠壓區內必隨負載電阻RP的增大而增大,其輸出功率、效率的變化也將如此。②臨界狀態負載線和ebmax正好相交于臨界線的拐點。放大器工作在臨界線狀態時,輸出功率大,管子損耗小,放大器的效率也就較大。③過壓狀態放大器的負載較大,在過壓區,隨著負載Rp的加大,Ic1要下降,因此放大器的輸出功率和效率也要減小。圖4-11電壓、電流隨負載變化波形4.2.3諧振功率放大器的折線近似分析法2)欠壓、過壓、臨界三種工作狀態①欠壓狀態B點以右的區域。在欠壓區至臨界點的范圍內,根據Vc=RpIc1,放大器的交流輸出電壓在欠壓區內必隨負載電阻RP的增大而增大,其輸出功率、效率的變化也將如此。②臨界狀態負載線和ebmax正好相交于臨界線的拐點。放大器工作在臨界線狀態時,輸出功率大,管子損耗小,放大器的效率也就較大。③過壓狀態放大器的負載較大,在過壓區,隨著負載Rp的加大,Ic1要下降,因此放大器的輸出功率和效率也要減小。根據上述分析,可以畫出諧振功率放大器的負載特性曲線4.3諧振功率放大器的折線近似分析法圖4-12負載特性曲線

放大器的負載特性.swf臨界狀態的特點是輸出功率最大,效率也較高,比最大效率差不了許多,可以說是最佳工作狀態,發射機的末級常設計成這種狀態,在計算諧振功率放大器時,也常以此狀態為例。過壓狀態的優點是,當負載阻抗變化時,輸出電壓比較平穩且幅值較大,在弱過壓時,效率可達最高,但輸出功率有所下降,發射機的中間級、集電極調幅級常采用這種狀態。欠壓狀態的功率和效率都比較低,集電極耗散功率也較大,輸出電壓隨負載阻抗變化而變化,因此較少采用。但晶體管基極調幅,需采用這種工作狀態。掌握負載特性,對分析集電極調幅電路、基極調幅電路的工作原理,對實際調整諧振功率放大器的工作狀態和指標是很有幫助的。4.2.3諧振功率放大器的折線近似分析法臨界狀態的特點是輸出功率最大,效率也較高,比最大效率差不了許多,可以說是最佳工作狀態,發射機的末級常設計成這種狀態,在計算諧振功率放大器時,也常以此狀態為例。過壓狀態的優點是,當負載阻抗變化時,輸出電壓比較平穩且幅值較大,在弱過壓時,效率可達最高,但輸出功率有所下降,發射機的中間級、集電極調幅級常采用這種狀態。欠壓狀態的功率和效率都比較低,集電極耗散功率也較大,輸出電壓隨負載阻抗變化而變化,因此較少采用。但晶體管基極調幅,需采用這種工作狀態。掌握負載特性,對分析集電極調幅電路、基極調幅電路的工作原理,對實際調整諧振功率放大器的工作狀態和指標是很有幫助的。4.3諧振功率放大器的折線近似分析法五、放大器工作狀態及導通角的調整1.導通角c的調整由若保持Vb不變,增大偏置VBB;或保持VBB不變,增大激勵電壓振幅Vb;或同時增大VBB和Vb,這三種情況均可使導通角c增大。若相反,則可使c減小。但是采取上述三種方法中的任一個方法,當c增大時,ic脈沖電流的振幅Im會加大,輸出功率Po當然也會加大,而當c減小時,Im和Po均將減小。有時希望增大c,但要保持Im不變,則應在增加VBB的同時,適當減小激勵Vb。

icmax=gcVbm(1–cosc)4.3諧振功率放大器的折線近似分析法五、放大器工作狀態及導通角的調整2.欠壓、臨界、過壓工作狀態的調整調整欠壓、臨界、過壓三種工作狀態,大致有以下幾種方法:改變集電極負載Rp;改變供電電壓VCC;改變偏壓VBB;改變激勵Vb。(1)改變Rp,但Vb、VCC、VBB不變當負載電阻Rp由小至大變化時,放大器的工作狀態由欠壓經臨界轉入過壓。在臨界狀態時輸出功率最大。4.3諧振功率放大器的折線近似分析法(2)改變VCC,但Rp、Vb、VBB不變當集電極供電電壓VCC由大至小變化時,放大器的工作狀態由欠壓經臨界轉入過壓。Vcc_工作狀態.swf圖4-13VCC變化時對工作狀態的影響在欠壓區內,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;而在過壓區,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。放大4.3諧振功率放大器的折線近似分析法在過壓區中輸出電壓隨VCC改變而變化的特性為集電極調幅的實現提供依據;因為在集電極調幅電路中是依靠改變VCC來實現調幅過程的。改變VCC時,其工作狀態和電流、功率的變化如上圖所示。4.3諧振功率放大器的折線近似分析法(3)Vbm變化,但VCC、VBB、Rp不變或VBB變化,但VCC、Vb、Rp不變這兩種情況所引起放大器工作狀態的變化是相同的。因為無論是Vbm還是VBB的變化,其結果都是引起eb的變化。eb=-VBB+Vbmcost

ebmax=VBB+Vbm當VBB或Vbm由小到大變化時,放大器的工作狀態由欠壓經臨界轉入過壓。4.3諧振功率放大器的折線近似分析法圖4-16Vbm變化時電流、功率的變化六、諧振功率放大器的計算(以臨界狀態為例)諧振功率放大器的主要指標是功率和效率。1)首先要求得集電極電流脈沖的兩個主要參量icmax和c導通角c集電極電流脈沖幅值Icm2)電流余弦脈沖的各諧波分量系數0(c)、1(c)、…、n(c)可查表(p235-240)求得,并求得個分量的實際值。3)諧振功率放大器的功率和效率直流功率交流輸出功率集電極效率P==Ic0VCC4.3諧振功率放大器的折線近似分析法4)根據可求得最佳負載電阻在臨界工作時,接近于1,作為工作估算,可設定=1。“最佳”的含義在于采用這一負載值時,調諧功率放大器的效率較高,輸出功率較大。可以證明,放大器所要求的最佳負載是隨導通角c改變而變化的。c小,Rp大。要提高放大器的效率,就要求放大器具有大的最佳負載電阻值。在實際電路中,放大器所要求的最佳電阻需要通過匹配網絡和終端負載(如天線等)相匹配。4.4晶體管功率放大器的高頻效應一、概述用折線法分析高頻功率放大器時要引入相當的誤差,低頻時誤差還是允許的。但隨著工作頻率的提高,由于晶體管的高頻特性及大信號的注入效應而引入的誤差將更大,嚴重時,使放大器無法工作。一方面應該考慮晶體管基區少數載流子的渡越時間、晶體管的體電阻(特別是rbb的影響)。飽和壓降及引線電感等因素的影響;另一方面,功率放大管基本工作在大信號,即大注入條件下,必須考慮大注入所引起的基極電流和飽和壓降增加的影響。上述的這些影響都會使放大器的功率增益、最大輸出功率及效率的急驟下降。4.4晶體管功率放大器的高頻效應二、基區渡越時間的影響在高頻小信號工作時,渡越角是以擴散電容的形式來表示基區渡越時間的影響的,由于信號的幅度小結電容可等效成線性的。而在大信號高頻工作時,必須考慮其非線性特性。通過實驗,可以用示波器觀察功率放大器放大管各極電流波形隨工作頻率變化而變化的情況。圖3-18高頻情況下功放管

各電極電流波形4.4晶體管功率放大器的高頻效應在工作頻率很高,渡越角在0=10~20時,功放管各電極電流的變化情況:(1)發射極電流ie隨著工作頻率提高,存貯在基區中的載流子由于輸入信號vb迅速向負極性變化而返回發射極,因而ie出現反向脈沖,使管子的導通角加大,工作頻率越高,ie反向脈沖的寬度就越大,幅值也越南高,導通角也越擴展。(2)集電極電流ic

ic的峰值滯后于ie的峰值,二者差一渡越角0,ic的導通角也由低頻時的c增大到:c+20(3)基極電流ib由于ie出現反向脈沖,根據ib=ie–ic,所以ib也出現反向電流脈沖,反向電流的出現,使其基波分量Ib1大大增加,Ib1的增加將提高了對激勵功率的要求。上述分析表明,ic的導通角加大,將使功率管的效率大大降低;Ib1的加大將使激勵功率增加,這會使放大器的功率增益降低,這種現象將隨工作頻率升高而加劇。圖4-18高頻情況下功放管

各電極電流波形(1)發射極電流ie隨著工作頻率提高,存貯在基區中的載流子由于輸入信號vb迅速向負極性變化而返回發射極,因而ie出現反向脈沖,使管子的導通角加大,工作頻率越高,ie反向脈沖的寬度就越大,幅值也越南高,導通角也越擴展。(2)集電極電流ic

ic的峰值滯后于ie的峰值,二者差一渡越角0,ic的導通角也由低頻時的c增大到:c+20(3)基極電流ib由于ie出現反向脈沖,根據ib=ie–ic,所以ib也出現反向電流脈沖,反向電流的出現,使其基波分量Ib1大大增加,Ib1的增加將提高了對激勵功率的要求。上述分析表明,ic的導通角加大,將使功率管的效率大大降低;Ib1的加大將使激勵功率增加,這會使放大器的功率增益降低,這種現象將隨工作頻率升高而加劇。4.4晶體管功率放大器的高頻效應三、晶體管基極體電阻rbb的影響當頻率增高時,已經證明基極電流的基波振值Ib1是迅速增加的,這表明b–e間呈現的交流阻抗顯著減小,因此rbb的影響便相對增加,要求的激勵功率將更大,這會使功率增益進一步減小。4.4晶體管功率放大器的高頻效應四、飽和壓降Vces大信號注入時,功率管的飽和壓降將增大,在高頻工作時,集電極體電阻也要提高,致使飽和壓降進一步增加。例如:當f=30MHz時,實測某管的Vces=1.5V,當f=200MHz時,Vces則可大到3.5V。Vces的增加,會使功率放大器的輸出功率、效率、功率增益均減少。4.4晶體管功率放大器的高頻效應五、引線電感的影響在更高頻率工作時,要考慮管子各電極引線電感的影響,其中以發射極的引線電感影響最嚴重,因為它能使輸出輸入電路之間產生寄生耦合。一般長度為10mm的引線,其電感約為10–3H,在工作頻率為300MHz時,感抗值約為1.9,若通過1A高頻電流,則會在此感抗上產生約1.9V的負反饋電壓。這種負反饋當然會使輸出功率及功率增益下降,并使激勵增加。4.5諧振功率放大器電路一、直流饋電電路二、輸出回路和級間耦合回路集電極饋電電路基極饋電電路級間耦合網絡輸出匹配網絡4.5諧振功率放大器電路1.集電極饋電電路根據直流電源連接方式的不同,集電極饋電電路又分為串聯饋電和并聯饋電兩種。C(a)

串饋(b)

并饋LCC1LC+VCCALCCC1+VCCL2(1)串饋電路指直流電源VCC、負載回路(匹配網絡)、功率管三者首尾相接的一種直流饋電電路。C1、LC為低通濾波電路,A點為高頻地電位,既阻止電源VCC中的高頻成分影響放大器的工作,又避免高頻信號在LC負載回路以外不必要的損耗。C1、LC的選取原則為1/LC<回路阻抗1/10

LC>1/c10(2)并饋電路指直流電源VCC、負載回路(匹配網絡)、功率管三者為并聯連接的一種饋電電路。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、C1、C2的選取原則與串饋電路基本相同。(3)串并饋直流供電路的優缺點在并饋電路中,信號回路兩端均處于直流地電位,即零電位。對高頻而言,回路的一端又直接接地,因此回路安裝比較方便,調諧電容C上無高壓,安全可靠;缺點是在并饋電路中,LC處于高頻高電位上,它對地的分布電容較大,將會直接影響回路諧振頻率的穩定性;串聯電路的特點正好與并饋電路相反。1.集電極饋電電路串饋電路指直流電源VCC、負載回路(匹配網絡)、功率管三者首尾相接的一種直流饋電電路。C1、LC為低通濾波電路,A點為高頻地電位,既阻止電源VCC中的高頻成分影響放大器的工作,又避免高頻信號在LC負載回路以外不必要的損耗。C1、LC的選取原則為

1/LC<回路阻抗1/10

LC>1/c10(2)并饋電路指直流電源VCC、負載回路(匹配網絡)、功率管三者為并聯連接的一種饋電電路。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、C1、C2的選取原則與串饋電路基本相同。(3)串并饋直流供電路的優缺點在并饋電路中,信號回路兩端均處于直流地電位,即零電位。對高頻而言,回路的一端又直接接地,因此回路安裝比較方便,調諧電容C上無高壓,安全可靠;缺點是在并饋電路中,LC處于高頻高電位上,它對地的分布電容較大,將會直接影響回路諧振頻率的穩定性;串聯電路的特點正好與并饋電路相反。1.集電極饋電電路4.5諧振功率放大器電路2.基極饋電電路基極饋電電路也分串饋和并饋兩種。基極偏置電壓VBB可以單獨由穩壓電源供給,也可以由集電極電源VCC分壓供給。在功放級輸出功率大于1W時,基極偏置常采用自給偏置電路。4.5諧振功率放大器電路1.級間耦合網絡多級功放中間級的一個很大問題是后級放大器的輸入阻抗是變化的,是隨激勵電壓的大小及管子本身的工作狀態變化而變化的。這個變化反映到前級回路,會使前級放大器的工作狀態發生變化。此時,若前級原來工作在欠壓狀態,則由于負載的變化,其輸出電壓將不穩定。對于中間級而言,最主要的是應該保證它的電壓輸出穩定,以供給下級功放穩定的激勵電壓,而效率則降為次要問題。對于中間級應采取如下措施:第一,使中間級放大器工作于過壓狀態,使它近似為一個恒壓源。第二,降低級間耦合回路的效率。回路效率降低后,其本身的損耗加大。這樣下級輸入阻抗的變化相對于回路本身的損耗而言就不顯得重要了。中間級耦合回路的效率一般為k=0.1~0.5,平均在0.3上下。也就是說,中間級的輸出功率應為后一級所需激勵功率的3~10倍。1.級間耦合網絡多級功放中間級的一個很大問題是后級放大器的輸入阻抗是變化的,是隨激勵電壓的大小及管子本身的工作狀態變化而變化的。這個變化反映到前級回路,會使前級放大器的工作狀態發生變化。此時,若前級原來工作在欠壓狀態,則由于負載的變化,其輸出電壓將不穩定。對于中間級而言,最主要的是應該保證它的電壓輸出穩定,以供給下級功放穩定的激勵電壓,而效率則降為次要問題。4.5諧振功率放大器電路2.輸出匹配網絡輸出匹配網絡常常是指設備中末級功放與天線或其他負載間的網絡,這種匹配網絡有L型、型、T型網絡及由它們組成的多級網絡,也有用雙調諧耦合回路的。輸出匹配網絡的主要功能與要求是匹配、濾波和高效率。高頻調諧功率放大器的阻抗匹配就是在給定的電路條件下,改變負載回路的可調元件,將負載阻抗ZL轉換

溫馨提示

  • 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
  • 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯系上傳者。文件的所有權益歸上傳用戶所有。
  • 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網頁內容里面會有圖紙預覽,若沒有圖紙預覽就沒有圖紙。
  • 4. 未經權益所有人同意不得將文件中的內容挪作商業或盈利用途。
  • 5. 人人文庫網僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內容的表現方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內容負責。
  • 6. 下載文件中如有侵權或不適當內容,請與我們聯系,我們立即糾正。
  • 7. 本站不保證下載資源的準確性、安全性和完整性, 同時也不承擔用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

最新文檔

評論

0/150

提交評論