高频功率放大器的电路组成

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
(5)输出匹配网络的效率
二、输出匹配网络
1、输出匹配网络的作用 2、输出匹配网络工作原理 (5)输出匹配网络的效率ηk (亦称中介回路传输效率) ηk的定义:
ω 2 M2 r’= —— RA
ηk=———————————
电子器件送至回路的总功率P
回路送至负载r’的功率Po
L1 RP= —————— ω 2 M2 C1(r1+——) RA L1 2 R’P=p —————— ω 2 M2 C1(r1+——) RA
(3)
(4)
本页完 继续
(4)直流电源一定要放在靠近“地”电位的一端。
一、馈电线路
2、实际的集电极馈电电路 (1)串馈式集电极馈电电路 串馈式电路就是直流电源 VCC、负载回路(LC谐振回路) 和电子器件(晶体管)三部分 是串联起来的。 电路分析: L’是高频扼流圈,它对直 流IC0是短路的,但对高频呈 现很大的阻抗,以阻止高频 电流通过公用电源内阻产生 高频能量的损耗和在各级之 间的寄生耦合。 L’的选择要求是其阻抗远 大于回路谐振阻抗RP。
5.5高频功率放 大器的电路组成
IC0
Icm1 C VCC (1) (2) L
Icmn
(3)
vC
C L
C’ - + L’ VCC
串馈式集电极馈电电路
一、馈电线路
2、实际的集电极馈电电路 (1)串馈式集电极馈电电路 电路分析: C’是高频旁路电容,对高 频呈现很小的阻抗,可以看 成是短路,可使LC谐振回路 的一端交流接地。 C’的选择要求是其阻抗远 小于回路谐振阻抗RP。 对于基波电流Icm1,LC谐 振回路呈现很大的阻抗,因 此在LC回路两端产生一个基 波电压Vcm1。所以对于基波 来说,LC回路是存在的。 IC0
改变M或Cn,使输 二、输出匹配网络
M
L1
C1 r1
Cn L2
Ln CA RA
因为高频功率放大器是工 L1 作在非线性区(丙类状态), Rp’ C 1 因而令放大器的输出电阻变 Rp ik r1 动剧烈,所以低频功率放大 谐振时 L器的阻抗匹配概念不适用。 r’ 1C1等 效电路 本页完 继续
高频功率放大器的电路组成
M
L1
C1 r1
Cn L2
Ln CA RA
Rp’ 谐振时 L1C1等 效电路
L1 C1 Rp ik
r1
r’
本页完 继续
高频功率放大器的电路组成
(4)高频功率放大器的阻抗匹配
出至天线的功率达到 1、输出匹配网络的作用 设计所要求的功率, 2、输出匹配网络工作原理 即为阻抗匹配。 (3)输出匹配网络的参数 ω2 M2 r’= —— RA L1 2 R’P=p —————— ω 2 M2 C1(r1+——) RA (4)高频功率放大器阻抗匹 配的概念 在给定的电路条件下,改 变负载回路的可调元件,使 电子器件送出额定的输出功 率Po至负载。
返回
封面
引言
高频功率放大器的电路组成主要是介绍: 1、高频功率放大器的馈电电路,亦即电源供电电路的形 式。高频功率放大器因为工作在高频谐振和大功率的状态下, 其供电电路与低频电路有很大的区别,电源所处位置是有一 定的原则的。 2、输出、输入与级间耦合回路。高频功率放大器一般工
作在谐振状态,并尽量把功率传输给下一级或负载,但因为
ω 2 M2 r’= —— RA
ηk=———————————
电子器件送至回路的总功率P
回路送至负载r’的功率Po
L1 RP= —————— ω 2 M2 C1(r1+——) RA L1 2 R’P=p —————— ω 2 M2 C1(r1+——) RA
Ik2r’ r’ = ———— = ——— Ik2(r’+r1) r’+r1 (ωM)2 =—————— r1RA+(ωM)2
IC0
Icm1 C
VCC (1) (2) L
Icmn
(3) C”
vC Vcm
L’
+
-
C
L
C’
VCC
Vcm
本页完 继续
高频功率放大器的电路组成
高频扼流圈L’的分析
一、馈电线路
1、高频功率放大器的馈电 原则: 2、实际的集电极馈电电路 (2)并馈式集电极馈电电路 电路分析: L’是高频扼流圈,它对直 流IC0是短路的,但对高频呈 现很大的阻抗,以阻止高频 电流通过公用电源内阻产生 高频能量的损耗和在各级之 间的寄生耦合。
结论一:匹配回路本身损耗r1 越小,传输效率ηk越高。
Rp’ 谐振时 L1C1等 效电路
L1 C1 Rp ik
r1
r’
本页完 继续
高频功率放大器的电路组成
效率的推导
二、输出匹配网络
1、输出匹配网络的作用 2、输出匹配网络工作原理 (5)输出匹配网络的效率ηk (亦称中介回路传输效率) ηk的定义: 2 r ’ ( ωM ) ηk =——— =—————— r’+r1 r1RA+(ωM)2 空载时L1C1谐振阻抗 L1 Rp0= —— C1r1 L1 C1 谐振时 L1C1等 效电路 ik r1
IC0
Icm1 C
VCC L
Icmn
(2) (1) IC0 Icm1、Icmn
vC Vcm
(3) C” C
L
L’
+
-
C’
VCC
Vcm
本页完 继续
高频功率放大器的电路组成
3、实际基极馈电电路
一、馈电线路
1、高频功率放大器的馈电 原则: 2、实际的集电极馈电电路 3、实际基极馈电电路 同理可得高频功率放大器的 基极馈电电路。
工作在非线性区,所以输出电阻是可变的,因而传输功率匹 配有其自身的特点。又因为高频功率放大器的负载往往是天
线,所以特别讨论当负载是天线时的耦合回路。
引言 本页完 返回
本 节 学 习 要 点 和 要 求
1、了解高频功率放大器的馈电线路原则
2、掌握高频功率放大器输出匹配网络的计算
返回
一、馈电线路
1、高频功率放大器的馈电 原则 IC0
高频功率放大 器 的 电 路 P69 组成 输出匹配网络的参数主要 此式可参考教材
(3)输出匹配网络的参数
反射阻抗r’
Ln CA RA
r1
r’
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ本页完 继续
高频功率放大器的电路组成
谐振阻抗
二、输出匹配网络
1、输出匹配网络的作用 2、输出匹配网络工作原理 (3)输出匹配网络的参数 ω2M2 r’= —— RA L1 2 2 R’P=p RP=p ———— C1(r1+r’) L1 2 R’P=p —————— ω 2 M2 C1(r1+——) RA 上式说明,改变M就可以 在不影响回路谐振频率的情 况下调节R’P,以达到阻抗 匹配的目的。
反射电阻r’反映了天线回路 辐射时消耗的能量,要使天线 尽可能获得发射功率,则r’应 越大。衡量回路传输能力的标 准是中介回路传输效率ηk 。
Rp’ 谐振时 L1C1等 效电路
L1 C1 Rp ik
r1
r’
本页完 继续
高频功率放大器的电路组成
效率的推导
二、输出匹配网络
1、输出匹配网络的作用 2、输出匹配网络工作原理 (5)输出匹配网络的效率ηk (亦称中介回路传输效率) ηk的定义:
5.5高频功率放 大器的电路组成
Icm1 C
VCC (1) Icm1,Icmn (2) IC0 vC C L L
Icmn
(3)
Icm1,Icmn
C’ - + L’ VCC I
C0
本页完 继续
高频功率放大器的电路组成
(2)并馈式电路
一、馈电线路
1、高频功率放大器的馈电 原则: 2、实际的集电极馈电电路 (2)并馈式集电极馈电电路 并馈式电路就是电子器件 (晶体管)、负载回路(LC谐振 回路)和直流电源VCC三部分 是并联起来的。
5.5高频功率放 大器的电路组成
Icm1 C
VCC (1) Icm1,Icmn (2) IC0 vC C L L
Icmn
(3)
Icm1,Icmn
C’ - + L’ VCC I
C0
本页完 继续
一、馈电线路
1、高频功率放大器的馈电 原则: 2、实际的集电极馈电电路 (1)串馈式集电极馈电电路 电路分析: 对于基波电流Icm1,LC谐 振回路呈现很大的阻抗,因 此在LC回路两端产生一个基 波电压Vcm1。所以对于基波 来说,LC回路是存在的。 对于谐波电流Icmn,LC谐 振回路呈现很小的阻抗,基 本不产生谐波电压Vcmn,对 于谐波来说LC回路是短路的。 IC0
IC0
Icm1 C
VCC L
Icmn
(2) (1) IC0 Icm1、Icmn
vC Vcm
(3) C” C
L
L’
+
-
C’
VCC
Vcm
本页完 继续
高频功率放大器的电路组成
电源位置的要求
一、馈电线路
1、高频功率放大器的馈电 原则: 2、实际的集电极馈电电路 (3)电源VCC位置确定原则 VCC一定要放在靠近“地” 电位的一端,这是由于电源 VCC与“地”之间有一定的杂 散电容,而且比较大,这样 放置使电源的杂散电容不影 响LC回路,不会限制了电路 的最高频率。
放大器 Rs Zi 四端 网络 M L1 C1 r1 Cn L2 Ln CA Z0 RL
RA
天线发射复合输出回路 本页完 继续
研究L1、C1、r1、RA 、M以 式(3.5.6)或课件第三章 二、输出匹配网络 及接入系数 p之间的关系, M 第四节P14。 以确定阻抗匹配的条件。 1、输出匹配网络的作用 Cn L 1 2、输出匹配网络工作原理 L2 (3)输出匹配网络的参数 C1 r1 ω2M2 r’= —— RA 这时L1C1回路的并联等效 回路谐振阻抗为 L1 L1 RP = ———— C1(r1+r’) Rp’ C 1 RP等效至集电极回路的阻 Rp ik 谐振时 抗R’P为 L1C1等 L 1 R’P=p2RP=p2 ———— 效电路 C1(r1+r’)
高频功率放大器的电路组成
2、输出匹配网络的工作原理 (1)输出匹配网络的组成 (2)负载的组成
二、输出匹配网络
2、输出匹配网络工作原理 (1)输出匹配网络的组成 L1C1R1并联谐振回路; LnCn串联谐振回路; L1L2变压器耦合回路。 (2)负载(天线等效电路)的组 成 CA天线等效电容 RA天线的辐射电阻 本电路是天线(负载)回 路通过互感形式与集电极调 谐回路相耦合。
IC0
Icm1 C
VCC (1) IC0 (2) L
Icmn
(3) C”
vC Vcm
L’
+
-
C
L
C’
VCC
Vcm
本页完 继续
高频功率放大器的电路组成
耦合电容C”的分析
一、馈电线路
1、高频功率放大器的馈电 原则: 2、实际的集电极馈电电路 (2)并馈式集电极馈电电路 电路分析: C”为隔直和高频耦合电容, 基波Icm1和谐波Icmn均可通过。 LC回路对基波Icm1呈现大阻 抗,产生基波电压Vcm,等效 电路如图(2)所示。对于谐波 Icmn,LC相当于短路,基本 不产生谐波电压Vcmn,等效 电路如图(3)所示。
串馈式 基极馈 电电路
VBB
+
C’
工作原理与集电极馈电电路 相似,同学们自行阅读教材。
C”
并馈式 基极馈 电电路
L’
-
VBB
+
C’
本页完 继续
高频功率放大器的电路组成
二、输出匹配网络 1、输出匹配网络的作用
二、输出匹配网络
放大器
1、输出匹配网络的三个作用 Z0 四端 Rs Zi (1)使负载阻抗与放大器所 RL 网络 需的最佳阻抗匹配,以保证 放大器传输到负载的功率最 大,它起着匹配网络的作用。 (2)抑制工作频率范围以外 例如:同一天线发射几套 的不需要频率,即它有良好 电视节目等。 的滤波作用。 (3)在有几个电子器件同进 输出功率的情况下,保证它 们都能有效地传送功率到负 载,但同时又应尽可能使这 几个电子器件彼此隔离互不 本页完 继续 影响。
5.5高频功率放 大器的电路组成
Icm1 C
VCC (1) (2) IC0 VBB VCC L
Icmn
(1)VCC经管外电路输至集电 极并产生直流电流IC0,该回路 中除了晶体管的内阻外,应没 有其他电阻消耗能量。
(2)高频基波分量Icm1应通过负 载回路,以产生所需的高频输出 功率。因此,只应有Icm1在负载 回路上产生电压降产生Vcm1。 (3)高频谐波分量Icmn在回路中 应是接近短路的,不应消耗功率。
放大器 Rs Zi 四端 网络 M L1 C1 r1 Cn L2 Ln CA Z0 RL
RA
天线发射复合输出回路 本页完 继续
高频功率放大器的电路组成
Cn和Ln的作用。
二、输出匹配网络
2、输出匹配网络工作原理 (1)输出匹配网络的组成 L1C1R1并联谐振回路; LnCn串联谐振回路; L1L2变压器耦合回路。 (2)负载(天线等效电路)的组 成 CA天线等效电容 RA天线的辐射电阻 调节Cn和Ln,配合CA使次 级回路处于串联谐振,令天 线回路电流达到最大值,使 天线辐射功率最大。
相关文档
最新文档