第三章高频功率放大器课件.ppt

1、1 1、丙类高频功率信号放大器是如何实现的？、丙类高频功率信号放大器是如何实现的？上节回顾上节回顾基极负偏压，减少了导通角。基极负偏压，减少了导通角。tUVuVubmbbbbbBEcosmax,cccIfico13g11.02.0290c90c180c1)(1cg57.1)(1cg57.1)(1cg%5.78c%5.78c%50cu 在在 =1=1的条件下的条件下甲类工作状态：甲类工作状态：乙类工作状态：乙类工作状态：丙类工作状态：丙类工作状态：u 导通角的选择导通角的选择（1）Rp一定的条件下，一定的条件下，c=120o时输时输出功率最大，但效率只有出功率最大，但效率只有66%。（2）c=1

2、o15o时，效率最高，但时，效率最高，但输出功率很小。输出功率很小。（3）在实际运用中，为了兼顾高的）在实际运用中，为了兼顾高的输出功率和高的集电极效率，谐振输出功率和高的集电极效率，谐振功率放大器导通角常取功率放大器导通角常取c=60o80o。2 2、效率如何计算？、效率如何计算？ccccccmocgVUPP1012121bbBZcQcccCEVUgIiVuQ:bmbbBEBEcmccCECEUVuuUVuuAmaxmin:0:maxccmccCECEiUVuuC3 3、如何绘制动态特性？、如何绘制动态特性？弦脉冲）欠压和临界时（尖顶余凹顶脉冲过压时pcccmbmcdRUUgg1cos11)

3、(输出电压波形输出电压波形欠压、临界、过压4、丙类功放的三种工作状态、丙类功放的三种工作状态欠压和临界区内欠压和临界区内Icmax由由ubemax决定，后者不改变，决定，后者不改变，Icmax就不变。就不变。无论存在何种工作状态，无论存在何种工作状态，Ic1m，Ic0正比正比Icmax。icuceubemaxQRp欠压区欠压区过压区过压区临界区临界区Rp欠压区欠压区过压区过压区临界区临界区Ic1mIcoc P=PcUcmPo5、负载线影响因素分析、负载线影响因素分析1Rp1、临界状态临界状态输出功率最大，效率也较高，可谓输出功率最大，效率也较高，可谓末级功放的最佳末级功放的最佳工作状态工作状态

4、。过压效率高，但输出功率小。过压效率高，但输出功率小。2、在欠压状态、在欠压状态Ic0，Ic1m几乎不变，功放相当于一个恒流源，而几乎不变，功放相当于一个恒流源，而过压状态过压状态Ucm几乎不变，相当于一个恒压源（几乎不变，相当于一个恒压源（可用于中间级功可用于中间级功放放）。）。uceicubemaxQ2Vc2Q1Vc1Q3Vc3t icVcc欠压区欠压区过压区过压区临界区临界区Vcc欠压区欠压区过压区过压区临界区临界区Ic1IcoP=POPC ccccVV5、负载线影响因素分析、负载线影响因素分析2Vcc5、负载线影响因素分析、负载线影响因素分析3Ubm 略增过压减少欠压和临界cmbmcp

5、ccdUUgRg1cos11Ubm欠压区欠压区过压区过压区临界区临界区Ic1IcoP=POUbm欠压区欠压区过压区过压区临界区临界区5、负载线影响因素分析、负载线影响因素分析4Vbb 略减过压减少欠压和临界cmbmcpccdUUgRg1cos11Vbb欠压区欠压区过压区过压区临界区临界区Ic1IcoP=POVbb欠压区欠压区过过压压区区临界区临界区 固定固定Vbb、增大、增大Ubm和固定和固定Ubm、增大、增大Vbb的情况类似，的情况类似，它们都使基它们都使基极输入电压极输入电压uBEmax随之增大，随之增大，对对应应的的集电极脉冲电流集电极脉冲电流ic的幅度和宽度均的幅度和宽度均增大，放大器

6、的工作状态由欠压进入过压增大，放大器的工作状态由欠压进入过压。基极幅度调制工作在欠压。基极幅度调制工作在欠压区。区。1 1、丙类高频功率信号放大器基本组成、丙类高频功率信号放大器基本组成 谐振功率放大器是由谐振功率放大器是由输入谐振回路输入谐振回路、非线性器件（晶体管、非线性器件（晶体管、场效应管）、场效应管）、输出谐振回路输出谐振回路组成。组成。输入谐振回路：输入谐振回路：基极的馈电电路，分为串馈和并馈。其负偏基极的馈电电路，分为串馈和并馈。其负偏电压可由自身提供。电压可由自身提供。CBLBLBLBCERBReVTVTVTIBOUBBIBOIeo +UBB -tUUubmBBBEcos3.4

7、 高频功率放大器的实用电路高频功率放大器的实用电路 输出谐振回路：输出谐振回路：集电极的馈电电路，分为串馈和并馈。集电极的馈电电路，分为串馈和并馈。IcoECIcnIc1CL+输出回路方程：输出回路方程：uce=Ec Ucmcos t+Ec 串馈适用于高频低功率情况；并馈适串馈适用于高频低功率情况；并馈适用于低频高功率情况。用于低频高功率情况。电路组成三原则：电路组成三原则：三 高频功放的耦合回路高频功放的耦合回路RiRoRLRS功率功率放大器放大器输入输入匹配匹配网络网络输出输出匹配匹配网络网络RLRSuS(1)使负载阻抗与放大器所需要的最佳阻抗相匹配，以保证放大器传输到负使负载阻抗与放大器

8、所需要的最佳阻抗相匹配，以保证放大器传输到负载的功率最大载的功率最大，即它起着匹配网络的作用。，即它起着匹配网络的作用。(2)抑制工作频率范围以外的不需要频率，即它抑制工作频率范围以外的不需要频率，即它有良好的滤波作用。有良好的滤波作用。(3)在有几个电子器件同时输出功率的情况下，保证它们都在有几个电子器件同时输出功率的情况下，保证它们都能有效地传送能有效地传送功率到公共负载功率到公共负载，同时又尽可能地使这几个电子器件，同时又尽可能地使这几个电子器件彼此隔离，互不影响彼此隔离，互不影响。级间耦合网络级间耦合网络:放大器输出放大器输出 至至 放大器输入端放大器输入端输出匹配网络输出匹配网络:放

9、大器输出端放大器输出端 至至 天线或其他负载天线或其他负载输入匹配网络输入匹配网络:信号源内阻信号源内阻 至至 放大器输入端放大器输入端u 教材上有关三种匹配网络的计算公式在设计放大电路时可以参考应用。教材上有关三种匹配网络的计算公式在设计放大电路时可以参考应用。但是但是在实际应用中尚需认真调整。在实际应用中尚需认真调整。R2R1(a)(b)(c)几种常见的LC匹配 (a)L型;(b)T型;(c)型滤波器型的匹配网络滤波器型的匹配网络22211122112222222121222222122121CCCCCCCCCCXXRRXXXRRXRXRXRRXRXR已知已知R2、R1，输入端品质因数，输

10、入端品质因数QL，求，求L1，C1和和C2。21121CCLXXXRR网络谐振条件：网络匹配条件：212122112221111/1CLLLCLCXQRQRQXRRQRXQRXLL1.级间耦合网络（含输入回路）级间耦合网络（含输入回路）多级功放中间级的一个很大问题是后级放大器的输多级功放中间级的一个很大问题是后级放大器的输入阻抗是变化的，是随激励电压的大小及管子本身的工作入阻抗是变化的，是随激励电压的大小及管子本身的工作状态变化而变化的。状态变化而变化的。这个变化反映到前级回路，会使前级放大器的工作这个变化反映到前级回路，会使前级放大器的工作状态发生变化。此时，若前级原来工作在欠压状态，则由状

11、态发生变化。此时，若前级原来工作在欠压状态，则由于负载的变化，其输出电压将不稳定。于负载的变化，其输出电压将不稳定。对于中间级而言，最主要的是应该保证它的对于中间级而言，最主要的是应该保证它的电压输电压输出稳定出稳定，以供给下级功放稳定的激励电压，而效率则降为，以供给下级功放稳定的激励电压，而效率则降为次要问题。次要问题。对于中间级应采取如下措施：对于中间级应采取如下措施：1)1)使中间级放大器工作于使中间级放大器工作于过压状态过压状态，使它近似为一个，使它近似为一个恒恒 压源压源。2)2)降低级间耦合回路的降低级间耦合回路的效率效率。回路效率降低后，其本。回路效率降低后，其本 身的损耗加大。

12、这样下级输入阻抗的变化相对于回身的损耗加大。这样下级输入阻抗的变化相对于回 路本身的损耗而言就不显得重要了。中间级耦合回路路本身的损耗而言就不显得重要了。中间级耦合回路 的效率一般为的效率一般为 k k=0.1=0.10.50.5，平均在，平均在0.30.3上下。也就是说，上下。也就是说，中间级的输出功率应为后一级所需激励功率的中间级的输出功率应为后一级所需激励功率的3 31010倍。倍。2.输出匹配网络输出匹配网络 输出匹配网络常常是指设备中末级功放与天线或其他负载输出匹配网络常常是指设备中末级功放与天线或其他负载间的网络，这种匹配网络有间的网络，这种匹配网络有L L型、型、型、型、T T型

13、网络及由它们组型网络及由它们组成的多级网络，也有用双调谐耦合回路的。成的多级网络，也有用双调谐耦合回路的。输出匹配网络的主要功能与要求是输出匹配网络的主要功能与要求是匹配、滤波、隔离和高匹配、滤波、隔离和高效率。效率。高频调谐功率放大器（阻抗在变化）的高频调谐功率放大器（阻抗在变化）的阻抗匹配阻抗匹配就是在就是在给定的电路条件下，改变负载回路的可调元件，给定的电路条件下，改变负载回路的可调元件，将负载阻抗将负载阻抗Z ZL L转换成放大管所要求的最佳负载阻抗转换成放大管所要求的最佳负载阻抗R Rp p，使管子送出的功，使管子送出的功率率P P0 0能尽可能多的馈至负载。能尽可能多的馈至负载。这

14、就叫做达到了匹配状态，或这就叫做达到了匹配状态，或简称匹配。简称匹配。根据负载接入集电极回路方式，可分为简单输出回路（负根据负载接入集电极回路方式，可分为简单输出回路（负载直接和回路并联）和复合输出回路（负载通过电抗元件和回载直接和回路并联）和复合输出回路（负载通过电抗元件和回路并联）。路并联）。最常见的输出回路是复合输出回路，如图所示。最常见的输出回路是复合输出回路，如图所示。图中，介于电子器件与天线回图中，介于电子器件与天线回路之间的路之间的L1C1 1回路就叫做中介回路就叫做中介回路；回路；RACA分别代表天线的辐分别代表天线的辐射电阻与等效电容；射电阻与等效电容；Ln、cn为为天线回路

15、的调谐元件，它们的天线回路的调谐元件，它们的作用是使天线回路处于串联谐作用是使天线回路处于串联谐振状态，以获得最大的天线回振状态，以获得最大的天线回路电流路电流iA，亦即使天线辐射功，亦即使天线辐射功率达到最大。率达到最大。复合输出回路复合输出回路(为了简化电路，省略了为了简化电路，省略了 直流电源及辅助元件直流电源及辅助元件L、C、C 等等)这种电路是将天线这种电路是将天线(负载负载)回路通过互感或其他形式与集电回路通过互感或其他形式与集电极调谐回路相耦合。极调谐回路相耦合。LnC1CARACnL1r1L2图图3-2350MHz功率放大器功率放大器50MHz，25W谐振功率放大器谐振功率放大

16、器四四 实际电路举例实际电路举例C1、C2和和L1 构成构成T型匹配网络型匹配网络L2、L3和和C3、C4 构成构成型网络，串馈型网络，串馈补充补充：丙类倍频器：丙类倍频器 原因原因：1、降低主振器的频率，对频率稳定指标是有利的。、降低主振器的频率，对频率稳定指标是有利的。2、为了提高发射信号频率的稳定程度，主振器常采用石英晶体、为了提高发射信号频率的稳定程度，主振器常采用石英晶体振荡器，但限于工艺，其只能达到几十振荡器，但限于工艺，其只能达到几十MHz，因此为了获得更高，因此为了获得更高的频率，主振后要倍频。的频率，主振后要倍频。3、加大调频发射机信号的频移或相移，即加深调制度。、加大调频发

17、射机信号的频移或相移，即加深调制度。4、倍频器的输入信号与输出信号的频率是不相同的，因而可以、倍频器的输入信号与输出信号的频率是不相同的，因而可以削弱前后级寄生耦合，对发射机的稳定工作是有利的。削弱前后级寄生耦合，对发射机的稳定工作是有利的。5、展宽通频带。、展宽通频带。倍频器常有三种形式倍频器常有三种形式：1、乘法器实现倍频；、乘法器实现倍频；2、丙类放大器倍、丙类放大器倍频；频；3、参量倍频器，利用晶体管的结电容随电压变化的非线性、参量倍频器，利用晶体管的结电容随电压变化的非线性来实现倍频。来实现倍频。tncosIt2cosItcosIIiCn2C1CCOc 其其中中：tUEuCCce 2

18、cos2 ,而而 PCCRIU22 PR为为 LC 回回路路谐谐振振在在 2时时的的并并联联谐谐振振电电 阻阻。iC+uce-uc2+iciC1iC2ic频谱频谱0 2 3 4ICOIC1IC2IC3IC4LC谐振特性谐振特性iC1iC1iC1iC2iC2iC2 0c0c040,3n60,2n,n120 cmax1122oncncnccncPUIVIon=1122cncncnccccoUIPgPV Io13g12在作倍频器应用时，为使输出最大，一般应选择使在作倍频器应用时，为使输出最大，一般应选择使 n(c)为最大值的导为最大值的导通角，而此最佳导通角为：通角，而此最佳导通角为：1.由于倍频器

19、主要是利用了余弦尖顶脉冲的谐波分量，由于倍频器主要是利用了余弦尖顶脉冲的谐波分量，maxccncniI2.如果设倍频器的导通角为如果设倍频器的导通角为 c，则倍频器的输出功率和效率为，则倍频器的输出功率和效率为3.n值越高，输出功率和效率下降；同时，最佳值越高，输出功率和效率下降；同时，最佳 c值越小。为了减少值越小。为了减少 c，就必，就必须提高倍频器的基极反向偏压须提高倍频器的基极反向偏压Vbb，就可能使得发射结的反向偏压超过击穿电，就可能使得发射结的反向偏压超过击穿电压。因此，压。因此，n通常不超过通常不超过3-4，一般只取，一般只取2-3。丙类放大器集电极电流丙类放大器集电极电流ic的

20、基的基波分量的振幅最大，二阶谐波次波分量的振幅最大，二阶谐波次之，谐波次数愈高，其幅值也愈之，谐波次数愈高，其幅值也愈小。作为基波放大时，负载回路小。作为基波放大时，负载回路要滤除高次谐波分量还是比较容要滤除高次谐波分量还是比较容易的。但是，作为倍频器，要滤易的。但是，作为倍频器，要滤除的是幅值较大的低次谐波分量，除的是幅值较大的低次谐波分量，这会有不少困难。这会有不少困难。L1C1串联谐振于串联谐振于f0，L1C1C2C3并联并联谐振于谐振于nf0ic频谱频谱0 2 3 4ICOIC1IC2IC3IC4 现代通信发展趋势之一是在宽波段工作范围内能采用自动调谐现代通信发展趋势之一是在宽波段工作

21、范围内能采用自动调谐技术，以便于迅速转换工作频率。而以技术，以便于迅速转换工作频率。而以LC谐振回路为输出电路的功谐振回路为输出电路的功率放大器是率放大器是窄带高频功率放大器窄带高频功率放大器，需要调谐，使得窄带功率放大器，需要调谐，使得窄带功率放大器的运用就受到了很大的限制的运用就受到了很大的限制。3.6 宽带高频功率放大器宽带高频功率放大器 而现今而现今宽带功率放大器，宽带功率放大器，有两种形式：一是利用有两种形式：一是利用高频变压器高频变压器（普通变压器采用铁芯，高频特性差；高频变压器采用高频磁芯，（普通变压器采用铁芯，高频特性差；高频变压器采用高频磁芯，上限频率可以提高，适用于短波。）

22、；二是上限频率可以提高，适用于短波。）；二是传输线变压器传输线变压器。宽频带功率放大器没有选频作用。因此谐波的抑制成了一个重宽频带功率放大器没有选频作用。因此谐波的抑制成了一个重要的问题。为此，放大管的工作状态就只能选在非线性畸变比较小要的问题。为此，放大管的工作状态就只能选在非线性畸变比较小的的甲类或甲乙类状态甲类或甲乙类状态，效率较低，也就是说，效率较低，也就是说宽频带放大器是以宽频带放大器是以牺牲牺牲效率作为代价来效率作为代价来换取换取宽频带输出的宽频带输出的。3.6.1 传输线变压器传输线变压器1.宽频带特性宽频带特性 高频变压器存在的问题高频变压器存在的问题 为扩展下限频率为扩展下限

23、频率,需增大初级线圈电感量需增大初级线圈电感量,使其在低频段也能取使其在低频段也能取得较大的输入阻抗得较大的输入阻抗,如采用高导磁率的高频磁芯和增加初级线圈的如采用高导磁率的高频磁芯和增加初级线圈的匝数匝数,但这将使变压器的漏感和分布电容增大（旁路作用）但这将使变压器的漏感和分布电容增大（旁路作用）,降低了降低了上限频率；上限频率；为扩展上限频率为扩展上限频率,需减小漏感和分布电容需减小漏感和分布电容,减小高频功耗减小高频功耗,如采用如采用低导磁率的高频磁芯和减少线圈的匝数低导磁率的高频磁芯和减少线圈的匝数,但这又会使下限频率提高。但这又会使下限频率提高。传输线变压器传输线变压器是基于传输线原

24、理和变压器原理二者相结合是基于传输线原理和变压器原理二者相结合而产生的一种耦合元件。它是将传输线而产生的一种耦合元件。它是将传输线(双绞线、带状线或同双绞线、带状线或同轴线等轴线等)绕在高导磁率的高频磁芯上构成的绕在高导磁率的高频磁芯上构成的,以传输线（高频）以传输线（高频）方式与变压器（低频）方式同时进行能量传输。方式与变压器（低频）方式同时进行能量传输。当工作在低频段时当工作在低频段时,由于信号波长远大于传输线长度由于信号波长远大于传输线长度,分分布参数很小布参数很小,可以忽略可以忽略,故变压器方式起主要作用。由于磁芯故变压器方式起主要作用。由于磁芯的导磁率高的导磁率高,所以虽传输线较短也

25、能获得足够大的初级电感所以虽传输线较短也能获得足够大的初级电感量量,保证了传输线变压器的低频特性较好。保证了传输线变压器的低频特性较好。2.宽频带传输线变压器的工作原理宽频带传输线变压器的工作原理传输线变压器是将两根等长的导线紧靠在一起，并绕在高导磁率低损耗的传输线变压器是将两根等长的导线紧靠在一起，并绕在高导磁率低损耗的磁芯上构成的。最高工作频率可扩展到几百兆赫甚至上千兆赫。磁芯上构成的。最高工作频率可扩展到几百兆赫甚至上千兆赫。传输线变压器与普通变压器在传输能量的方式上是不相同的，传输线变传输线变压器与普通变压器在传输能量的方式上是不相同的，传输线变压器负载两端的电压压器负载两端的电压不是

26、不是次级感应电压，次级感应电压，而是而是传输线的终端电压。传输线的终端电压。两根导线紧靠在一起，所以导线任意长度处的线间两根导线紧靠在一起，所以导线任意长度处的线间电容很大，且在整个线上均匀分布。其次，两根等电容很大，且在整个线上均匀分布。其次，两根等长导线同时绕在高长导线同时绕在高磁芯上，所以导线上均匀分布磁芯上，所以导线上均匀分布的电感量也很大，这种电路通常又叫的电感量也很大，这种电路通常又叫分布参数电路分布参数电路。usususRLRLRLRsRsRs(a)结构示意图结构示意图(c)普通变压器的原理电路普通变压器的原理电路(b)原理电路图原理电路图u1u2u1u2u1u2在传输线变压器中

27、：线间的分布电容不影响高频能量的传输，电磁波以电在传输线变压器中：线间的分布电容不影响高频能量的传输，电磁波以电磁能交换的形式在导线间介质中传播的。磁能交换的形式在导线间介质中传播的。(1)1：1传输线变压器传输线变压器 3.常用传输线变压器电路分析常用传输线变压器电路分析1：1传输线变压器，又叫倒相变压器。传输线变压器，又叫倒相变压器。当传输线无损时，可以认为当传输线无损时，可以认为u1=u2和和i1=i2。usRLRsu1u2i1i2输出端输出端(2-4端端)的等效阻抗为：的等效阻抗为：Z2-4=u2/i2输入端输入端(1-3端端)的等效阻抗为的等效阻抗为：Z1-3=u1/i1=Z2-4传

28、输线变压器传输线变压器与与负载负载的匹配，要求的匹配，要求：Z2-4=RL 信号源信号源与与传输线变压器传输线变压器的匹配，要求的匹配，要求：Z1-3=Rs 1:1传输线变压器，最佳匹配状态应该满足：传输线变压器，最佳匹配状态应该满足：满足最佳功率传输条件的传输线特性阻抗为满足最佳功率传输条件的传输线特性阻抗为：1:1传输线变压器具有最大功率输出，但实际传输线变压器具有最大功率输出，但实际RL正好等于正好等于Rs的情况很少。的情况很少。So：1：1传输线变压器很少用作阻抗匹配元件，而更多的是用来作为倒传输线变压器很少用作阻抗匹配元件，而更多的是用来作为倒相器。相器。传输线的特性阻抗：传输线的特

29、性阻抗：L为单位线长的分布电感；为单位线长的分布电感；C为为单位线长的分布电容。单位线长的分布电容。o/ZL Co1 32 4ZZZ01 32 4LSZZZRRusRsusususRsRsRLRLRLRLRsu1u1u2u2i2i1i1+i2(2)1：4和和4：1传输线变压器传输线变压器1：4传输线变压器是把负载阻抗降为传输线变压器是把负载阻抗降为1/4倍以便和信号源相匹配。在负载匹配倍以便和信号源相匹配。在负载匹配的条件下（即的条件下（即RL=4Rs），有），有 u1=u2=u 和和 i1=i2=i 分析：分析：由于变压器的由于变压器的1端与端与4端相连，端相连，输入端输入端1端与端与3端的

30、电压为端的电压为u，负载负载RL上的电压为上的电压为u1+u2=2u，输入端输入端1的电流为的电流为i1+i2=2i，且，且u1u1u2u2i2i1i1+i2+2u-传输线变压器的输入阻抗为传输线变压器的输入阻抗为：传输线变压器把负载传输线变压器把负载RL变换为变换为RL/4，实现了，实现了1：4的阻抗变换。的阻抗变换。如果把输入端和输出端对调就成为如果把输入端和输出端对调就成为4：1传输线变压器。传输线变压器。4：1传输线变传输线变压器把负载阻抗升高压器把负载阻抗升高4倍和信号源匹配，由电压电流关系不难证明该变压器倍和信号源匹配，由电压电流关系不难证明该变压器具有具有4：1的阻抗变换作用。的

31、阻抗变换作用。ii2i1iii1+i2L2uiRL1 3L2242RuuZuiR例例 求解下图输入阻抗求解下图输入阻抗Ri和负载和负载RL的关系。的关系。解：1)分析B点电流和电压。IB=I12+I56+I78=3IVB=U24=URL=VB/IB=U/3I2)分析A点电流和电压。IA=I12=IVA=U13+U57+U24=3URi=VA/IA=3U/I因此Ri=9RL3.7 功率合成（自学）功率合成（自学）利用利用多个多个功率放大电路同时对输入信号进行放大功率放大电路同时对输入信号进行放大,然后设然后设法将各个功放的输出信号法将各个功放的输出信号相加相加,这样得到的总输出功率可以这样得到的

32、总输出功率可以远远远大于远大于单个功放电路的输出功率，这就是单个功放电路的输出功率，这就是功率合成技术功率合成技术。利用功率合成技术可以获得利用功率合成技术可以获得几百瓦甚至上千瓦几百瓦甚至上千瓦的高频输的高频输出功率。出功率。理想的功率合成器要求：理想的功率合成器要求：(1)应具有应具有功率合成功率合成的功能；的功能；PALL=NP1 (2)还必须在其输入端使与其相接的前级各率放大器还必须在其输入端使与其相接的前级各率放大器互相互相隔离隔离,即当其中某一个功率放大器损坏时即当其中某一个功率放大器损坏时,相邻的其它功率放相邻的其它功率放大器的工作状态不受影响大器的工作状态不受影响,仅仅是功率合

33、成器输出总功率减小仅仅是功率合成器输出总功率减小一些。一些。利用利用传输线变压器传输线变压器可以组成各种类型的可以组成各种类型的功率分配器和功率合功率分配器和功率合成器成器,且具有频带宽、结构简单、插入损耗小等优点且具有频带宽、结构简单、插入损耗小等优点,然后可进一然后可进一步组成宽频带大功率高频功放电路。步组成宽频带大功率高频功放电路。图中：图中：17为宽频功率放大器，为宽频功率放大器，I、II、III为功率分配网络，为功率分配网络，IV、V、VI 为功率合成网络为功率合成网络ABCRRZR/2/2CCRZR22DCRZR1ADIII1BDIII11200;ABDIIIII(2)2DAAPI

34、UUIABAPPUI2DABAPPPP100CIP由于：由于：IA=IBABCRRZR/2/2CCRZR22DCRZR1ADIII1BDIII122CUI R 1/2DAIII;0AABPI U P122ADDAIPI UUP112222ACAIUPIUP211()24DDDCRRRR2413131234/2UUUUUUABCRRZR/2/2CCRZR22DCRZR1ADIII1BDIII1200;DDABIIIII22211(2)22CCAPIRI RIR22;AABBPI R PI RCABPPP00DDIPABCRRZR/2/2CCRZR22DCRZR1ADIII1BDIII2()ABA

35、ABBABAUUI RI RIIR 00DABIU2ABDDUUI R()ABADDIIRI R2DADDI RI R(2)0DDAIRRABCRRZR/2/2CCRZR2/2SPUR/2ABSIIUR2/4ABSPPUR0DP 2ABUU1234NN3412UUU/()ASCDAIURRR/2ASAIURI2/4AAASPI RUR2/DDIUR/4DDRR等效到等效到34端的端的RD为为 本章小结本章小结 1.谐振功率放大器主要用来放大高频大信号，其目的是为了谐振功率放大器主要用来放大高频大信号，其目的是为了获得高功率和高效率输出的有用信号。高频谐振功率放大电获得高功率和高效率输出的有用信

36、号。高频谐振功率放大电路可以工作在甲类、乙类或丙类状态。相比之下路可以工作在甲类、乙类或丙类状态。相比之下,丙类谐振功丙类谐振功放的输出功率虽不及甲类和乙类大放的输出功率虽不及甲类和乙类大,但效率高但效率高,节约能源节约能源,所以所以是高频功放中经常选用的一种电路形式。是高频功放中经常选用的一种电路形式。2.谐振功率放大器的特点是晶体管基极为负偏压，即工作在谐振功率放大器的特点是晶体管基极为负偏压，即工作在丙类工作状态，其集电极电流为余弦脉冲状，由于负载为丙类工作状态，其集电极电流为余弦脉冲状，由于负载为LC回路，则输出电压为完整正弦波。回路，则输出电压为完整正弦波。3.丙类谐振功放效率高的原

37、因在于导通角丙类谐振功放效率高的原因在于导通角小小,也就是晶体管也就是晶体管导通时间短导通时间短,集电极功耗减小。但导通角集电极功耗减小。但导通角越小越小,将导致输出功将导致输出功率越小。率越小。所以选择合适的所以选择合适的角角,是丙类谐振功放在兼顾效率和是丙类谐振功放在兼顾效率和输出功率两个指标时的一个重要考虑。输出功率两个指标时的一个重要考虑。4.丙类谐振功率放大器工作在非线性区，采用折线分析法是丙类谐振功率放大器工作在非线性区，采用折线分析法是工程上常用的一种近似方法。根据晶体管是否工作在饱和状工程上常用的一种近似方法。根据晶体管是否工作在饱和状态而分为欠压、临界和过压三种工作状态。当负

38、载态而分为欠压、临界和过压三种工作状态。当负载Rp变化时，变化时，其工作状态发生变化，由此引起放大器输出电压、功率、效其工作状态发生变化，由此引起放大器输出电压、功率、效率的变化特性称为负载特性。临界工作时输出功率最大，适率的变化特性称为负载特性。临界工作时输出功率最大，适合末级功放；过压工作状态适合中间级放大。若用来进行基合末级功放；过压工作状态适合中间级放大。若用来进行基极调幅极调幅,应该工作在欠压状态；若用来进行集电极调幅，应该应该工作在欠压状态；若用来进行集电极调幅，应该工作在过压状态。折线化的动态线在性能分析中起了非常重工作在过压状态。折线化的动态线在性能分析中起了非常重要的作用。要

39、的作用。5.丙类谐振功放的输入回路常采用自给负偏压方式丙类谐振功放的输入回路常采用自给负偏压方式,输出回输出回路有串馈和并馈两种直流馈电方式。为了实现和前后级电路的路有串馈和并馈两种直流馈电方式。为了实现和前后级电路的阻抗匹配阻抗匹配,可以采用可以采用LC分立元件、微带线或传输线变压器几种分立元件、微带线或传输线变压器几种不同形式的匹配网络不同形式的匹配网络,分别适用于不同频段和不同工作状态。分别适用于不同频段和不同工作状态。在给定功放管后，放大器的设计主要就是馈电电路和阻抗匹配在给定功放管后，放大器的设计主要就是馈电电路和阻抗匹配电路的设计。电路的设计。6.谐振功放属于窄带功放，而宽带高频功放采用非调谐方式谐振功放属于窄带功放，而宽带高频功放采用非调谐方式,工作在甲类状态工作在甲类状态,采用具有宽频带特性的传输线变压器进行阻采用具有宽频带特性的传输线变压器进行阻抗匹配抗匹配,并可利用功率合成技术增大输出功率。并可利用功率合成技术增大输出功率。