华北电力大学科技学院通信电子电路课件第4章.ppt

* * M57704内部电路图 M57704H典型应用电路 GSM宽带射频功放电路 在射频集成功率组件电路中，功放电路的输入输出匹配网络常用微带结构 在功放集成组件中，除了功放电路微带结构和功率管贴片安装外，其他元件几乎都采用平面集中元件，常用的平面集中元件有平面电容、平面电感和平面电阻等。 4.8功率合成技术 4.8.1传输线变压器 宽带高频功率放大电路采用非调谐宽带网络作为匹配网络, 能在很宽的频带范围内获得线性放大。最常见的宽带高频功率放大器是利用宽带变压器作耦合电路的放大器。 宽带变压器有两种形式： 1）利用普通变压器的原理，只是采用高频磁芯（短波） 2）利用传输线原理与变压器原理二者结合的传输线变压器 现代通信的发展趋势之一：在宽波段工作范围内能采用自动调谐技术，以便于迅速转换工作频率。 为满足上述要求，可以在发射机的中间各级采用宽带高频功率放大器。 由于宽带放大器没有选频作用，输出信号中谐波干扰较大，故一般只工作于非线性失真较小的A类或AB类，不适宜工作在B类或C类。 对宽带放大器的主要要求： 通频带要宽，失真要小，放大倍数要大 一、传输线变压器的工作原理 传输线：是指连接信号源和负载的两根导线，在低频工作时（信号波长?导线长度），传输线就是二根普通的连接线；而在高频工作时（信号波长与导线长度可以比拟），二根导线上的固有分布电感和线间分布电容的影响就不能忽略。此时，在输入和输出端之间，通过导线的电流和线间的电压无论在幅度和相位上都是不同的。 传输线变压器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(双绞线、带状线或同轴线等)绕在高导磁率的高频磁芯上构成的, 以传输线方式与变压器方式同时进行能量传输。具有传输线和变压器两种工作方式。 （a）结构示意图 （b）传输线形式原理电路 （c）普通变压器的原理电路 （d）传输线变压器等效电路 1：1传输线变压器 作为传输线变压器，1、4（或2、3）两端必须同时接地。 传输线变压器与普通变压器在传输能量的方式上是不同的。 普通变压器信号电压加于初级绕组的1、2端，使初级线圈有电流流过，通过磁力线在次级（3、4端）感应出相应的交变电压，将能量由初级传递到负载。而传输线变压器的信号电压却主要加于1、3端，能量在两导线间的介质中传输，自输入端到达输出端。也就是说加于负载两端的电压不是次级感应电压，而是传输线的终端电压。 注意： 1）传输线变压器中，线间分布电容不是影响高频能量传输的不利因素，反而是电磁能转换的必不可少的条件，即电磁波赖以传播的重要因素。 2）电磁波主要是在导线间介质中传播的，因此，磁芯的铁磁损耗对信号传输的影响也就大为减小。传输线变压器的最高工作频率就可以有很大提高，从而实现宽频带传输。 二、传输线变压器的特性 传输线变压器具有良好的频率特性是由它的传输线工作模式决定的。 1）传输线变压器的两种工作方式分别在不同的频段起作用： 在高频率时，传输线模式起主要作用，此时初次级之间的能量传输主要依靠线圈之间分布电容的耦合作用 在低频率时，变压器模式起主要作用，初次级之间的能量传输主要依靠线圈的磁耦合作用 2）对于理想的、无损耗的传输线，其特性阻抗是一个与频率无关的电阻： 3）无损耗和终端匹配（ ）的传输线，在传输线的任一位置处的电压和电流幅度处处相等，方向相反，电流产生的磁通只存在于两导线间，并且 具有无限宽的工作频带（上限频率无限大，下限频率为零）。 4）当传输线终端不匹配时，即 ，输入阻抗 不再是纯电阻，而是与频率有关的复阻抗，传输线上限频率受到了限制，而下限频率仍为零。 5）为扩展上限频率，首先要求 尽可能接近 ，即终端尽可能接近匹配；其次尽可能缩短传输线长度l。工程上要求 ， 是上限频率对应的波长。 6）由于传输线变压器又具有变压器结构，而普通变压器上、下限频率的扩展方法是相互制约的。 总结：传输线变压器是依靠传输线传送能量的一种宽带匹配元件，它的上限频率取决于传输线的长度及其与终端的失配程度；下限频率取决于初级绕组线圈的电感量，扩展上限频率和扩展下限频率是矛盾的。 三、传输线变压器的应用 1.高频倒相器 2.不平衡、平衡变换器 (a)平衡-不平衡 （b）不平衡-平衡 3.阻抗变换器