电子线路高频非线性部分2.4选读.ppt

2.4　高频功率放大器 2.4.1　高频功率管及大信号输入和输出阻抗 2.4.2　高频功率放大器设计举例 * 第 2 章　谐振功率放大器 2.4.1　高频功率管及大信号输入和输出阻抗 2.4.2　高频功率放大器设计举例 　　工作频率在几十兆赫兹至几百兆赫兹范围的谐振功率放大器统称为高频功率放大器。功率管的特性已不能仅用静态特性曲线表示。还需要考虑非线性电容，引线电感等分布参数和大注入效应等。工程上广泛采用借助功率管的大信号输入和输出阻抗的设计方法。 一、高频功率管结构 高频功率管的内部结构如图 2-4-1 所示。 内部结构 外部结构 　　(a)和(b)为四引线结构，其中两条引线为发射极(宜接成共发组态)或基极(宜接成共基组态)，目的是减小输入和输出公共极端点上的引线电感。 　　(c)和(d)为两线结构，金属底座为基极或发射极，宜接成共基组态或共发组态。 　　在器件手册中，指定用作线性功率放大器的高频功率管不宜丙类工作，否则放大器功率增益将偏低。 二、大信号输入和输出阻抗 　　大信号输入和输出阻抗可以通过实测得到。 1．将功率管接入谐振电路 　　在指定频率上且特定幅值的输入信号电压激励下，调整输入和输出滤波网络，使其谐振，输出功率最大，效率较高。 2．测试输入、输出阻抗 　　移去功率管、电压源。用 50 ? 电阻代替信号源。用阻抗测试仪测得得 B-E 之间阻抗为输入端要求外接的匹配阻抗，C-E 之间阻抗为输出要求外接的匹配阻抗。其阻抗的共轭值分别称为功率管的输入阻抗和输出阻抗。 　　一、设计步骤 　　选择晶体管 → 确定打信号阻抗 → 确定滤波匹配网络 → 确定馈电电路 → 安装调试 二、设计举例 　　例： 设计一个高频功率放大器，用于调频发射机，输入和输出负载均为 50 ?，输入信号频率为 80 MHz，输出信号频率为 160 MHz，要求输入功率为 4 mW 时，输出负载上得功率 ≥ 700 mW，二次谐波抑制度小于 -30 dB，放大器总效率大于 50％，电源电压为 15 V。 。 解：一、确定组成方案 。 　　通过计算效率和增益确定组成方案并选择工作状态。 根据二次谐波抑制度与传输效率的关系取 ?c = 0.7。 　　通常丙类功率放大器功率增益小于 12 dB，效率大于60％，所以分三级来完成。 二、选定器件和电路 fT = (2 ~ 10)fc PCM Pc V(BR)CEO 2Vcc 　　根据工作状态、指标要求确定电路。 三、滤波匹配网络设计 　　以末级输出网络为例，分为三个网络的组合进行分析。 　　网络Ⅰ：取 Qe1 = 3，设 Re1 = 150 ?。 　　网络Ⅱ：取 Qe2 = 2，Ce10 = 10 pF，并设 Re2 = 35 ?。 　　网络Ⅲ：取 Qe3 = 3，功率管的大信号输出阻抗 Re(= 98 ?) 和 C0(= 20 pF)。 四、安装调试 1．调整输入滤波网络达到谐振与匹配，IC0 显示最大，功率计显示也由小增大。 2．调整输出滤波网络达到谐振与匹配，IC0 减为最小，功率计显示达到最大值。 *