第4篇 发射系统.ppt

第4章 发射系统 4.1 基本概念 4.2 C 类射频功放 4.3 直流馈电电路及匹配电路 4.4 高效率射频功率放大器 4.5 射频功放实用电路 4.6 宽带功放与功率合成技术 4.1 基本概念 正弦波在不同工作点得到的输出波形： 晶体管高频功率放大器的（简化）原理电路 谐振功放电流、 电压波形 设输入信号为： 则： 集电极效率η为 P0/PD ξ g1(θ) θ在0°～180°范围内的分解系数曲线和波形系数曲线 结论 效率随导通角增加而降低 增大g1与增大α1是互相矛盾的 导通角为120度（甲乙类）时，输出功率最大，但效率较低。 为兼顾输出功率和效率，导通角一般选70度（丙类）左右 过压时电流脉冲形状出现凹陷 过压时电流脉冲形状出现凹陷 小 结： 临界状态：Po最大，η较高，为最佳工作状态，常用于发射机末级。 过压状态：输出电压基本不变，弱过压时η最高，但Po下降，常用于发射机中间级和集电极调幅电路中。 欠压状态：Po较小，η较低，Pc大，输出电压不稳定，使用较少，但可用于基极调幅电路中。 注意：负载短路很危险，此时Po为0，Pc最大，超出晶体管安全工作范围，容易烧毁管子。 例题1：实测一谐振功放，发现输出功率Po仅为设计值的20％，而直流电流Ico却略大于设计值。试问该放大器工作在什么状态？如何调整放大器才能使Po和Ico接近设计值？ 例题2：设二个谐振功放具有相同的回路元件参数，输出功率Po分别是甲为1W，乙为0.6W。现增大二个放大器的电源电压Vcc ，发现甲的Po增加不明显，而乙的Po增加明显，试分析原因。若要增大甲的输出功率，还应同时采取什么措施（暂不考虑功率管的安全工作问题）？ 4.3 直流馈电电路及匹配电路 L型匹配电路 二个异性电抗支路连接成L型结构的匹配电路。有二种基本电路形式： 为提高谐波抑制能力，将LC接成低通形式，即： 串臂上的电抗为电感性，并臂上的电抗为电容性 L型匹配电路分析 运用串、并联阻抗的转 换简化成串、 并谐回路 (a)电路简化成串谐支路，适用于R1R2情况： R1=R2′=R2(1+Q2) ，Q=√（R1/R2）－1 WL=QR2=√R2（R1－R2） 1/（WC）=R1/Q=R1√R2/（R1－R2） (b)电路简化成并谐回路，适用于R1R2情况： Q=√（R2/R1）－1） WL=√R1（R2－R1） 1/（WC）=R2 √ R1/（R2－R1） Π型匹配电路 Π型匹配电路由二个串接的L型电路组成。 注意：（1）可实现条件：Q2（R1/R2）－1 （2）拆成二个L型时，串、并臂电抗应为异性，可采用L型分析方法。 （3）工作频率较高时， 须考虑功率管的输出 电容。 各元件计算公式见P92-93 T型匹配电路 T型匹配电路由二个串接的L型电路组成。 可实现条件：Q2（R1/R2）－1 拆成二个L型时，串、并臂电抗应为异性，仍可 采用L型分析方法。 各元件计算公式 见P94 匹配电路在高功放中占有重要地位，只有将其设 计调整好，才可使系统工作于最佳状态。 课堂练习：试画出二级谐振功放的实际电路， 要求同时满足： （1）二级均采用NPN型晶体管，发射极直接接地； （2）第一级基极采用固定分压式偏置电路，与前级 互感耦合，第二级基极采用零偏置； （3）第一级集电极电源采用并馈方式，第二级采用 串馈形式，二级共用一个电源； （4）二级间回路为T型匹配网络，输出回路采用∏型 匹配网络，负载为天线。 传输线变压器等效电路 传输线变压器特性 当传输线无耗且终端匹配（负载等于特性阻抗Zc）时，沿传输线任一位置上的电压和电流幅度才会处处相等，为1:1变压器，且输入阻抗等于Zc，此时具有无限宽的工作频带。 理想无耗传输线的特性阻抗Z c= 实际条件下，为扩展上限工作频率，要求负载尽可能接近Zc，并尽可能缩短传输线长度l（要求l＜λmin／8） 传输线变压器特性 低频段时, 信号波长远大于传输线长度, 分布参数很小, 变压器方式起主要作用。磁芯的导磁率高，初级电感量足够大，传输线变压器的低频特性较好。 高频段时, 传输线方式起主要作用。虽然实际不是严格无耗和匹配, 但上限频率仍可以达到很高。 可以实现某些特定阻抗比的变换。 功率合成技术 功率合成 利用多个放大器同时对输入信号进行放大，然后用合成的 方法将各输出功率相加，得到一个总