[理学]模块3高频功率放大器.ppt

周期信号的傅里叶级数表示： 法国数学家傅里叶发现，任何周期函数都可以用正弦函数或余弦函数构成的无穷级数来表示。 集电极电流 的傅里叶级数表示： 3.1 丙（C）类谐振功率放大器的工作原理 3.1.1 基本工作原理 3.1.2 余弦电流脉冲的分解 3.1.3 输出功率与效率 3.1.3 输出功率与效率 3.2.1 谐振功率放大器工作状态与负载特性 3.2.2 VCC对放大器工作状态的影响 3.2.3 Uim和VBB对放大器工作状态的影响 思考讨论题 3.3.1 直流馈电电路 3.3.2 滤波匹配网络 3.3.3 谐振功率放大器应用电路 3.4.1 丙类倍频器 3.4.2 丁（D）类功率放大器 丁（D）类功率放大器 3.4.3 戊（E）类功率放大器 3.5 宽带高频功率放大器 本章小结 iC表达式的证明 负载电阻 高频扼流圈 L、C串联谐振回路 与L、C组成负载网络。 选择合适的网络参数，保证功率管上的电流和电压不同时出现，从而提高了放大器的效率。 主要要求： 了解传输线变压器的工作原理和应用特点。 了解用传输线变压器实现阻抗变换的方法。 了解用传输线变压器实现功率合成与分配的方法。 了解宽带高频功放的工作原理。 宽带功放的应用、结构和工作特点： 主要用在多频道通信系统、宽带高频设备中。 无选频滤波功能；工作于非线性失真较小的甲类或乙类状态，单元电路的效率低、输出功率小；采用功率合成与分配技术，实现多个功放联合工作以获得大功率输出。 利用传输线变压器实现 一、传输线变压器结构与工作原理 将传输线绕在高导磁率、低损耗的磁环构成。 主要特点：工作频带极宽,可达GHz ;覆盖系数可达104。 （普通高频变压器上限频率只能 达几十MHz ，覆盖系数达几百 ） RL RS us 4 1 2 3 + – 两根等长导线紧靠并绕在高导磁率、低损耗的磁环上。 3.5.1 传输线变压器 接负载 接地 接地 接信号源 RL RS us 4 1 2 3 + – 等效 结论： 1. 在信号源与负载之间有两种能量传输途径并行存在。 2. 为 1:1 电压倒相电路，其阻抗变比为1:1。 Rs us 1 3 + – RL 2 4 + – + – u1 u2 Rs 1 + – RL 2 3 4 us + – u1 + – u2 传输线电路 普通变压器电路 对传输线变压器要求 传输线长度小于最小工作波长的1/8 传输线特性阻抗 这样的传输线可近似看成无耗且匹配的传输线。 无耗匹配传输线特点：频带无限宽； 输入能量完全传送到负载。 i1 i2 Rs us 1 3 + – RL 2 4 + – + – u1 u2 i1 i2 Zi 励磁电流的影响 励磁电流破坏了传输线两线中电流分布的对称性。 措施：采用高导磁率环形 磁芯，以增大一次 线圈电感，从而减 小励磁电流。 频率减小时，一次线圈感抗减小，io 增大，u 减小 这样不但传输线两线中电流分布不对称， 而且输入、输出电压很小，可见传输线变压器下限频率受到一次线圈电感限制。 小结 传输线变压器的工作方式是传输线原理与变压器工 作原理的结合，高频时励磁感抗很大，励磁电流可以忽 略不计，传输线方式起主要作用，其上限频率取决于传 输线长度，长度越短，上限频率越高；低频时传输线和 变压器两种方式起作用；频率很低时，变压器方式起主 要作用，其下限频率受励磁电感量限制，励磁电感量越 大，下限频率越低。 二、传输线变压器的应用 实现1:1平衡不平衡电路转换、阻抗变换、功率的 合成与分配等。 1. 平衡和不平衡电路的转换 不平衡 — 平衡转换 平衡 —不平衡转换 2. 阻抗变换 4:1 阻抗变换器 Ri i i 2i 为实现阻抗匹配，要求： 1:4 阻抗变换器 i i 2i Ri Rs us 1 3 + – RL 2 4 + – + – u u Rs us 1 3 + – RL 2 4 + – + – u u H1 H4 A1 H2 H3 A A2 A4 H H A A A Pi Po R 功率合成器的原理框图 A —10W单元放大