第二章高频功率放大器4课件.pptVIP

第2章 高频功率放大器 ? 2.1 谐振功率放大器基本工作原理 2.2 丙类谐振功率放大器的工作状态分析 2.3 谐振功率放大器的高频特性 2.4 谐振功率放大器电路 2.5 高效率高频功率放大器及功率合成技术 2.4 谐振功率放大器电路 前面，我们对谐振功率放大器的原理电路进行了分析，但实际的谐振功率放大器电路，往往要比原理电路复杂得多。它通常包括直流馈电(包括集电极馈电和基极馈电)和匹配网络(包括输入匹配网络和输出匹配网络)两个部分，现分别介绍如下。 2.4.1 直流馈电线路 1.馈电原则 欲使谐振功率放大器正常工作，各电极必须接有相应的馈电电源。直流馈电必须遵循以下原则。 谐振功放的集电极馈电线路，应保证集电极电流iC中的直流分量IC0只流过集电极直流电源EC(即：对直流而言，EC应直接加至晶体管c、e两端)，以便直流电源提供的直流功率全部交给晶体管；还应保证谐振回路两端仅有基波分量压降(即：对基波而言，回路应直接接到晶体c ,e两端)，以便把变换后的交流功率传送给回路负载；另外也应保证外电路对高次谐波分量icn呈现短路，以免产生附加损耗。 对上述这些原则的电路示意说明如图2.12所示。 谐振功放的基极馈电线路的组成原则与集电极馈电线路相仿。第一，基极电流中的直流分量IB0只流过基极偏置电源(即EB直接加到晶体管b ,e两端)。第二，基极电流中的基波分量ib1只流过输入端的激励信号源，以便使输入信号控制晶体管的工作，实现放大。这些原则的电路示意说明如图2.13所示。 2. 集电极馈电线路 集电极馈电可分为两种形式，一种为串联馈电，另一种为并联馈电。 (1)串联馈电。集电极串联馈电是一种在电路形式上直流电源EC，集电极谐振回路负载，晶体管c,e三者为串联连接的馈电方式，如图2.14(a)所示。 (2)并联馈电。与串馈相对应，集电极并馈线路是指直流电源EC，集电极谐振回路负载，晶体管c,e三者在电路形式上为并联连接的一种馈电方式，如图2.14(b)所示。图中，CC2为旁路电容，CC1为隔直流电容，LC为高频扼流圈。可以看出，由于LC、CC1、CC2这些阻隔元件和旁路元件的存在，使得该电路同样符合集电极馈电线路的组成原则。 3. 基极馈电线路 基极馈电线路原则上和集电极馈电相同，也有串馈与并馈之分。基极串联馈电是指偏置电压EB，输入信号源ub及管子b,e三者在电路形式上为串联连接的一种馈电方式，而在电路形式上为并联连接的则称为并联馈电。 (1)串联馈电。串联馈电如图2.15(a)所示。图中CB2为滤波旁路电容。由图可见，EB，ub，管子b,e三者为串联连接，基极电流中的直流分量IB0只流过偏置电压EB，而基波分量ib1只通过激励信号源ub，符合馈电线路原则。 (2)并联馈电。基极并馈线路如图2.15(b)所示。图中，LB为基极高频扼流圈，CB1、CB2为耦合、旁路电容。由图可见，输入回路、EB、管子输入端三者相并联；ib1只通过激励信号源ub；IB0只通过偏置电压EB。 (3)偏压EB的获得。在丙类谐振功率放大器中，基极偏置电压EB可为小的正偏压、负偏压及零偏压。正的EB可用分压获得，如图2.16(a),(b)所示。但应注意，分压电阻数值应适当选大些，以减小分压电路的功耗。 负偏置电压不给出能量，只消耗能量，所以可用自给偏置电路获得。自偏置分为基极自给偏置及发射极自给偏置。 基极自给偏置电路如图2.17(a),(b)所示。发射极自给偏置电路如图2.18所示。零偏压电路如图2.17(b)所示。 2.4.2 输出匹配网络 高频功率放大器中都要采用一定形式的回路，以使它的输出功率能有效地传输到负载(下级输入回路或者天线回路)。这种保证外负载与谐振功率放大器最佳工作要求相匹配的网络常称为匹配网络。如果谐振功率放大器的负载是下级放大器输入阻抗，应采用“输入匹配网络”或“级间耦合网络”；如果谐振功率放大器的负载是天线或其他终端负载，应采用“输出匹配网络”。对输入匹配网络与输出匹配网络的要求略有不同，但基本设计方法相同，这里主要讨论输出匹配网络。 “输出匹配网络”。对输入匹配网络与输出匹配网络的要求略有不同，但基本设计方法相同，这里主要讨论