3.3谐振功放电路

EXITEXIT3.3谐振功率放大器电路高频电子线路3.3谐振功率放大器电路主要要求：了解谐振功放常用的直流馈电电路及其特点。掌握谐振功放中滤波匹配网络的作用，了解其主要要求。了解基本滤波匹配网络的组成、分析与设计。EXITEXIT3.3谐振功率放大器电路高频电子线路3.3.1直流馈电电路一、集电极直流馈电电路+uCE–VCC–+LCLCCC1+uCE–VCC+–LCLCCC2CC1串馈电路并馈电路LC、CC1构成电源滤波器，避免信号电流通过直流电源而产生级间反馈EXITEXIT3.3谐振功率放大器电路高频电子线路一、集电极直流馈电电路+uCE––+LCLCCC1+uCE–+–LCLCCC2CC1串馈电路并馈电路3.3.1直流馈电电路虽然电路结构形式不同，但都实现了：+uc–+uc–VCCVCCtUVuVuccoscmCCCCCEEXITEXIT3.3谐振功率放大器电路高频电子线路一、集电极直流馈电电路+uCE–VCC–+LCLCCC1+uCE–VCC+–LCLCCC2CC1串馈电路并馈电路3.3.1直流馈电电路串馈电路特点：LC回路处于直流高电位，谐振元件不能直接接地。并馈电路特点：LC回路处于直流低电位，谐振元件能直接接地，易安装。但LC、CC1并联于回路，其分布参数直接影响谐振回路的调谐。EXITEXIT3.3谐振功率放大器电路高频电子线路二、基极偏置电路欲晶体管工作于丙类，基极应加反向偏压或小于UBE(on)的正向偏压。+–VBBIB0RBCBLBIB0LB+–+VCCRB1CBLBRB2VBB自给偏置电路分压式基极偏置电路利用IB0流经RB产生偏压电压：VBB=－IB0RB调节RB，可调节反偏电压大小。利用LB中的固有直流电阻获得偏压电压EXITEXIT3.3谐振功率放大器电路高频电子线路+–VBBIB0RBCBLBIB0LB+–+VCCRB1CBLBRB2VBB自给偏置电路分压式基极偏置电路自给偏置电路中，未加输入信号时，iB=0，因此偏置电压也为零。当输入信号幅度由小加大时，iB增大，其直流分量IB0也增大，反向偏压随之增大。这种偏置电压随输入信号幅度而变化的现象称为自给偏置效应。二、基极偏置电路EXITEXIT3.3谐振功率放大器电路高频电子线路+–VBBIB0RBCBLBIB0LB+–+VCCRB1CBLBRB2VBB自给偏置电路分压式基极偏置电路由于自给偏压效应，该图中基极偏置电压动态值要比静态值小。二、基极偏置电路EXITEXIT3.3谐振功率放大器电路高频电子线路3.3.2滤波匹配网络一、滤波匹配网络的作用和要求滤波和匹配在所需频带内进行有效的阻抗变换，给放大器提供Rpopt有效滤除不需要的谐波成分将有用功率有效地传送给负载，因此其固有损耗要小。主要要求注意：在丙类谐振功放中，把RL变换为Rpopt，以获得最大输出功率的作用，称为阻抗匹配。而线性电路中的阻抗匹配，指负载阻抗与信号源的输出阻抗相等时，负载可从信号源取得最大功率。EXITEXIT3.3谐振功率放大器电路高频电子线路二、LC网络的阻抗变换作用RSXSYSXPRPYPS2S2SS2S2SSSSjj1XRXXRRXRYPPPPPj1j11XRXRYSS2S2PRXRR)1()1(2SS2S2SQRRXRSS2S2PXXRX)11()1(2SS2S2SQXXRX1.串并联网络的阻抗变换EXITEXIT3.3谐振功率放大器电路高频电子线路二、LC网络的阻抗变换作用RSXSYSXPRPYP1.串并联网络的阻抗变换)1(2SPQRR)11(2SPQXX串并联网络变换后，电抗性质不变EXITEXIT3.3谐振功率放大器电路高频电子线路解：)1(2SPQRR404)28.61(102)28.611(100)11(22SPQLLRSLSLPRP例3.3.1100nH10下图中，已知f=100MHz，求LP和RP。，)11(2SPQXX）（2SP11QLL=102.5nHEXITEXIT3.3谐振功率放大器电路高频电子线路解：4.18)14.311(002122PSQRR例3.3.250pF下图中，已知f=50MHz，求CS和RS。RPCP200RSCS)11(2PSQCC)3.1411(502=55pF，)11(2SPQXX)11(112SPQCCEXITEXIT3.3谐振功率放大器电路高频电子线路2.L型滤波匹配网络的阻抗变换电路在工作频率上达到并联谐振，即)1('2LLPQRRR故1LPRRQ（1）低阻变高阻型LRPCRLR’LCL’RP应用中，根据阻抗匹配要求确定Q，即EXITEXIT3.3谐振功率放大器电路高频电子线路例3.3.3已知某谐振功放的f=50MHz，RL=10，所需的匹配负载为RP=200，试确定L型滤波匹配网络的参数。解：36.4191/LPRRQLQRL710514.321036.4=139nH)19/11(139)/11('22QLL=146nH应采用低阻变高阻型L型滤波匹配网络，其参数设计如下EXITEXIT3.3谐振功率放大器电路高频电子线路（2）高阻变低阻型RPCRLLRPC’R’LL电路在工作频率上达到串联谐振，即1PLRRQQ根据阻抗匹配要求确定，即EXITEXIT3.3谐振功率放大器电路高频电子线路作业3.8EXITEXIT3.3谐振功率放大器电路高频电子线路3.π型和T滤波匹配网络1PLRRQ因为1LPRRQ或故在RL和R’L相差不大时，Q只能很小，会使滤波性能很差这时可采用型或T滤波匹配网络EXITEXIT3.3谐振功率放大器电路高频电子线路3.π型和T滤波匹配网络RPC2RLL1C1RLL1C1L2RPπ型滤波匹配网络T型滤波匹配网络C2RLL11C1L12RPR’L低阻变高阻高阻变低阻恰当选择两个L型网络的Q值，就可兼顾滤波和阻抗匹配的要求。EXITEXIT3.3谐振功率放大器电路高频电子线路RPC2RLL1C1例3.3.4已知f=50MHz，RL=50，欲RP=150，采用π型滤波匹配网络，试确定C1、C2、L1值。解：C2RLL11C1L12RPR’LR’LC’2R’LL12选取Q2=42L21CRQEXITEXIT3.3谐振功率放大器电路高频电子线路RPC2RLL1C1例3.3.4已知f=50MHz，RL=50，欲RP=150，采用π型滤波匹配网络，试确定C1、C2、L1值。解：C2RLL11C1L12RPR’LR’LC’2R’LL12选取Q2=4'L122RLQEXITEXIT3.3谐振功率放大器电路高频电子线路RPC2RLL1C1例3.3.4已知f=50MHz，RL=50，欲RP=150，采用π型滤波匹配网络，试确定C1、C2、L1值。解：C2RLL11C1L12RPR’L选取Q2=4C1R’LL11RP07.71'/LP1RRQEXITEXIT3.3谐振功率放大器电路高频电子线路RPC2RLL1C1例3.3.4已知f=50MHz，RL=50，欲RP=150，采用π型滤波匹配网络，试确定C1、C2、L1值。解：选取Q2=407.71'/LP1RRQRPRPC1L’111P11CRQEXITEXIT3.3谐振功率放大器电路高频电子线路3.3.3谐振功率放大器电路举例一、例1电路性能：160MHz，负载50，输出功率13W，功率增益9dB(dB)20logiPPPAoEXITEXIT3.3谐振功率放大器电路高频电子线路一、例1输出匹配网络基极采用自给偏压。集电极采用并馈电路。L2、C3和C4构成L型输出匹配网络，调C3和C4可在工作频率上实现阻抗匹配。3.3.3谐振功率放大器电路举例EXITEXIT3.3谐振功率放大器电路高频电子线路一、例1输入匹配网络功放的输入阻抗很低，且随着放大器工作状态的改变而变化。为了减小其对前级放大器的影响，需要有输入匹配网络。3.3.3谐振功率放大器电路举例EXITEXIT3.3谐振功率放大器电路高频电子线路一、例1输入匹配网络输入匹配网络作用：把低且变化的功放输入阻抗变为前级所需要的较稳定的高阻抗，并使前级工作于过压区，从而使功放获得较稳定的激励电压。工作于过压区时，输出电压几乎不随负载变化。3.3.3谐振功率放大器电路举例EXITEXIT3.3谐振功率放大器电路高频电子线路一、例1输入匹配网络输入匹配网络作用：把低且变化的功放输入阻抗变为前级所需要的较稳定的高阻抗，并使前级工作于过压区，从而使功放获得较稳定的激励电压。通过增大匹配网络的损耗，可使功放输入阻抗在匹配网络总等效损耗中的比例减小，以减小功放输入阻抗对中间级的影响。3.3.3谐振功率放大器电路举例EXITEXIT3.3谐振功率放大器电路高频电子线路一、例1输入匹配网络图中输入匹配网络作用：将功率管的输入阻抗在工作频率上变换为前级放大器需要的50匹配电阻。C1调匹配，C2调谐振。3.3.3谐振功率放大器电路举例EXITEXIT3.3谐振功率放大器电路高频电子线路二、例2电路性能：50MHz，负载50，输出功率25W，功率增益7dB基极馈电电路和输入匹配网络类例1。集电极采用串馈电路L2、L3、C3、C4构成π型输出匹配网络，调C3和C4可调谐在工作频率上，并实现阻抗匹配。输入匹配网络输出匹配网络EXITEXIT3.3谐振功率放大器电路高频电子线路总结常用的LC滤波匹配网络有L型、π型和T型。