高频电子线路-第3章

高频电子线路清华大学出版社2012.6本章导读本章导读v高频功率放大电路在系统中起何作用？高频功率放大电路在系统中起何作用？v功率放大电路的工作状态和分析方法与小信号放大功率放大电路的工作状态和分析方法与小信号放大电路有何不同？电路有何不同？v高频功率放大器的输出功率和效率与哪些因素有关？高频功率放大器的输出功率和效率与哪些因素有关？v如何提高效率？高效率功率放大器的类型有哪些？如何提高效率？高效率功率放大器的类型有哪些？它们工作特点是什么？它们工作特点是什么？第第3章章高频功率放大电路高频功率放大电路v丙丙(C)类谐振功率放大器的工作原理、特性及理论上类谐振功率放大器的工作原理、特性及理论上的分析方法。的分析方法。v丙丙(C)类谐振功率放大器的欠压、临界、过压三种工类谐振功率放大器的欠压、临界、过压三种工作状态。作状态。v丙丙(C)类谐振功率放大器的负载特性、放大特性、集类谐振功率放大器的负载特性、放大特性、集电极和基极调制特性。电极和基极调制特性。v滤波匹配网络的设计。滤波匹配网络的设计。v直流电路的串馈和并馈两种形式。直流电路的串馈和并馈两种形式。v功能功能 高频功率放大器的主要功能是用小功率的高频输入信号去控高频功率放大器的主要功能是用小功率的高频输入信号去控制高频功率放大器，将直流电源供给的能量转换为大功率高频制高频功率放大器，将直流电源供给的能量转换为大功率高频能量输出，能量输出，它主要应用于各种无线电发射机中。它主要应用于各种无线电发射机中。v特点：特点：为了获得大功率，则输入信号为大信号，则放大这种信号的为了获得大功率，则输入信号为大信号，则放大这种信号的放大器工作于非线性状态。放大器工作于非线性状态。3.1丙丙(C)类谐振功率放大器的工作原理类谐振功率放大器的工作原理图图 3-1 3-1 晶体管高频功率放大器的原理电路晶体管高频功率放大器的原理电路滤波以及滤波以及阻抗变换阻抗变换输入输入信号信号基极静态基极静态偏置偏置集电极静集电极静态偏置态偏置丙类功放的组成：放大器带通滤波器丙类功放的组成：放大器带通滤波器3.1.1电路组成及工作原理电路组成及工作原理晶体管转移特性曲线晶体管转移特性曲线 晶体管输出特性曲线晶体管输出特性曲线临界饱临界饱和线和线欠压区欠压区过压区过压区设输入信号是频率设输入信号是频率的单频余弦信号，即的单频余弦信号，即可得基极回路电压为可得基极回路电压为 图图3.3 谐振功率放大器的转移特性与输入电压、输出电流波形谐振功率放大器的转移特性与输入电压、输出电流波形晶体管输出电流为周期脉冲形状，将其命名为集电极余弦晶体管输出电流为周期脉冲形状，将其命名为集电极余弦脉冲电流，用傅里叶级数展开为脉冲电流，用傅里叶级数展开为Ic0：集电极余弦电流脉冲的直流分量：集电极余弦电流脉冲的直流分量 Ic1m：为集电极余弦电流脉冲的基波分量振幅：为集电极余弦电流脉冲的基波分量振幅 Icnm：为集电极余弦电流脉冲的：为集电极余弦电流脉冲的n次谐波分量振幅次谐波分量振幅 当集电极当集电极LC并联回路调谐在输入信号频率并联回路调谐在输入信号频率上时，集电极余弦上时，集电极余弦电流脉冲电流脉冲iC的基波分量产生较大的压降；的基波分量产生较大的压降；LC回路的电感回路的电感L对直流对直流呈现很小的阻抗并且可以看作短路，各高次谐波对呈现很小的阻抗并且可以看作短路，各高次谐波对LC回路呈现的回路呈现的阻抗很小并且可以看作短路，因此直流分量、各高次谐波分量不阻抗很小并且可以看作短路，因此直流分量、各高次谐波分量不会在会在LC回路两端产生压降。由图回路两端产生压降。由图3.1可得集电极回路电压为：可得集电极回路电压为：式中，式中，是输出电压的振幅。是输出电压的振幅。3.1.2集电极余弦电流脉冲的分解集电极余弦电流脉冲的分解将将代入代入得：得：由图由图3.3可知，当可知，当 时时则：则：当当 t=0时时 则则将上两式代入集电极电流的表达式，并整理得：将上两式代入集电极电流的表达式，并整理得：将将展开为傅里叶级数展开为傅里叶级数其中：其中：式中，式中，0()、1()、n()分别称为余弦电流脉冲的直流分别称为余弦电流脉冲的直流分解系数、一次谐波分解系数以及分解系数、一次谐波分解系数以及n次谐波分解系数，其大小次谐波分解系数，其大小是导通角是导通角的函数。的函数。定义波形系数为定义波形系数为(a)分解系数 (b)波形系数图3.4 尖顶余弦脉冲的分解系数3.1.3输出功率与效率输出功率与效率放大器的输出功率：放大器的输出功率：为了提高输出功率，需增大基波电流分解系数的值，由图为了提高输出功率，需增大基波电流分解系数的值，由图3.4(a)可知，当导通角时，达到最大值，此时工作在甲乙类工作状态。可知，当导通角时，达到最大值，此时工作在甲乙类工作状态。因此在丙类工作状态时，放大器并不是输出功率最大。因此在丙类工作状态时，放大器并不是输出功率最大。集电极电源提供的直流功率：集电极电源提供的直流功率：放大器的集电极效率放大器的集电极效率 定义：集电极利用系数定义：集电极利用系数 则集电极效率可以表示为则集电极效率可以表示为增大波形系数和集电极电压利用系数是提高效率的两个增大波形系数和集电极电压利用系数是提高效率的两个措施。由式措施。由式(3.18)与式与式(3.5)可知，增大等效负载可提高集电可知，增大等效负载可提高集电极电压利用系数。从导通角的角度看，导通角越小，波形极电压利用系数。从导通角的角度看，导通角越小，波形系数越大，则效率越高。结合图系数越大，则效率越高。结合图3.4(a)、(b)可以发现，增可以发现，增大与增大是矛盾的。为了兼顾输出功率与效率，需要选择大与增大是矛盾的。为了兼顾输出功率与效率，需要选择合适的导通角。忽略集电极饱和压降，设集电极利用系数合适的导通角。忽略集电极饱和压降，设集电极利用系数为为1，当时，此时的集电极效率可达到，当时，此时的集电极效率可达到85.9%，而时的效率，而时的效率只能达到只能达到64%左右。一般将称为最佳导通角，可以同时兼左右。一般将称为最佳导通角，可以同时兼顾输出功率与效率两个指标。顾输出功率与效率两个指标。当集电极利用系数为当集电极利用系数为1时，可以分别求得不同工作状态下的时，可以分别求得不同工作状态下的效率如下：效率如下：甲类：甲类：乙类：乙类：丙类（设丙类（设 ）：）：【例例3.1】谐振功率放大器的晶体管转移特性斜率谐振功率放大器的晶体管转移特性斜率g=1s，开启电，开启电压压Uon=0.6V，该放大器的，该放大器的谐振回路的等效负载谐振回路的等效负载 。求：求：(1)导通角导通角(2)解：解：(1)则：则：而而则：则：(2)3.1.4丙丙(C)类倍频器类倍频器倍频电路是一种输出信号频率为输入信号频率整数倍的变倍频电路是一种输出信号频率为输入信号频率整数倍的变化电路。晶体管倍频器的电路与图化电路。晶体管倍频器的电路与图3.1所示的谐振功率放大器所示的谐振功率放大器的电路基本相同，区别是倍频电路谐振回路的中心频率不是调的电路基本相同，区别是倍频电路谐振回路的中心频率不是调谐在输入信号的频率谐在输入信号的频率上，而是调谐在输入信号的高次谐波频上，而是调谐在输入信号的高次谐波频率率n 上上调谐在调谐在n 上上集电极输出电流集电极输出电流输出输出n次谐波的功率次谐波的功率当作为谐振功率放大器时，其导通角当作为谐振功率放大器时，其导通角 时输出功率最大；时输出功率最大；为最大时输出功率最大为最大时输出功率最大当作为二次倍频电路使用时，其导通角当作为二次倍频电路使用时，其导通角 时输出功率最大；时输出功率最大；当作为三次倍频电路使用时，其导通角当作为三次倍频电路使用时，其导通角 时输出功率最大。时输出功率最大。若保持集电极电流的最大值相同，则作为二倍频和三倍频若保持集电极电流的最大值相同，则作为二倍频和三倍频使用时，其获得的最大电流振幅分别为基波电流振幅的使用时，其获得的最大电流振幅分别为基波电流振幅的1/2和和1/3。故在相同的情况下，倍频次数越高，获得的输出电流、。故在相同的情况下，倍频次数越高，获得的输出电流、输出电压以及输出功率越小。所以，丙类倍频器的倍频次数不输出电压以及输出功率越小。所以，丙类倍频器的倍频次数不能太大，一般为能太大，一般为23次，如果需要更高次数多倍频，可采用多次，如果需要更高次数多倍频，可采用多个倍频器级联的方式。个倍频器级联的方式。由于由于(1)对振荡器进行倍频，可得到更高频率的输出频率。对振荡器进行倍频，可得到更高频率的输出频率。倍频电路在通信系统以及其他电子系统中的应用：倍频电路在通信系统以及其他电子系统中的应用：(2)在调频发射系统中使用倍频电路和混频电路可以扩展调频在调频发射系统中使用倍频电路和混频电路可以扩展调频信号的最大线性频偏，这一点会在第信号的最大线性频偏，这一点会在第6章进行讨论。章进行讨论。3.2谐振功率放大器的动态特性分析谐振功率放大器的动态特性分析谐振功率放大器的输出功率、效率以及集电极谐振功率放大器的输出功率、效率以及集电极功耗都与集电极负载回路的等效阻抗、输入信号功耗都与集电极负载回路的等效阻抗、输入信号的幅度、基极偏置电压以及集电极电源电压的大的幅度、基极偏置电压以及集电极电源电压的大小有关，下面就分别予以讨论。小有关，下面就分别予以讨论。3.2.1谐振功率放大器的动态特性谐振功率放大器的动态特性动态特性是指加上激励信号以及接上负载时，晶体管的集动态特性是指加上激励信号以及接上负载时，晶体管的集电极电流与集电极电压的关系曲线，其在坐标系中是一条曲电极电流与集电极电压的关系曲线，其在坐标系中是一条曲线。小信号放大器是纯电阻负载，由于信号很小，晶体管可线。小信号放大器是纯电阻负载，由于信号很小，晶体管可以近似为线性元件，故小信号放大器的动态特性曲线即为负以近似为线性元件，故小信号放大器的动态特性曲线即为负载线，是一条直线。而谐振功率放大器工作在非线性状态，载线，是一条直线。而谐振功率放大器工作在非线性状态，在对其折线化处理后，可用几条直线对其进行表示。在对其折线化处理后，可用几条直线对其进行表示。图3.5 谐振功率放大器的振功率放大器的动态特性曲特性曲线图 在图在图3.5中，若放大器工作在欠压状态，此时放大器工作在放中，若放大器工作在欠压状态，此时放大器工作在放大与截止两种工作状态，故此时的动态线即为放大区的大与截止两种工作状态，故此时的动态线即为放大区的AB直线直线与截止区的与截止区的BC直线。对于动态线直线。对于动态线AB的作法可用以下步骤求得。的作法可用以下步骤求得。由：由：连接连接A、Q点，其与横轴相交于点，其与横轴相交于B点，则点，则A、B、C三点连线三点连线即为动态特性曲线。即为动态特性曲线。如果如果A点进入饱和区，如图点进入饱和区，如图3.5虚线所示，与临界饱和线相交于虚线所示，与临界饱和线相交于D点，进入饱和区的线用临界饱和线代替，则动态特性曲线为点，进入饱和区的线用临界饱和线代替，则动态特性曲线为O、D、B、C四点连线。四点连线。由图由图3.5可知，临界饱和线、截止区的动态线都是确定的，对于可知，临界饱和线、截止区的动态线都是确定的，对于放大区内动态线放大区内动态线AB的斜率可以表示为的斜率可以表示为因此，在放大区内的动态特性曲线与等效负载因此，在放大区内的动态特性曲线与等效负载RE以及导通角以及导通角有关。有关。在图在图3.5中，当放大器工作在临界状态时，其临界饱和线中，当放大器工作在临界状态时，其临界饱和线OD的斜率为的斜率为3.2.2谐振功率放大器的负载特性与三种工作状态谐振功率放大器的负载特性与三种工作状态集电极偏置电压集电极偏置电压VCC、基极偏置电压、基极偏置电压VBB以及激励电压以及激励电压ui固定不变，放大器的集电极电流固定不变，放大器的集电极电流Ic0、Ic1m、回路电压、回路电压Ucm、输出功率、输出功率Po、效率、效率C随负载电阻变化的特性称为放随负载电阻变化的特性称为放大器的负载特性，它是高频功率放大器的重要特性之一。大器的负载特性，它是高频功率放大器的重要特性之一。图3.6 三种不同三种不同R时的放大器的波形的放大器的波形图动态特性线动态特性线A1B1代表较小则动态线斜率较大，因而代表较小则动态线斜率较大，因而Ucm也较小的情形，也较小的情形，称为欠压工作状态。它与静态曲线交点称为欠压工作状态。它与静态曲线交点A1决定了集电极电流脉冲的高度，决定了集电极电流脉冲的高度，此时电流波形为尖顶余弦脉冲如图此时电流波形为尖顶余弦脉冲如图3.6集电极电流波形曲线集电极电流波形曲线1所示。在欠压所示。在欠压区内的区内的Ic0与与Ic1m几乎维持常数，紧随的增加而略有下降，因而可以把欠压几乎维持常数，紧随的增加而略有下降，因而可以把欠压状态的放大器当作一个恒流源。状态的放大器当作一个恒流源。随着的增加，动态特性线斜率逐渐减小，输出电压随着的增加，动态特性线斜率逐渐减小，输出电压Ucm也逐渐增加。直也逐渐增加。直到它与临界线交于一点到它与临界线交于一点A2时，放大器工作于临界状态，此时电流波形仍为时，放大器工作于临界状态，此时电流波形仍为尖顶余弦脉冲如图尖顶余弦脉冲如图3.6集电极电流波形曲线集电极电流波形曲线2所示，在放大区的动态特性曲所示，在放大区的动态特性曲线为线为A2B2。负载电阻继续增加，输出电压进一步增大，称为过压工作状态，在放负载电阻继续增加，输出电压进一步增大，称为过压工作状态，在放大区的动态特性曲线为大区的动态特性曲线为A3B3。进入过压区后，集电极电流脉冲开始下凹如。进入过压区后，集电极电流脉冲开始下凹如图图3.6集电极电流波形曲线集电极电流波形曲线3所示，其凹陷程度随着的增大而急剧加深，致所示，其凹陷程度随着的增大而急剧加深，致使使Ic0与与Ic1m也急剧下降。进入过压区后，由于也急剧下降。进入过压区后，由于Ic1m随的增加而显著下降，因随的增加而显著下降，因此此Ucm随的增加而很缓慢地上升，因此可以近似地把过压状态的放大器当随的增加而很缓慢地上升，因此可以近似地把过压状态的放大器当作一个恒压源作一个恒压源。Po、PD、PC及及C随负载变化关系：随负载变化关系：直流输入功率直流输入功率PD=VCCI Ic0：由于：由于VCC不变，因此与曲线不变，因此与曲线Ic0形状形状相同；相同；交流输出功率交流输出功率Po=1/2UcmIc1m，因此曲线可以从，因此曲线可以从Ucm与与Ic1m两两条曲线相乘求出。条曲线相乘求出。Po、PD、PC及随负载的变化曲线如图及随负载的变化曲线如图3.7(b)所示。所示。图图3.7谐振功率放大器的负载特性曲线谐振功率放大器的负载特性曲线Ic0、Ic1m及及Ucm随负载的随负载的变化曲线变化曲线Po、PD、PC及及C随负载的随负载的变化曲线变化曲线由图由图3.7(b)可以看出，在临界状态，可以看出，在临界状态，Po达到最大值。因此达到最大值。因此在设计高频功率放大器时，如果希望输出功率最大，就应使在设计高频功率放大器时，如果希望输出功率最大，就应使之工作在临界状态。之工作在临界状态。集电极功耗集电极功耗PC=PD-Po，在欠压区内，当减小时，在欠压区内，当减小时，PC上升很上升很快；当快；当R0时，时，PC达到最大值，可能使晶体管烧坏，必须达到最大值，可能使晶体管烧坏，必须避免发生这种情况。避免发生这种情况。效率效率CPo/PD，在欠压时，在欠压时，PD变化很小，所以随变化很小，所以随Po的增加的增加而增加；到达临界状态，开始时而增加；到达临界状态，开始时Po的下降没有的下降没有PD下降快，因下降快，因而继续增加，但增加缓慢。随着而继续增加，但增加缓慢。随着R的继续增加，的继续增加，Po因因Ic1m的急的急剧下降而下降，因而略有减小。由此可知，在靠近临界的弱过剧下降而下降，因而略有减小。由此可知，在靠近临界的弱过压状态出现的最大值。压状态出现的最大值。利用负载特性所反映的电流、电压和功率的变化关系，可以帮利用负载特性所反映的电流、电压和功率的变化关系，可以帮助我们认识功率放大器的不同特点。并且根据不同工作状态的特助我们认识功率放大器的不同特点。并且根据不同工作状态的特点，使放大器得到合理的运用，并能更好地满足高频设备提出的点，使放大器得到合理的运用，并能更好地满足高频设备提出的要求。要求。(1)作为末级功率放大器，要求输出足够大的功率和具有较作为末级功率放大器，要求输出足够大的功率和具有较高的效率，采用临界工作状态是合理的。高的效率，采用临界工作状态是合理的。(2)过压状态具有较高的效率，并具有恒压性质，因此它较适合过压状态具有较高的效率，并具有恒压性质，因此它较适合用于中间级。这时它能向后级提供比较稳定的激励电压。欠压状用于中间级。这时它能向后级提供比较稳定的激励电压。欠压状态的输出功率与效率都比较低，而且集电极耗散功率大，输出电态的输出功率与效率都比较低，而且集电极耗散功率大，输出电压又不够稳定，一般不选择在此状态工作。但在某些场合，例如压又不够稳定，一般不选择在此状态工作。但在某些场合，例如线性功率放大器等则必须工作在欠压状态才能得到非线性失真为线性功率放大器等则必须工作在欠压状态才能得到非线性失真为最小的有用输出信号。最小的有用输出信号。三种工作状态的优缺点综合如下：三种工作状态的优缺点综合如下：3.2.3谐振功率放大器的调制特性谐振功率放大器的调制特性在高频功率放大器中，有时通过改变它的某一电极直流电压在高频功率放大器中，有时通过改变它的某一电极直流电压来改变高频信号的振幅，从而实现振幅调制的目的。高频功率来改变高频信号的振幅，从而实现振幅调制的目的。高频功率放大器的调制特性分为集电极调制特性与基极调制特性。放大器的调制特性分为集电极调制特性与基极调制特性。集电极调制特性集电极调制特性图图3.8集电极电压变化的波形图集电极电压变化的波形图当当VCC较小即为图较小即为图3.8的的VCC1时，放大器工作于过压工作状时，放大器工作于过压工作状态。在过压区，集电极电流为有凹陷的尖顶余弦脉冲，随着态。在过压区，集电极电流为有凹陷的尖顶余弦脉冲，随着VCC增加时，增加时，Q点向右移动，相当于动态线沿点向右移动，相当于动态线沿VCC增加的方向平增加的方向平移，则过压程度降低，移，则过压程度降低，Ic1m、Ic0增加，由于负载电阻保持不变，增加，由于负载电阻保持不变，此时此时Ucm与与Ic1m、Ic0的变化规律一致。的变化规律一致。增加增加VCC直到直到VCC2，此时放大器工作在临界状态，集电极电流，此时放大器工作在临界状态，集电极电流为尖顶余弦脉冲。为尖顶余弦脉冲。在临界状态，进一步增加在临界状态，进一步增加VCC，此时放大器工作在欠压状态，此时放大器工作在欠压状态，集电极电流为尖顶余弦脉冲。在欠压状态，集电极电流为尖顶余弦脉冲。在欠压状态，Ic1m、Ic0几乎保持不几乎保持不变，变，Ucm也保持不变。也保持不变。根据上面的讨论，根据上面的讨论，Ic1m、Ic0与与Ucm随随VCC的变化关系如图的变化关系如图3.9所所示。要实现振幅调制，就必须选择输出高频信号的振幅与集电极示。要实现振幅调制，就必须选择输出高频信号的振幅与集电极电压电压VCC呈现线性关系。在图呈现线性关系。在图3.9中，要实现集电极调制，则必须中，要实现集电极调制，则必须工作在过压工作状态。工作在过压工作状态。图图3.9集电极调制特性集电极调制特性基极调制特性基极调制特性基极调制特性是指仅改变基极偏置电压基极调制特性是指仅改变基极偏置电压VBB时，放大器的电时，放大器的电流、电压等的变化特性，其波形如图流、电压等的变化特性，其波形如图3.10所示。所示。图图3.10基极电压变化的波形图基极电压变化的波形图当基极偏置电压较小时，此时工作在欠压状态，集电极电当基极偏置电压较小时，此时工作在欠压状态，集电极电流为尖顶余弦脉冲，电流流为尖顶余弦脉冲，电流Ic1m、Ic0随着随着VBB的增加而增加；当的增加而增加；当基极偏置电压增加时到基极偏置电压增加时到VBB2时，放大器工作在临界状态，此时，放大器工作在临界状态，此时集电极电流为尖顶余弦脉冲；在临界状态进一步增大时集电极电流为尖顶余弦脉冲；在临界状态进一步增大VBB，则放大器工作在过压状态，集电极电流出现了凹陷，随着则放大器工作在过压状态，集电极电流出现了凹陷，随着VBB的增加，电流的增加，电流Ic1m、Ic0基本保持不变。基本保持不变。Ic1m、Ic0与与Ucm随随VBB的的变化关系如图变化关系如图3.11所示。所示。图3.11 3.11 基极基极调制特性制特性要实现振幅调制，就要实现振幅调制，就必须选择输出高频信号的必须选择输出高频信号的振幅与基极电压振幅与基极电压VBB呈线呈线性关系。在图性关系。在图3.11中，要中，要实现基极调制，则必须工实现基极调制，则必须工作在欠压工作状态。作在欠压工作状态。3.2.4谐振功率放大器的放大特性谐振功率放大器的放大特性谐振功率放大器的放大特性是指仅改变输入信号振幅时，放大器谐振功率放大器的放大特性是指仅改变输入信号振幅时，放大器的电流、电压等的变化特性，其分析过程与基极偏置电压的电流、电压等的变化特性，其分析过程与基极偏置电压VBB类似。类似。当当Uim较小时，此时放大器工作在欠压工作状态，集电极电流为尖较小时，此时放大器工作在欠压工作状态，集电极电流为尖顶余弦脉冲，顶余弦脉冲，Ic1m、Ic0随随Uim的增加而增加；当的增加而增加；当Uim增大到过压区时，增大到过压区时，集电极电流出现了凹陷，集电极电流出现了凹陷，Ic1m、Ic0基本保持不变。基本保持不变。Ic1m、Ic0与与Ucm随随Uim的变化关系如图的变化关系如图3.12所示。所示。图图3.12放大特性放大特性3.2.5谐振功率放大器的调谐特性谐振功率放大器的调谐特性在前面分析谐振功率放大器的各种特性时，都是假定负载回在前面分析谐振功率放大器的各种特性时，都是假定负载回路调谐于输入信号频率，因而呈现一纯电阻，且阻值最大。在路调谐于输入信号频率，因而呈现一纯电阻，且阻值最大。在实际的谐振功率放大器使用过程中，需要通过回路电容实际的谐振功率放大器使用过程中，需要通过回路电容C对其对其进行调谐。谐振功率放大器的电流进行调谐。谐振功率放大器的电流Ic1m、Ic0与与Ucm随回路电容随回路电容C的变化特性称为调谐特性，利用调谐特性指示放大器是否工作的变化特性称为调谐特性，利用调谐特性指示放大器是否工作于谐振状态。于谐振状态。当回路失谐时，回路呈现感性或者容性，称为感性失谐或当回路失谐时，回路呈现感性或者容性，称为感性失谐或者容性失谐。在失谐时，回路等效阻抗的模值减小，工作状者容性失谐。在失谐时，回路等效阻抗的模值减小，工作状态会相应的发生变化。现假设谐振功率放大器原先工作在临态会相应的发生变化。现假设谐振功率放大器原先工作在临界状态，当回路失谐时，根据谐振功率放大器的负载特性，界状态，当回路失谐时，根据谐振功率放大器的负载特性，此时工作在欠压状态，则电流此时工作在欠压状态，则电流Ic1m、Ic0基本不变，而输出电压基本不变，而输出电压Ucm随等效阻抗的模值减小而减小，如图随等效阻抗的模值减小而减小，如图3.13所示。所示。图3.13 高高频功率放大器的功率放大器的调谐特性特性由于放大器在失谐时，输出电压下降，而电流由于放大器在失谐时，输出电压下降，而电流Ic1m、Ic0基本不基本不变，就导致了直流功耗不变而输出功率降低，则集电极功耗将增变，就导致了直流功耗不变而输出功率降低，则集电极功耗将增加，因此高频功率放大器必须保持在谐振状态。在调谐的过程中，加，因此高频功率放大器必须保持在谐振状态。在调谐的过程中，调谐时间要迅速，在实际中可通过降低集电极电压调谐时间要迅速，在实际中可通过降低集电极电压VCC或者减小或者减小输入信号幅度等措施以避免损坏晶体管。输入信号幅度等措施以避免损坏晶体管。【例例3.2】一高频功率放大器工作在临界状态，其电源电压一高频功率放大器工作在临界状态，其电源电压Vcc=18V，临界饱和线斜率为，临界饱和线斜率为gcr=0.6A/v，导通角，导通角=60o，集电极电流集电极电流Icm=0.45A，求等效负载，求等效负载R、输出功率、输出功率Po、直流功率、直流功率PD以及集电极效率以及集电极效率c。解：解：得得而而则则3.3谐振功率放大器电路谐振功率放大器电路高频功率放大器与其他放大器一样，其输入端和输出端的外高频功率放大器与其他放大器一样，其输入端和输出端的外电路由直流馈电电路和匹配网络所组成。由于工作场合以及工电路由直流馈电电路和匹配网络所组成。由于工作场合以及工作频率的不同，电路组成形式也不相同，下面对常用的电路形作频率的不同，电路组成形式也不相同，下面对常用的电路形式予以讨论。式予以讨论。3.3.1直流馈电电路直流馈电电路直流馈电电路包括集电极和基极馈电电路。直流馈电电路的直流馈电电路包括集电极和基极馈电电路。直流馈电电路的作用是：一方面需在高频谐振功率放大器的输入回路与输出回作用是：一方面需在高频谐振功率放大器的输入回路与输出回路加上合适的直流偏压，以使放大器正常的工作；另一方面由路加上合适的直流偏压，以使放大器正常的工作；另一方面由于电源是作为一个系统的公共部分，要求高频信号不能通过直于电源是作为一个系统的公共部分，要求高频信号不能通过直流电源以免对其他的单元电路产生干扰。流电源以免对其他的单元电路产生干扰。集电极直流馈电电路集电极直流馈电电路对于集电极电路，由于其电流是脉冲形状，包含各种频率成对于集电极电路，由于其电流是脉冲形状，包含各种频率成分，电路的组成原则如下。分，电路的组成原则如下。(1)由于直流由于直流Ic0是产生直流是产生直流功率的，功率的，Ic0由由VCC经过外电经过外电路提供给集电极，应该是路提供给集电极，应该是除了晶体管的内阻外，没除了晶体管的内阻外，没有其他电阻消耗能量。因有其他电阻消耗能量。因此，要求外电路对直流此，要求外电路对直流Ic0的等效电路如图的等效电路如图3.14(a)所所示。示。(a)直流等效电路直流等效电路(2)基波分量基波分量Ic1m应通应通过负载电路，以产生过负载电路，以产生所需要的高频输出功所需要的高频输出功率。因此，率。因此，Ic1m只应在只应在负载回路产生电压降，负载回路产生电压降，其余部分对于其余部分对于Ic1m来说，来说，都应该是短路的。所都应该是短路的。所以对于以对于Ic1m的等效电路的等效电路如图如图3.14(b)所示。所示。(b)基波等效电路基波等效电路(3)外电路对外电路对高次谐波高次谐波Icnm为短路到地，为短路到地，如图如图3.14(c)所示。所示。(c)高次谐波等效电路高次谐波等效电路要满足以上几条原则，可以采用串联馈电电路与并联馈电要满足以上几条原则，可以采用串联馈电电路与并联馈电电路两种电路，简称串馈与并馈。串馈是指直流电源、晶体管电路两种电路，简称串馈与并馈。串馈是指直流电源、晶体管以及谐振负载回路三者之间是串联连接的，如图以及谐振负载回路三者之间是串联连接的，如图3.15(a)所示。所示。并馈是将上述三部分并联连接，如图并馈是将上述三部分并联连接，如图3.15(b)所示。所示。在图在图3.15中，中，Lc是大电感，称为高频扼流圈，其对高频电流是大电感，称为高频扼流圈，其对高频电流呈现很大的阻抗，阻止高频电流通过，近似为断路；呈现很大的阻抗，阻止高频电流通过，近似为断路；Cc1、Cc2是大电容，分别称为高频旁路电容和耦合电容，其对高频电流是大电容，分别称为高频旁路电容和耦合电容，其对高频电流呈现很小的阻抗，近似为短路。呈现很小的阻抗，近似为短路。Lc与与Cc1构成电源滤波电路，用构成电源滤波电路，用以避免高频信号通过直流电源而产生寄生干扰影响其他电路的以避免高频信号通过直流电源而产生寄生干扰影响其他电路的正常工作。不管是并馈还是串馈，交流电压与直流电压都是串正常工作。不管是并馈还是串馈，交流电压与直流电压都是串联叠加在一起的，满足联叠加在一起的，满足 。(a)串馈串馈(b)并馈并馈图图3.15集电极馈电电路集电极馈电电路基极直流馈电电路基极直流馈电电路要使放大器工作在丙类，功率管基极应加反向偏置电压或小要使放大器工作在丙类，功率管基极应加反向偏置电压或小于导通开启电压于导通开启电压Uon的正向偏置电压。当基极的偏置电压通过的正向偏置电压。当基极的偏置电压通过外加电压方式实现的，称为固定偏压方式；由基极直流电流或外加电压方式实现的，称为固定偏压方式；由基极直流电流或发射极电流流过电阻而产生的偏压，称为自给偏压方式。常见发射极电流流过电阻而产生的偏压，称为自给偏压方式。常见的自给偏压方式如图的自给偏压方式如图3.16所示。所示。图图3.16(a)是利用基极电是利用基极电流脉冲流脉冲iB中直流分量中直流分量IB0经经RB产生偏置电压，根据产生偏置电压，根据IB0的流向，则该偏置电压给的流向，则该偏置电压给基极加了一个反向偏置电基极加了一个反向偏置电压。高频旁路电容压。高频旁路电容CB使使iB的基波以及各次谐波电流的基波以及各次谐波电流到地而不经过到地而不经过RB，从而使，从而使RB上产生稳定的直流压降。上产生稳定的直流压降。通过改变通过改变RB的大小可以调的大小可以调节反向偏置电压的大小。节反向偏置电压的大小。图图3.16(b)利用发射极电利用发射极电流的直流分量流的直流分量IE0在发射极在发射极偏置电阻偏置电阻RE上产生所需要上产生所需要的的VBB。其分析方法与图。其分析方法与图3.16(a)的分析类似，都是的分析类似，都是直流负反馈电路，直流负反馈电路，RB、RE都是负反馈电阻，可以稳都是负反馈电阻，可以稳定输出电压振幅。定输出电压振幅。图图3.16(c)是利用高频扼是利用高频扼流圈流圈LB中固有的直流电阻中固有的直流电阻以及晶体管基区体电阻以及晶体管基区体电阻Rbb对基极实现一个较小对基极实现一个较小的反向偏置，其优点是简的反向偏置，其优点是简单、元件用得少；缺点是单、元件用得少；缺点是数值较小且不够稳定，因数值较小且不够稳定，因而一般只在需要小的而一般只在需要小的VBB时才采用这种电路。时才采用这种电路。3.3.2滤波匹配网络滤波匹配网络高频功率放大器中都采用一定形式的回路，以使它的输出功高频功率放大器中都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。一般来说，放大器与负载之间所用的率能有效地传输到负载。一般来说，放大器与负载之间所用的回路可以用图回路可以用图3.17所示的四端网络来表示。所示的四端网络来表示。图图3.17放大器的匹配网络放大器的匹配网络对于理想的阻抗变换，即在频率很窄的范围内实现阻抗变换，一般可对于理想的阻抗变换，即在频率很窄的范围内实现阻抗变换，一般可采用采用LC选频匹配网络。选频匹配网络。LC选频匹配网络有倒选频匹配网络有倒L形、形、T形以及形以及形等形式，形等形式，下面对其阻抗变换特性予以讨论。下面对其阻抗变换特性予以讨论。倒倒L形选频匹配网络形选频匹配网络倒倒L形选频匹配网络是由两个异性电抗元件接成倒形选频匹配网络是由两个异性电抗元件接成倒L形结构的形结构的阻抗变换网络，是最简单的阻抗变换电路，有两种连接方式，阻抗变换网络，是最简单的阻抗变换电路，有两种连接方式，可分别将低阻抗变为高阻抗以及高阻抗变为低阻抗。可分别将低阻抗变为高阻抗以及高阻抗变为低阻抗。图图3.18(a)所示电路为低阻抗变为高阻抗的选频匹配网络。所示电路为低阻抗变为高阻抗的选频匹配网络。其中其中X1、X2为两个异性质的电抗元件，为两个异性质的电抗元件，RL是负载电阻，是负载电阻，RE是是二端网络在工作频率处的等效输入电阻。二端网络在工作频率处的等效输入电阻。(a)倒倒L形选频匹配网络形选频匹配网络(b)等效电路等效电路图图3.18低阻抗变高阻抗倒低阻抗变高阻抗倒L形阻抗选频匹配网络形阻抗选频匹配网络将图将图3.18(a)中的中的X2和和RL的串联电路用并联电路来等效，得到的串联电路用并联电路来等效，得到图图3.18(b)所示电路。由串联所示电路。由串联-并联电路阻抗变换关系有并联电路阻抗变换关系有在工作频率上，图在工作频率上，图3.18(b)所示电路所示电路发生并联谐振，有发生并联谐振，有由于由于Qe1，则图，则图3.18(a)所示的倒所示的倒L形选频匹配网络能将低阻抗形选频匹配网络能将低阻抗负载变换为高阻抗负载，其变换倍数取决于品质因数负载变换为高阻抗负载，其变换倍数取决于品质因数Qe的大小。的大小。为了实现阻抗匹配，在已知负载为了实现阻抗匹配，在已知负载RL和等效负载和等效负载RE的情况下，品的情况下，品质因数质因数Qe为：为：根据品质因数的定义，得到两个异性质电抗元件为根据品质因数的定义，得到两个异性质电抗元件为如果外接负载如果外接负载RL较大，而放大器所要求的负载电阻较大，而放大器所要求的负载电阻RE较小，较小，可采用图可采用图3.19(a)所示电路。将所示电路。将X2与与RL并联形式等效变换为并联形式等效变换为Xs与与Rs的串联形式，如图的串联形式，如图3.19(b)所示。所示。(a)倒倒L形选频匹配网络形选频匹配网络(b)等效电路等效电路图图3.19高阻抗变低阻抗倒高阻抗变低阻抗倒L形阻抗选频匹配网络形阻抗选频匹配网络由串联由串联-并联电路阻抗变换关系并联电路阻抗变换关系在工作频率上，图在工作频率上，图3.19(b)所示电路发生串联谐振所示电路发生串联谐振可得品质因数为可得品质因数为得到两个异性质电抗元件为得到两个异性质电抗元件为【例例3.3】已知一谐振功率放大器，其工作频率已知一谐振功率放大器，其工作频率f=20MHz，该，该放大器工作在临界状态所需要的等效阻抗为放大器工作在临界状态所需要的等效阻抗为，求：，求：(1)当负载电阻当负载电阻，设计该选频匹配网络；，设计该选频匹配网络；(2)若该负载为感性负载，由若该负载为感性负载，由10电阻和电阻和0.2H电感串联组成，电感串联组成，此选频匹配网络该如何设计？此选频匹配网络该如何设计？解：解：(1)由题意可知，匹配网络应该使负载值增大，故采用图由题意可知，匹配网络应该使负载值增大，故采用图3.18(a)所示的倒所示的倒L形网络。形网络。因此有因此有由由0.16H电感和电感和318pF电容组成的倒电容组成的倒L形匹配网络如图形匹配网络如图3.20(a)所示。所示。图图3.20（2）当负载由）当负载由10电阻和电阻和0.2H电感串联组成时电感串联组成时0.2H电感在电感在20MHz时的电抗值为时的电抗值为因此有因此有由由1560pF和和318pF两个电容组成的倒两个电容组成的倒L形匹配网络如图形匹配网络如图3.20(b)所示。为设计所要求的匹配网络，即当负载为感性负载时，由所示。为设计所要求的匹配网络，即当负载为感性负载时，由电容电容C2与负载电感与负载电感L的串联部分的等效阻抗等效为图的串联部分的等效阻抗等效为图3.20(a)所示所示的的L2的电抗。的电抗。图图3.20T型、型、型选频匹配网络型选频匹配网络倒倒L型网络电路简单，但由于只有两个元件可以选择，因此型网络电路简单，但由于只有两个元件可以选择，因此在满足阻抗匹配关系时，回路的在满足阻抗匹配关系时，回路的Q值就确定了，其变换关系为，值就确定了，其变换关系为，当要求变换的倍数不高时，回路的当要求变换的倍数不高时，回路的Q值低，则滤波效果不好。值低，则滤波效果不好。为了克服这一矛盾，可采用为了克服这一矛盾，可采用T型或者型或者型选频匹配网络，分别如型选频匹配网络，分别如图图3.21(a)、(b)所示。所示。图图3.21T形和形和形选频匹配网络形选频匹配网络下面就以下面就以T形选频匹配网络为例，说明形选频匹配网络为例，说明T形和形和P形选频匹配网络形选频匹配网络的工作原理以及相关参数的求取。的工作原理以及相关参数的求取。图图3.22T形拆成两个倒形拆成两个倒L形电路形电路将图将图3.21(a)所示的所示的T形选频匹配网络分解为两个倒形选频匹配网络分解为两个倒L形网络的形网络的组合，如图组合，如图3.22虚线框所示，图中。设虚线框所示，图中。设Qe1、Qe2分别为右、左两分别为右、左两个倒个倒L形网络的品质因数，形网络的品质因数，RE1为右边选频匹配网络的等效阻抗。为右边选频匹配网络的等效阻抗。由网络结构可知，在工作频率处，右网络可以增大负载阻抗的等由网络结构可知，在工作频率处，右网络可以增大负载阻抗的等效值，而左网络可以减小右网络等效阻抗的等效值。效值，而左网络可以减小右网络等效阻抗的等效值。则有则有得得通过两个倒通过两个倒L形网络品质因数的恰当选择，就可以兼顾到滤形网络品质因数的恰当选择，就可以兼顾到滤波和阻抗匹配的要求。波和阻抗匹配的要求。3.3.3谐振功率放大器电路举例谐振功率放大器电路举例图图3.23所示是频率为所示是频率为160MHz的谐振功率放大器电路，该电路通的谐振功率放大器电路，该电路通过高频扼流圈过高频扼流圈Lb给基极提供自给偏压电路，集电极馈电采用并馈给基极提供自给偏压电路，集电极馈电采用并馈方式，电源方式，电源VCC通过高频扼流圈通过高频扼流圈Lc给集电极供电，电容给集电极供电，电容Cc为高频旁为高频旁路电容，滤除高次谐波以免其通过电源形成寄生干扰。路电容，滤除高次谐波以免其通过电源形成寄生干扰。图图3.23160MHz谐振功率放大器电路谐振功率放大器电路在高频功率放大器的输入端采用由在高频功率放大器的输入端采用由C1、C2、L1组成的组成的T形匹形匹配网络，通过调谐使该网络的谐振频率为配网络，通过调谐使该网络的谐振频率为160MHz，一方面起，一方面起滤波的作用，滤除滤波的作用，滤除160MHz以外信号的进入；另一方面起阻抗以外信号的进入；另一方面起阻抗变换的作用，即将放大器的输入阻抗变换为与前级阻抗相匹配。变换的作用，即将放大器的输入阻抗变换为与前级阻抗相匹配。高频功率放大器的输出端由高频功率放大器的输出端由C3、C4、L1组成的倒组成的倒L形匹配网络，形匹配网络，通过调整通过调整C3、C4使该网络的谐振频率为使该网络的谐振频率为160MHz，一方面滤除，一方面滤除放大器工作在非线性状态所产生的高次谐波；另一方面进行放大器工作在非线性状态所产生的高次谐波；另一方面进行阻抗变换，将负载变换为放大器所要求的最佳阻抗。阻抗变换，将负载变换为放大器所要求的最佳阻抗。3.4D、E类功率放大器概念类功率放大器概念高频功率放大器的主要指标是如何尽可能地提高其输出功率高频功率放大器的主要指标是如何尽可能地提高其输出功率与效率。丙类放大器是采取减小电流导通角与效率。丙类放大器是采取减小电流导通角以减小集电极电以减小集电极电流中的直流分量的方法来提高其效率。但是导通角流中的直流分量的方法来提高其效率。但是导通角的减小是的减小是有一定限制的，因为导通角有一定限制的，因为导通角减小，为了使输出功率符合要求，减小，为了使输出功率符合要求，就必须增大输入信号的振幅，这样就给前级放大器增加了负担。就必须增大输入信号的振幅，这样就给前级放大器增加了负担。放大器集电极效率为放大器集电极效率为要提高放大器集电极效率，需要尽可能地减小集电极耗散功要提高放大器集电极效率，需要尽可能地减小集电极耗散功率率PC，而，而可见，要减小集电极耗散功率可见，要减小集电极耗散功率PC，一种方法是减小，一种方法是减小PC的积的积分区间，即减小电流导通角分区间，即减小电流导通角，这就是丙类放大器所采用的方，这就是丙类放大器所采用的方法；另一种方法就是减小法；另一种方法就是减小iC与与uCE的乘积，即电流导通角的乘积，即电流导通角固定固定为为90，放大器工作在开关状态：当，放大器工作在开关状态：当uCE处于高电压时，使流过处于高电压时，使流过的电流的电流iC很小；当通过器件的电流很大时，使器件两端电压很很小；当通过器件的电流很大时，使器件两端电压很低。这样，在理想情况下，低。这样，在理想情况下，iC与与uCE的乘积接近于零，其效率的乘积接近于零，其效率接近接近100%。3.4.1D类功率放大器类功率放大器D类、类、E类放大器有电压开关型和电流开关型两种电路，下面就类放大器有电压开关型和电流开关型两种电路，下面就以电压开关型电路为例，介绍以电压开关型电路为例，介绍D类谐振功率放大器的工作原理。图类谐振功率放大器的工作原理。图3.24(a)所示为电压开关型所示为电压开关型D类功率放大器原理图。类功率放大器原理图。图图3.24D类放大器原理图及电压、电流波形类放大器原理图及电压、电流波形图中输入信号电压图中输入信号电压ui是角频率为的正弦信号，而且幅度足够大。该输入信是角频率为的正弦信号，而且幅度足够大。该输入信号通过变压器号通过变压器Tr在次级产生两个极性相反的推动电压在次级产生两个极性相反的推动电压ub1和和ub2，分别加到两，分别加到两个相同型号的同类放大器个相同型号的同类放大器VT1和和VT2的输入端，使得当其中一管从导通到饱和的输入端，使得当其中一管从导通到饱和状态时，另一管截止。负载电阻状态时，另一管截止。负载电阻RL和和L、C构成串联谐振回路，调谐频率为输构成串联谐振回路，调谐频率为输入信号的频率。忽略入信号的频率。忽略VT1和和VT2的饱和压降的饱和压降UUES，当在输入信号的正半周时，当在输入信号的正半周时，VT1饱和，饱和，VT2截止，则截止，则VT2的集电极对地电压的集电极对地电压UCE2为电源电压为电源电压VCC；当在输；当在输入信号的负半周时，入信号的负半周时，VT1截止，截止，VT2饱和，则饱和，则VT1的集电极对地电压的集电极对地电压UCE1为电为电源电压源电压VCC。因此，。因此，VT2输出端的电压在输出端的电压在0VCC之间轮流变化。之间轮流变化。VT1、VT2的的集电极电流集电极电流iC1、iC2为高频余弦脉冲。当串联谐振回路调谐在输入信号频率上，为高频余弦脉冲。当串联谐振回路调谐在输入信号频率上，且回路等效品质因数且回路等效品质因数Qe足够高时，通过回路的是足够高时，通过回路的是UCE2方波电压的基波分量，方波电压的基波分量，这样在负载这样在负载RL上得到与输入信号频率相同的正弦信号。上得到与输入信号频率相同的正弦信号。UCE2、iC2、iC2以及输以及输出电压出电压uo如图如图3.24(b)所示。所示。由图由图3.24(b)可知，在理想情况下，两管的集电极损耗都为可知，在理想情况下，两管的集电极损耗都为0，故理想的集电极效率，故理想的集电极效率可达可达100%。实际上，由于晶体管结电容的存在，在高频工作时，晶体管实际上，由于晶体管结电容的存在，在高频工作时，晶体管VT1、VT2的开关转换的开关转换速度不够高，电压速度不够高，电压UCE2会有一定的上升沿和下降沿，如图会有一定的上升沿和下降沿，如图3.24(b)虚线所示，这样会导虚线所示，这样会导致两管在瞬间同时导通或断开，将使晶体管的耗散功率增大，放大器的实际效率降低，致两管在瞬间同时导通或断开，将使晶体管的耗散功率增大，放大器的实际效率降低，这种现象会随输入信号频率的增加而更严重。为了克服上述缺点，在这种现象会随输入信号频率的增加而更严重。为了克服上述缺点，在D类放大器的基础类放大器的基础上采用特殊输出回路，提出了上采用特殊输出回路，提出了E类功率放大器。类功率放大器。3.4.2E类功率放大器类功率放大器E类高频功率放大器的电路原理图与等效电路图分别如图类高频功率放大器的电路原理图与等效电路图分别如图3.25(a)、3.25(b)所示，其是单管工作在开关状态，电容所示，其是单管工作在开关状态，电容C0为晶体管的结为晶体管的结电容和外加补充电容；电容和外加补充电容；L与与C为串联谐振回路，调谐于输入信号的为串联谐振回路，调谐于输入信号的频率上；频率上；L1是激励电感，是激励电感，jX是补偿电抗，用以校正输出电压相位，是补偿电抗，用以校正输出电压相位，以获得高的集电极效率。以获得高的集电极效率。(a)E类功率放大器电路图类功率放大器电路图(b)E类功率放大器等效电路图类功率放大器等效电路图图图3.25E类功率放大器电路图及等效电路图类功率放大器电路图及等效电路图E类功率放大器在信号一个周期类功率放大器在信号一个周期的工作过程如下。的工作过程如下。(1)当在信号的正半周时，此时当在信号的正半周时，此时开关闭合，输出电压，电容开关闭合，输出电压，电容C0的电的电流，流，iC将随输入信号的变换规律而将随输入信号的变换规律而进行变换。进行变换。(2)当在信号的负半周时，此时当在信号的负半周时，此时开关断开，则开关断开，则iC突变为突变为0，iL1开始向开始向电容电容C0充电，充电不久后电容又给充电，充电不久后电容又给负载放电，得到输出电压负载放电，得到输出电压UCE的波的波形，如图形，如图3.26所示。所示。由图由图3.26可知，在可知，在E类功率放大电路中，当类功率放大电路中，当UCE=0时才有集电极电流，时才有集电极电流，克服了克服了D类在开关转换过程中的集电极功耗，故其效率很高。类在开关转换过程中的集电极功耗，故其效率很高。图图3.26E类功率放大器波形图类功率放大器波形图3.5集成射频功率放大器及其应用简介集成射频功率放大器及其应用简介在射频和非线性状态下的射频功率放大器和各种功能部件的设计是很复杂在射频和非线性状态下的射频功率放大器和各种功能部件的设计是很复杂的，通常需要通过大量的调整、测试工作，才能使它们的性能达到设计要求。的，通常需要通过大量的调整、测试工作，才能使它们的性能达到设计要求。目前，国内外的制造厂商制造了大量的射频模块放大器，这种射频模块放大目前，国内外的制造厂商制造了大量的射频模块放大器，这种射频模块放大器组件可完成振荡、混频、调制、功率合成与分配等各种功能。这些组件体器组件可完成振荡、混频、调制、功率合成与分配等各种功能。这些组件体积小，可靠性高，输出功率一般在几瓦至几十瓦之间。下面以日本三菱公司积小，可靠性高，输出功率一般在几瓦至几十瓦之间。下面以日本三菱公司的的M57704系列介绍其结构与工作原理。系列介绍其结构与工作原理。三菱公司的三菱公司的M57704系列高频功率放大器是一种厚膜混合集成电路，包含有多个型系列高频功率放大器是一种厚膜混合集成电路，包含有多个型号，频率范围为号，频率范围为335512MHz，各种型号的工作频率如表，各种型号的工作频率如表3.1所示。所示。表表3.1三菱公司三菱公司M57704系列的工作频率系列的工作频率型型号号工作频率工作频率/MHz型型号号工作频率工作频率/MHzM57704EL335360M57704M430450M57704SL360380M57704H450470M57704UL380400M57704UH470490M57704L400420M57704SH490512图图3.27(a)是是M57704系列的外形图，系列的外形图，3.27(b)是其等效电路图，包括三级放是其等效电路图，包括三级放大电路，匹配网络由微带线和大电路，匹配网络由微带线和LC元件混合组成。元件混合组成。脚为信号输入端，脚为信号输入端，、脚分别为三级放大器的集电极电源输入端，脚分别为三级放大器的集电极电源输入端，脚为信号输出端，脚为信号输出端，脚为接地脚为接地端。端。(a)外形图外形图(b)内部结构图内部结构图图图3.27M57704系列功率放大器外形和内部结构系列功率放大器外形和内部结构图图3.28是是TW-42超短波电台中发信机高频功率放大器部分电路超短波电台中发信机高频功率放大器部分电路图，此电路采用的三菱公司的图，此电路采用的三菱公司的M57704H作为高频功率放大器，作为高频功率放大器，其工作频率为其工作频率为457.7458MHz，发射功率为，发射功率为5W。调频信号通过。调频信号通过M57704H的的脚输入，通过脚输入，通过M57704H功率放大器输出，一路经功率放大器输出，一路经微带线匹配滤波后，通过微带线匹配滤波后，通过V115送到多节送到多节形形LC