资源描述
单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第,2,章,谐振功率,放,放大器,2.1,谐振功率,放,放大器的,工,工作原理,2.2,谐振功率,放,放大器的,性,性能特点,2.3,谐振功率,放,放大器电,路,路,第,2,章 谐,振,振功率放,大,大器,谐振功放是一种用,谐,谐振系统,作,作为匹配,网,网络的功,率,率放大器,，,，一般工,作,作在丙类（或,丁,丁类、乙,类,类），主要用,在,在无线电,发,发射机中,，,，用来对载波或已,调,调波进行功率,放,放大。,用途：对,载,载波或已,调,调波进行,功,功率放大,构成：匹,配,配网络为,谐,谐振系统,应用状态,：,：丙类（,或,或丁类、,乙,乙类）,2.1,谐振功率,放,放大器的,工,工作原理,在谐振功,率,率放大器,中,中，它的,管,管外电路,由,由直流馈电,电,电路和滤波匹配,网,网络两部分组,成,成。,2.1.1,丙类谐振,功,功率放大,器,器,1.,电路组成,Z,L,外接负载，呈阻抗,性,性，用,C,L,与,R,L,串联等效,电,电路表示,。,。,L,r,和,C,r,匹配网,络,络，与,Z,L,组成并,联,联谐振,回,回路。,调,调节,C,r,使回路,谐,谐振在,输,输入信,号,号频率,。,。,V,BB,基极偏,置,置电压，设置,在,在功率,管,管的截,止,止区，,以,以实现,丙,丙类工,作,作。,2.,集电极,电,电流,i,c,若忽略基区宽度调制效应及管子结电容的影响，则在输入信号电压,的作用下，根据,，,在静态转移特性曲线,(,i,c,v,BE,),上画出的集电极电流波形是一串周期重复的脉冲序列，脉冲宽度小于半,个周期,。,。用付里叶,级,级数可将电,流,流脉冲,序,序列分,解,解为平均分,量,量、基,波,波分量和各次谐,波,波分量之和，即,3.,输出电,压,压,v,o,(1),对基波,分,分量,由于集,电,电极谐,振,振回路,调,调谐在,输,输入信,号,号频率,上,上，因,而,而它对,i,C,中的基,波,波分量,呈,呈现的,阻,阻抗最,大,大，且,为,为纯电,阻,阻，称,为,为谐振电,阻,阻，在高,Q,回路中,，,，其值,R,e,近似为,式中，, 回路总电容, 回路谐振角频率, 回路有载品质因数,(2),对非基,波,波分量,谐振回,路,路对,i,C,中的其,它,它分量,呈,呈现的,阻,阻抗均,很,很小，平均分,量,量和各,次,次谐波,分,分量产生的,电,电压均,可,可忽略,。,。,结论：回路上,仅,仅有由,基,基波分,量,量产生,的,的电压,v,c,，因而,在,在负载,上,上可得,到,到所需,的,的不失,真,真信号,功,功率。,小结：丙类谐,振,振功率,放,放大器,的,的功能,(1),选频：利用谐,振,振回路,的,的选频,作,作用，,可,可将失,真,真的集,电,电极电,流,流脉冲,变,变换为,不,不失真,的,的输出,余,余弦电,压,压。,(2),阻抗匹配,：,：谐振回路,将,将含有电,抗,抗分量的,外,外接负载,变,变换为谐,振,振电阻,R,e,，而且调,节,节,L,r,和,C,r,还能保持,回,回路谐振,时,时使,R,e,等于放大,管,管所需的,集,集电极负,载,载值，实,现,现阻抗匹,配,配。,所以，谐,振,振功率放,大,大器中，,谐,谐振回路,起,起到选频和匹配负载的双重作,用,用。,4.,丙类功放,的,的功率特,性,性分析,(1),丙类功放,的,的问题,若提高集,电,电极效率,，,，管子导,通,通时间减,小,小；但引,起,起,i,C,中基波分,量,量幅度,I,cm,减小，从,而,而导致输,出,出功率减,小,小。,(2),解决方法,将基极偏,置,置电压,V,BB,向负值方,向,向增大，,减,减少管子,导,导通时间,。,。,增大集电,极,极脉冲高,度,度，即提,高,高输入激,励,励电压幅,度,度,V,bm,，使减小导,通,通时间的,同,同时维持,输,输出功率,不,不变。, 后果,：,：加到基极,上,上的最大,反,反向电压,(,V,BB,V,bm,),可能使功,率,率管发射,结,结反向击,穿,穿。,在维持输,出,出功率的,条,条件下，,一,一味地减,管,管子导通,时,时间来提,高,高,集电极效,率,率的做法,往,往往是不,现,现实的。,为,为进一步,提,提高效率,，,，可采用,开,开关工作,的,的谐振功率,放,放大器,丁类。,2.1.2,丁类和戊,类,类谐振功,率,率放大器,1.,丁类简介,(1),电路,Tr,次级两绕,组,组相同，,极,极性相反,。,。,T,1,和,T,2,特性配对,，,，为同型管。,(2),原理,若,v,i,足够大，,则,则,v,i, 0,时,，T,1,饱和导通,，,，T,2,截止，,v,i, 0，T,2,饱和导通,，,，T,1,截止，,A,点幅值：,v,A,=,v,A1,v,A2,=,该电压加,到,到,L,、,C,、,R,串联谐振,回,回路上，,若,若谐振回,路,路工作在,输,输入信号,角,角频率上,，,，,且其,Q,值足够高,，,，则可近,似,似认为通,过,过回路的,电,电流,i,L,是角频率,为,为,的余弦波,，,，,R,L,上获得不,失,失真输出,功,功率。,(3),性,能,能,特,特,点,点,T,1,、T,2,尽,管,管,导,导,通,通,电,电,流,流,很,很,大,大,，,，,但,但,相,相,应,应,的,的,管,管,压,压,降,降,很,很,小,小(),，,管,管,耗,耗,小,小,，,，,放,放,大,大,器,器,的,的,效,效,率,率,高,高,。,。(90%,以,以,上,上),考,虑,虑,结,结,电,电,容,容,、,、,分,分,布,布,电,电,容,容,等,等,影,影,响,响,，,，,实,实,际,际,波,波,形,形,如,如,v,A,虚,线,线所,示,示,，,，,管,管,子,子,动,动,态,态,管,管,耗,耗,增,增,大,大,，,，,丁,丁,类,类,功,功,放,放,效,效,率,率,受,受,限,限,。,。,2.,戊,类,类,放,放,大,大,器,器,为,了,了,克,克,服,服,这,这,个,个,缺,缺,点,点,，,，,在,在,开,开,关,关,工,工,作,作,的,的,基,基,础,础,上,上,采,采,用,用,一,一,个,个,特,特,殊,殊,设,设,计,计,的,的,集,集,电,电,极,极,，,，,保,保,证,证,v,CE,为,最,最,小,小,值,值,的,的,一,一,段,段,期,期,间,间,内,内,，,，,才,才,有,有,集,集,电,电,极,极,电,电,流,流,流,流,通,通,，,，,这,这,是,是,正,正,在,在,发,发,展,展,的,的戊,类,类,放,放,大,大,器,器。,2.,实,现,现,原,原,理,理,在,丙,丙,类,类,谐,谐,振,振,放,放,大,大,器,器,中,中,，,，,将,将,输,输,出,出,谐,谐,振,振,回,回,路,路,调,调,谐,谐,在,在,输,输,入,入,信,信,号,号,频,频,率,率,的,的,n,次,谐,谐,波,波,上,上,，,，,则,则,输,输,出,出,谐,谐,振,振,回,回,路,路,上,上,仅,仅,有,有,i,C,中的,n,次谐波分量,产,产生的高频,电,电压，而其,它,它分量产生,的,的电压均可,忽,忽略，因而,R,L,上得到了频,率,率为输入信,号,号频率,n,倍的输出信,号,号功率。,2.1.3,倍频器,1.,概念,倍频器,(FrequencyMultiplier)：,将输入信号,的,的频率倍增,n,倍的电路。,3.,倍频电路, 滤波。谐振回路需,滤,滤除高于,n,和低于,n,的各次分量,。,。低于,n,的分量幅度,较,较大，滤除,较,较难。倍频,次,次数越高，,对,对谐振回路,提,提出的滤波,要,要求越苛刻,，,，不易实现,。,。,(2),变容二极管,、,、阶跃二极,管,管构成参量倍频器，适用于倍,频,频次数较高,时,时。,(1),三极管倍频,器,器,倍频次数不,能,能太高，一,般,般为二倍或三倍,频,频。原因：, 效率。集电极电流,脉,脉冲中包含,的,的谐波分量,的,的幅度随着,n,的增加而迅,速,速减小。倍,频,频次数过高,，,，倍频器的,输,输出功率和,效,效率就会过,低,低。,作业：2-1，2，4,2.2,谐振功率放,大,大器的性能,特,特点,2.2.1,近似分析方,法,法,1.,概述,非谐振功率放大器：,集电极负载,为,纯电阻，在特性曲线上作负载线，画出激励信号下的集电极电流和电压,求出功率性能,丙类谐振功,率,率放大器：集电极负载,为,为包含电抗,元,元件的谐振,回,回路，使得,集,集电极电压,，,，电流波形,不,不同。但二,者,者又互为确,定,定,(,v,CE,由,i,C,产生，而,v,CE,通过基极宽,度,度调制效应,影,影响,i,C,),。,要精确分析,谐,谐振功放，,要,要解非线性,方,方程，繁琐,。,2.,谐振功放的,近,近似分析方,法,法准静,态,态分析法,(1),方法基于下,面,面的两个假,设,设,假设一：谐振回路具,有,有理想的滤波,特,特性，只能产生,基,基波电压（,在,在倍频器中,，,，只能产生,特,特定次数的,谐,谐波电压）,，,，其它分量,的,的电压均可,忽,忽略。,所以，尽管,集,集电极电流,为,为脉冲波，,但,但集电极电压却是余弦的。同理，,放,放大器输入,端,端也有谐振,回,回路，尽管,基,基极电流为,脉,脉冲波，但基极电压是余弦的，可表示为：,(2-2-1),假设二：功率管的特,性,性用输入和输出静态特,性,性曲线表示，其高频效应可忽略。分,析,析时的输出,特,特性曲线，,其,其参变量采,用,用,v,BE,，而不是通,常,常的,i,B,。,(2),分析步骤, 由式,2-2-1,确定,v,BE,和,v,CE,：,先设定,V,BB,、,V,bm,、,V,CC,、,V,cm,四个电量数,值,值，并将,t,按等间隔,(,t,=,0,，,15,，,30,，,),给定不同的,数,数值，则,v,BE,和,v,CE,便确定,(,图,a),。,(2-2-1),由输出特,性,性画,i,C,：根据不同间,隔,隔上的,v,BE,和,v,CE,值，在输出,特,特性曲线上（以,v,BE,为参变量）找到对应的,动,动态点，由,此,此可以确定,i,C,值的波形，,其,其中动态点,的,的连线称为谐振功率放,大,大器的动态线。,(a)(b),不到,V,CC,，因为导通,角,角小于,.,(3),功率性能分,析,析, 谐振电,阻,阻,用付里叶变,换,换对,i,C,脉冲波进行,分,分解，求出,其,其中的平均,分,分量,I,C0,和基波分量,I,c1m,。由此可以,确,确定所需的,集,集电极谐振,回,回路谐振电,阻,阻,R,e,。, 功率性,能,能,(4),讨论,四变量,V,BB,、,V,bm,、,V,CC,、,V,cm,不同，,i,C,的波形和数,值,值就不同，,由,由此求得的,R,e,及相应的功,率,率性能就不,同,同。应了解,四,四变量的影,响,响。,2.2.2,欠压、临界,和,和过压状态,1.,V,BB,、,V,bm,、,V,CC,不变，,i,C,随,V,cm,的变化规律,(1),i,C,的宽度：由图所示，主要取决,于,于,V,BB,、,V,bm,，,V,BB,、,V,bm,一定，,i,C,脉宽近似确,定,定，与,V,cm,关系不大。,(2),i,C,的值：,由,当,t,=0,时，,当,V,BB,、,V,bm,即,v,BEmax,为定值时，,V,cm,v,CEmin,动态点,A,左移,情况 ,A,：,V,cm,的取值，使,所,所对应的动,态,态点处在放,大,大区。,情况 ,A,：,V,cm,增大，使,t,=0,所对应的动,态,态点处在临,界,界点，,i,Cma,x,略微减小。,情况 ,A,：,V,cm,继续增大，,使,使,t,=0,所对应的动,态,态点处在饱,和,和区，,i,C,迅速减小，,电,电流脉冲出,现,现凹陷，且,随,随,V,cm,增大，凹陷,加,加深。,结论：,当,V,BB,、,V,bm,、,V,CC,固定不变，,V,cm,由小增大时，,由大变小，故,动态线左移,。,2.,欠压、临界,、,、过压,欠压,(Undervoltage),：,v,CEmin,对应的动态点处于放大区。,临界,(Critical),：,：,v,CEmin,对应的动态点处于放大区,和,和饱和区之,间,间的临界点。,过压,(Overvoltage),：,v,CEmin,对应的动态点处于饱和区。,3.,i,C,平均分量,I,C0,与基波分量,I,c1m,由此可求功,率,率性能。,由于丙类工,作,作，在管子,导,导通期间，,i,C,和,cos,t,均为正值，,因,因此，,i,C,脉冲,越,越宽,，,，高,度,度越,高,高，,I,C0,和,I,c1m,就越,大,大。如,果,果出,现,现凹,陷,陷，,则,则凹,陷,陷越,深,深，,I,C0,和,I,c1m,就越,小,小。,作业,2-5，2-8,2.2.3,四个,电,电量,对,对性,能,能影,响,响的,定,定性,讨,讨论,一、,负,负载,特,特性,1.,含义,：,：谐,振,振功,放,放的,负,负载,特,特性是指,V,BB,、,V,bm,和,V,CC,一定,，,，放,大,大器,性,性能,随,随,R,e,的变,化,化特,性,性。,2.,特性,R,e,的增,加,加势,必,必将,引,引起,V,cm,增大(),R,e,V,cm,v,CEmin,放大,器,器欠,压,压过压,i,C,由接近,余,余弦,变,变化,的,的电,流,流脉,冲,冲转变,为,为中间,有,有凹,陷,陷的,脉,脉冲,波,波。,据此,可,可以,画,画出,I,c0,和,I,c1m,随,R,e,变化,的,的特,性,性。,V,cm,=,R,e,I,c1m,P,o,=,V,cm,I,c1m,/2,P,D,=,V,CC,I,C0,P,C,=,P,D,P,o,C,=P,o,/P,D,由,I,C0,和,I,c1m,的变,化,化就,可,可以,画,画出,V,cm,、,P,o,、,P,D,、,P,C,、,C,随,R,e,变化,的,的曲,线,线。,3.,讨论,(1) 欠压区：,由,图(a),，,R,e,由小增大时，,i,C,脉冲的高度略有减小，相应的,I,C0,、,I,c1m,也略有减小，因而由,图(b),，,V,cm,(,R,e,I,c1m,),和,P,o,(,),近似线性增大，而,P,D,(=,V,CC,I,C0,),略有,减,减小,，,，,C,增大,，,，,P,C,减小,。,。,(2),过压,区,区：随,R,e,增大,，,，电,流,流脉,冲,冲高,度,度减,小,小，,凹,凹陷,加,加深,，,，相,应,应的,I,C0,、,I,c1m,减小,，,，结,果,果使,V,cm,略有,增,增加,，,，,P,o,、,P,D,减小,，,，且,P,o,比,P,D,减小,的,的慢,，,，从,而,而,C,略有,增,增加,，,，,P,C,略有,减,减小,。,。,(3),匹配,负,负载,：,：如果,R,e,的取,值,值使,管,管子,工,工作,在,在临,界,界状,态,态，,则,则,P,o,最大,，,，且,C,较大,，,P,C,较小,，,，放,大,大器,性,性能,接,接近,最,最佳,性,性能,。,。将,此,此时,的,的,R,e,称为,谐,谐振,功,功放,的,的匹配,负,负载，用,R,eopt,表示,。,。,二、,调,调制,特,特性,包括集电,极,极调,制,制和基极,调,调制两种,特,特性,。,。,1.,集电,极,极调,制,制特,性,性,(1),含义,：,：,V,BB,、,V,bm,和,R,e,一定,，,，放,大,大器,性,性能,随,随,V,CC,变化,的,的特,性,性。,(2),调制,特,特性,：,：,V,BB,、,V,bm,一定，则,V,BEma,x,和,i,C,脉宽,一,一定。而,对,对应,于,于,V,CEmin,的动,态,态点,必,必定,在,在,v,BE,=,V,BEmax,的那,条,条输,出,出特,性,性曲,线,线上,移,移动,。,。,欠,欠压,状,状态,：,：随,V,CC,减小，集,电,电极,电,电流,脉,脉冲,高,高度,略,略有,减,减小,，,，因,而,而,I,C0,和,I,c1m,也将,略,略有,减,减小,，,，,V,cm,(=,R,e,I,c1m,),也略有,减,减小。,过,过压,状,状态,：,：随,V,CC,减小，集,电,电极,电,电流,脉,脉冲,的,的高,度,度降,低,低，,凹,凹深,加,加深,，,，因,而,而,I,C0,、,I,c1m,、,V,cm,将迅速,减,减小。,2.,基极,调,调制,特,特性,(1),含义,：,：,V,bm,、,V,CC,、,R,e,一定，放,大,大器性能,随,随,V,BB,变化的特,性,性。,(2),调制特性,：,：当,V,bm,一定，,V,BB,由负向正,增,增大时，,i,C,不仅宽度,增,增加，而,且,且其高度,增,增加（因,V,BEmax,增大），,因,因而,I,C0,和,I,c1m,、,V,cm,增大，结,果,果使,V,CEmin,减小，放,大,大器由欠,压,压进入过压状态。,进入过压,状,状态后，,随,随,V,BB,向正值方,向,向增大，集电极电,流,流的宽度和高,度,度均增加，,使,使凹陷加,深,深，结果,使,使,I,C0,和,I,c1m,、,V,cm,均将增大,，,，但增大,得,得十分缓,慢,慢，可认,为,为近似不,变,变。,3.,调幅电路,调制特性是晶体三,极,极管调幅,电,电路的基,本,本特性。,(1),集电极调,幅,幅原理电,路,路,图中：,输入高频载波电压，,c,载波频率,调制信号电压，,为调制频率,它们与谐,振,振功放电,路,路的不同仅是集电极回,路,路接入了,调,调制信号,电,电压。,为,谐振回路上的输出电压,。,令,作为放大器的,等效集电极电源电压,。若要求,V,cm,按调制信号规律变化，即,V,cm,(,t,),按,V,CC,(,t,),的规律变换，则根据集电极调制特性，放大器必须在,V,CC,(,t,),的变化范围内工作在,过压状态,。,(2),基极调幅,原,原理电路, 基极偏置电压,使,V,cm,按,V,BB,(,t,),的规律变,化,化，放大,器,器工作在欠压状态。,三、放大,特,特性,1.,含义：当,V,BB,、,V,CC,和,R,e,一定，放大器,性,性能随,V,bm,变化的特,性,性。,2.,特性：固定,V,BB,，增大,V,bm,与上述固,定,定,V,bm,增大,V,BB,的情况类,似,似，它们,都,都使,i,C,的宽度和,高,高度增大,，,，放大器,由,由欠压进,入,入过压，图,(a)。,(1),谐振功放,作,作为线性,功,功放时,为了使输,出,出信号振,幅,幅,V,cm,反映输入,信,信号,V,bm,的变化，,放,放大器必,须,须在,V,bm,变化范围,内,内工作在欠压状态，图,(b)。,(2),谐振功放,作,作为振幅,限,限幅器,(Amplitude Limiter),作用：将,V,bm,在较大范,围,围内的变,化,化转换为振幅恒定,的,的输出信,号,号。,特点：根据放大,特,特性，放,大,大器必须,在,在,V,bm,的变化范,围,围内工作,在,在过压状态，或,V,bm,的最小值,应,应大于临,界,界状态对,应,应的,V,bm,限幅门限,电,电压。,四、四个,特,特性在调,试,试中的应,用,用,在调试谐,振,振功放时,，,，上述四个特性十分有用,。,。,例如，一丙类谐,振,振功放，,设,设计在临,界,界状态，,若,若制作出,后,后，,P,o,和,C,均不能达,到,到要求，,则,则应如何,进,进行调整,。,。,P,o,达不到要,求,求，表明,放,放大器没在临界。若增大,R,e,能使,P,o,增大，则,根,根据负载,特,特性，断,定,定放大器,工,工作在欠压状态，此时分,别,别增大,R,e,、,V,bm,和,V,BB,或同时或,两,两两增大,均,均可使放,大,大器由欠压进入临界。,若增大,R,e,，,P,o,减小，放大器,实,实际工作,在,在过压状态，可增大,V,CC,（同时，,适,适当增大,R,e,或,V,bm,或,V,BB,），需,注意管子,安,安全,。,实际上放,大,大器的工,作,作状态除,了,了改变,R,e,外还可以,根,根据实际,情,情况通过,改,改变,V,CC,、,V,bm,、,V,BB,来判断，,不,不过改变,R,e,较普遍，,但,但不论改,变,变哪个量,都,都必须保,证,证回路谐,振,振在工作,频,频率上。,2.3,谐振功率,放,放大器电,路,路,在谐振功,率,率放大器,中,中，它的,管,管外电路,由,由直流馈电,电,电路和滤波匹配,网,网络两部分组,成,成。,2.3.1,直流馈电,电,电路,1.,串馈与并,馈,馈,考虑到滤,波,波匹配网,络,络元件的,安,安装方便,，,，馈电电路,(Power Supply Circuit),对滤波匹,配,配网络的,影,影响。,直流馈电,电,电路分为,(1),串馈：直流电源,V,CC,、滤波匹,配,配网络和,功,功率管在电路形,式,式上为串接的一种馈,电,电方式。,L,C,高频扼,流,流圈，与,C,C,构成电,源,源滤波,电,电路。,在信号,频,频率上,L,C,的感抗,很,很大，,接,接近开,路,路；,C,C,的容抗,很,很小，,接,接近短,路,路，目,的,的是避,免,免信号,电,电流通,过,过直流,电,电源而,产,产生级,间,间反馈,，,，造成,工,工作不,稳,稳定。,(2),并馈：直流电,源,源,V,CC,、滤波,匹,匹配网,络,络和功率管在电路,形,形式上,为,为并接的一种,馈,馈电方,式,式。,L,C,高频扼,流,流圈，,C,C1,隔直电,容,容，,C,C2,电源滤,波,波电容,要求在,信,信号频,率,率上，,L,C,的感抗,很,很大，,接,接近开,路,路，,C,C1,、,C,C2,的容抗,很,很小，,接,接近短,路,路。,此时，,虽,虽然电,源,源与滤,波,波匹配,网,网络在,形,形式上,是,是并联,的,的，但,滤,滤波匹,配,配网络,两,两端电,压,压,v,c,(,t,),直接反,映,映在,L,C,上，因而有,。与,串馈电路,相同。,(3),串馈与,并,并馈的,比,比较：,相同点,：,：两种馈,电,电方式,，,，,V,CC,都能全,部,部加到,集,集电极,上,上；,不同点,：,：滤波匹,配,配网络,的,的接入,方,方式。, 串,馈,馈：滤波匹,配,配网络,处,处于直,流,流高电,位,位上，,网,网络元,件,件不能,直,直接接,地,地。, 并,馈,馈：由于,C,C1,隔断直,流,流，匹,配,配网络,处,处于直,流,流地电,位,位上，,网,网络元,件,件可直,接,接接地,，,，安装,比,比串馈,方,方便。,但,但,L,C,和,C,C1,与匹配网,络,络相并联,，,，它们,的,的分布,参,参数影,响,响网络,调,调谐。,2.,基极偏,置,置电路,(1),作用：为放大,电,电路提,供,供合适,的,的偏置,电,电压，,使,使功率,管,管工作,在,在丙类,。,。,(2),常用类,型,型：三种常,用,用的基,极,极偏置,电,电路。,图,(a),，,，,基极偏,置,置电压由,V,CC,通过,R,B1,和,R,B2,分压提,供,供，为,保,保证丙,类,类工作,，,，其值,应,应小于,功,功率管,的,的导通,电,电压。,图,(b),、,（c）,，,，,自给偏,置,置电路,。,。,图,(b),偏置电,路,路：,L,B,、,R,B,、,C,B1,。,R,B,产生压,降,降，提,供,供自偏,电,电压；,L,B,避免,R,B,、,C,B1,对输入,滤,滤波匹,配,配网络,的,的旁路,影,影响,图,(c),偏置电,路,路：,L,B,产生压,降,降，提,供,供自偏,电,电压；,3.,自给偏,置,置电路,(1),自给偏,压,压,I,B0,的产生,以图,(b),为例，,i,b,为脉冲,电,电流，,可,可分解,为,为,I,B0,、,I,b1m,、,I,b2m,由基尔,霍,霍夫定,律,律得,电流,i,2,通路有,高,高频扼,流,流圈,L,B,，只有,直,直流电,流,流可以,通,通过，,而,而,i,b,中的直,流,流分量,为,为,I,B0,，故,i,2,为,I,B0,。,i,b,i,2,i,1,(2),称为自,给,给偏置,的,的原因,：,：当未加,输,输入信,号,号时，,偏,偏置为,零,零；当,输,输入信,号,号由小,增,增大时,，,，由于,I,B0,相应增,大,大，加,到,到,B-E,间的偏,置,置电压,V,BE,=,I,B0,R,B,均将向,负,负值方,向,向增大,。,。这种,偏,偏置电,压,压随输,入,入信号,电,电压振,幅,幅而变,化,化的效,应,应称为自给偏,置,置效应。,(3),自给偏,置,置电路,的,的作用,：,：,用于放,大,大等幅,载,载波信,号,号的功,率,率放大,器,器，可,以,以在输,入,入信号,振,振幅变,化,化时起,到,到自动,稳,稳定输,出,出电压,振,振幅的,作,作用。,用于正,弦,弦振荡,器,器，可,以,以提高,振,振荡幅,度,度的稳,定,定性。,若用于,线,线性功,率,率放大,器,器，会,使,使放大,器,器偏离,乙,乙类工,作,作，造,成,成输出,信,信号失,真,真，应,当,当避免,。,。,1.,串联谐,振,振回路,(1),电路：,r,固有损,耗,耗电阻,(2),分析,式中，,。,称为,谐振频率,。此时，回路电流达到最大，并且与,电压同相,。,引入参数, 有载品质因数,Q,e,越大，,频,频率选,择,择性越,强,强，滤,波,波效果,越,越好。, 固有品质因数,由于,R,0,、,R,C,使,Q,e,小于,Q,0,，增加,了,了通频,带,带宽，,要,要改善,必,必须增,大,大,R,e,，除选,用,用,Q,0,大的电,压,压外，,还,还要电,压,压源,R,S,小，并,限,限制,R,L,。,2.,并联谐,振,振回路,(1),电路,(2),分析,令回路,总,总电导,为,为0，求得谐振角,频,频率,，此时,，,，输出,电,电压,V,最大，,并,并与,I,同相。,令, 有载品质因数, 固有品质因数,要增大,的电流源，,的负载。,2.3.2,滤波匹,配,配网络,1.,位置：对交流,通,通路而,言,言，滤,波,波匹配,网,网络,(Filter-MatchedNetwork),介于功,率,率管,T,和外接,负,负载,R,L,之间。,2.,对滤波,匹,匹配网,络,络的要,求,求（3,条,条）,(1),变换将,外,外接负,载,载,R,L,变换为,放,放大管,所,所要求,的,的负载,R,e,，以保,证,证放大,器,器高效,率,率地输,出,出所需,功,功率。,(2),滤波充,分,分滤除,不,不需要,的,的高次,谐,谐波分,量,量，以,保,保证在,外,外接负,载,载上输,出,出所需,基,基波功,率,率,(,在倍频,器,器中为,所,所需的,倍,倍频功,率,率,),。,工程上,用,用谐波抑,制,制度,H,n,表示滤,波,波性能,的,的好坏,。,。,设,I,L1m,和,I,L,n,m,分别为,通,通过外,接,接负载电流中基波和,n,次谐波分量的,振,振幅，,相,相应的,基,基波和,n,次谐波功率分别为,P,L,和,P,L,n,，则对,n,次谐波,的,的谐波抑,制,制度定义为,H,n,越小，,网,网络对,n,次谐波的,抑,抑制能力,越,越强。通,常,常,n,选,2,，即对二次谐,波,波的抑制,度,度。,(3),高,高效将功率管,给,给出的信,号,号功率,P,o,高效地传,送,送到外接,负,负载上，,即,即要求网,络,络的传输效率,接近1。,3.,讨论,(1),谐波抑制,度,度,H,n,和传输效,率,率,K,间的矛盾,在实际滤,波,波匹配网,络,络中，提,高,高谐波抑,制,制度,H,n,，就会牺,牲,牲传输效,率,率,K,，反之亦,然,然。,(2),说明,通过,LC,并联谐振,回,回路来简,要,要说明。,图中,L,和,C,为滤波网,络,络(在谐,振,振功放中,，,，简称L 型网,络,络)，,r,L,为,L,中的固有损耗,电,电阻，,R,L,为外接负载电阻。令,为回路固有品质,因,因数，在高,Q,条件下，,它,它的有载品质,因,因数,Q,e,近似为,显然，当,Q,0,一定时，,Q,e,越小，即,R,L,越大于,r,L,，相应的,K,就越大。,但,但,Q,e,越小，回,路,路谐振曲,线,线越平坦,，,，对谐波,的,的抑制能,力,力就越差,。,。,谐振功放匹配滤波,网,网络的基本形,式,式两种（F2-3-4，F2-1-4）。,其作用：,阻,阻抗匹配,、,、选频滤,波,波。,满足上述,要,要求的匹,配,配滤波网,络,络形式有,多,多种。,不论形式,有,有何不同,，,，均可由,下,下述串-,并,并联阻抗,变,变换公式,将,将其等效,为,为上述两,种,种基本网,络,络的组合,。,。,常用滤波,匹,匹配网络,的,的结构、,组,组成元件,的,的表达式,参,参阅教材,表,表2-3-1。,4.,串、并联,阻,阻抗转换,公,公式,若将一个,由,由电抗和,电,电阻相串,接,接的电路,与,与相并接,的,的电路等,效,效转换，,根,根据等效原理，令两者,的,的端导纳相,等,等，,即,(1),串转并公,式,式,由此得,(2),并,并转串公,式,式,(3),说明, 式中，,X,p,和,X,s,为实数, 电容,：,：,X,电感：,X,L,L,上述各式,表,表明，,Q,e,取定后，,R,p,和,R,s,，,X,p,和,X,s,之,间,间,可,可,以,以,相,相,互,互,转,转,换,换,。,。,转,转,换,换,前,前,后,后,的,的,电,电,抗,抗,性,性,质,质,不,不,变,变,(,X,s,和,X,p,有,相,相,同,同,的,的,正,正,负,负,号,号,),。,5.,滤,波,波,匹,匹,配,配,网,网,络,络,的,的,设,设,计,计,在,谐,谐,振,振,功,功,率,率,放,放,大,大,器,器,中,中,，,，,为,为,了,了,提,提,高,高,传,传,输,输,效,效,率,率,，,，,回,回,路,路,的,的,有,有,载,载,品,品,质,质,因,因,数,数,都,都,较,较,小,小,，,，,一,一,般,般,在,在,10,以,下,下,。,。,考,考,虑,虑,到,到,谐,谐,波,波,抑,抑,制,制,度,度,，,，,常,常,用,用,的,的,滤,滤,波,波,匹,匹,配,配,网,网,络,络,除,除,了,了,上,上,述,述,最,最,简,简,单,单,的,的,L,型外,，,，,更,更,多,多,的,的,是,是,由,由,三,三,个,个,电,电,抗,抗,元,元,件,件,组,组,成,成,的,的,、,T,型以,及,及,由,由,它,它,们,们,组,组,成,成,的,的,多,多,级,级,混,混,合,合,网,网,络,络,。,。,下,下,面,面,就,就,介,介,绍,绍滤波匹,配,配网络,的,的阻抗,变,变换特,性,性。,假设滤,波,波匹配,网,网络的,固,固有损,耗,耗电阻,为,为零，,即,即回路传,输,输效率趋近于,1,，外接负,载,载电阻为,R,L,，要求,与,与,R,e,和,C,0,的串接,或,或并接,阻,阻抗相,匹,匹配，,C,0,为功率管,的,的,分布电,容,容。利用,串,串并联,阻,阻抗转,换,换公式,，,，就可,以,以导出,各,各种滤,波,波匹配,网,网络的,元,元件表,达,达式。,例,1:,图,(a),为,T,型滤波,匹,匹配网,络,络，要求,与,与,R,e,和,C,0,串接阻,抗,抗匹配,，,，求各元,件,件表达,式,式。,(注意,X,C,2,含负号),解：将T 型,网,网络分割成,两,两个串,接,接的L 型,网,网络，图中,。,。,再对这,两,两个L 型,网,网络,进行分,析,析。,在后一,个,个,L,型网络中，将,X,C,2,和,R,L,的串接,阻,阻抗转,换,换为,X,p2,和,R,p2,的并接,阻,阻抗,，,分别取,值,值为,其中，,令，回路,并,并联谐,振,振，则L 型,网,网络呈现的谐振电,阻,阻为,且网络,元,元件的,表,表达式,为,为,，,再来分析前一个,L,型网络,，它的负载电阻为,。将,和,的并接阻抗转换为,X,s1,和,R,s1,的串接阻抗，分别为,其中,。令,，回路串联谐振，则,L 型网络,呈现的谐振电阻,或,，由于,Q,e2,为正实,数,数，因,而,而,根号内,的,的值应,大,大于零,，,，故有,相应,网,网络,元,元件,的,的表,达,达式为,若已知,R,e,、,C,0,与,R,L,，并选定,Q,e1,，则,T,型网络,的各元件值由下列各式确定：,式中，,的匹配要求。但由于,R,e,越接近,R,L,，,A,越趋近,Q,e1,，,X,C,1,就越大，相应,C,1,就越小，而过,讨论：,该网络仅适用于,小的,C,1,，在实践上是难以实现的，故此处，,R,e,不易接近,R,L,。,例,2,：图示,型滤,波,波匹,配,配网,络,络，要,求,求与,R,e,、,C,0,的并,接,接阻,抗,抗匹,配,配，,求,求各,元,元件,表,表达,式,式。,解：,首先取,，,L,1,和,C,0,并联谐振，网络得到简化，然后将,X,L,2,用虚线分成两个串联电感，即,。在由,与,X,C,2,组成的,L 型网络,中，它的负载为,R,L,，现将,X,C,2,与,R,L,并联阻抗转换为串联阻抗,X,s2,和,R,s2,。并令,，网络串联谐振，,结果,是,是网,络,络呈,现,现的谐振,电,电阻为：,且,在由,X,C,1,和,组成,的,的网,络,络中,，,，它,的,的负,载,载为,，现,令,令,回路,串,串联,谐,谐振,，,，因而,或,由于,恒为正实数，故有,R,L,设,，则,，,若已知,R,e,、,C,0,和,R,L,，并选定,，则网络元件值下列各式确定,该网络适用于,R,L,的匹配要求。,
展开阅读全文