1、 正確理解非線性電路的分析方法正確理解非線性電路的分析方法 熟練掌握高頻諧振功率放大器的工作原理、特性熟練掌握高頻諧振功率放大器的工作原理、特性分析分析 正確理解饋電電路和匹配網絡在高頻諧振功率放正確理解饋電電路和匹配網絡在高頻諧振功率放大器中的應用大器中的應用非線性電子線路的基本概念非線性電子線路的基本概念( (補充補充) )一、非線性電子線路的作用一、非線性電子線路的作用非線性電子線路按其功能可分為：非線性電子線路按其功能可分為：功率放大電路：功率放大電路：對輸入信號進行高效率的功率放大和輸對輸入信號進行高效率的功率放大和輸出盡可能大的信號功率，以滿足信號傳輸的需要。例如：出盡可能大的信號

2、功率，以滿足信號傳輸的需要。例如：諧振功率放大器。諧振功率放大器。振蕩電路：振蕩電路：產生某一頻率（或某一頻率范圍）的正弦信產生某一頻率（或某一頻率范圍）的正弦信號。振蕩電路內部非線性器件使得振蕩電路輸出穩定的號。振蕩電路內部非線性器件使得振蕩電路輸出穩定的正弦波信號。例如：正弦波信號。例如：正弦波振蕩器。正弦波振蕩器。波形和頻率變換電路：波形和頻率變換電路：用來對輸入信號進行變換，產生用來對輸入信號進行變換，產生與原輸入信號波形和頻譜不同的輸出信號。例如：與原輸入信號波形和頻譜不同的輸出信號。例如：調制、調制、解調、混頻和倍頻電路等。解調、混頻和倍頻電路等。二、非線性器件的基本特性二、非線性

3、器件的基本特性線性元器件：線性元器件：元器件的參數為常數，與通過元器件的參數為常數，與通過元器件的電流或加在其上的電壓無關。元器件的電流或加在其上的電壓無關。非線性元器件：非線性元器件：元器件的參數不是常數，與元器件的參數不是常數，與通過元器件的電流或加在其上的電壓有關。通過元器件的電流或加在其上的電壓有關。 以非以非線性電阻為例，討論非線性元件的特線性電阻為例，討論非線性元件的特性。性。特性特性工作特性的非線性工作特性的非線性不滿足疊加定理不滿足疊加定理具有頻率變換能力具有頻率變換能力 所得結論也適用于其它所得結論也適用于其它非線性元件。非線性元件。 非線性電阻非線性電阻( (如半導體二極如

4、半導體二極管管) )的伏安特性是一曲線；如圖的伏安特性是一曲線；如圖2.1(b)2.1(b)所示。所示。 線性電阻的伏安特性為一直線性電阻的伏安特性為一直線；如圖線；如圖2.1(a)2.1(a)所示。所示。靜態（直流）電阻靜態（直流）電阻Rj：QjQUR =I動態動態( (交流交流) )電阻電阻Rd：duduR =idiQ QQ Q時變增量電阻時變增量電阻v0tv0ii0t 線性電阻：線性電阻： 非非線性電阻：線性電阻：v0iv0ti0t設伏安特性為：設伏安特性為：2avi ttvvv2121coscos2122212212)(vavavavvvai1212121(cos2cos2)cos()

5、cos()2aattatt非線性電路不滿足疊加定理非線性電路不滿足疊加定理例如一例如一線性線性電路，其輸入、輸出關系可用一線性方程來描述電路，其輸入、輸出關系可用一線性方程來描述io=aui當輸入為當輸入為u ui i = =u u1 1+ +u u2 2 +時，則輸出總響應為：時，則輸出總響應為：io=auiau1 + au2 + 對于對于非線性非線性電路，若非線性器件的特性為：電路，若非線性器件的特性為：io =aui2若輸入激勵信號為若輸入激勵信號為ui=u1+u2，則輸出響應為，則輸出響應為: : io =aui2au12+2au1u2+au22 au12+au22三、非線性電子線路的

6、分析方法三、非線性電子線路的分析方法v冪級數分析法冪級數分析法v折線分析法折線分析法v開關函數法開關函數法冪冪 級級 數數 分分 析析 法法 對于非線性器件的伏安特性對于非線性器件的伏安特性i=f(u)來說，在靜態工作點來說，在靜態工作點UQ點展開為冪級數點展開為冪級數( (泰勒級數泰勒級數) )：201Q2QQ2012( )()()()kkkkif uaa u Ua u Ua u Uaa uauau 0()QQu Uaf UiQQ1Q22Q211()1!1!11()2!2!u Uu Udiaf Udud iafUduQQ11()!u Ukkkkd iafUkk du u=uUQ其中其中v0i

7、Q1當信號電壓較小時，當信號電壓較小時，01Q( )()if uaa u UQ2201Q2Q( )()()if uaa u Ua u U在在Q1附近時附近時在在Q2附近時附近時v0i當信號電壓較大時，當信號電壓較大時，2301Q2Q3Q( )()()()if uaa u Ua u Ua u U折折 線線 分分 析析 法法折線近似分析法折線近似分析法：是用幾條：是用幾條直線線段組成的折線直線線段組成的折線來代替非來代替非線性器件的特性曲線。線性器件的特性曲線。 設三極管基極偏置電壓為設三極管基極偏置電壓為VBB，輸入信號電壓為輸入信號電壓為 ui(t)=Uimcost，Ur1為截止電壓為截止電壓

8、，Ur2為飽和電壓為飽和電壓，BC線段的斜率為線段的斜率為G，則可求出輸出電則可求出輸出電流流iC(t)BBir1BBir1r1BBir2Cr2r1r2BBi0( )( )( )( )()( )Vu tUi tG Vu tUUVu tUG UUUVu t開開 關關 函函 數數 分分 析析 法法開關函數分析法開關函數分析法的基礎是：加在的基礎是：加在非線性器件非線性器件輸入輸入端的多個輸入信號中，有端的多個輸入信號中，有一個信號幅度較大一個信號幅度較大，直，直接決定非線性器件的工作狀態，由于它的作用使接決定非線性器件的工作狀態，由于它的作用使非線性器件工作于開關狀態非線性器件工作于開關狀態。 在

9、圖在圖2.3(a)2.3(a)所示電路中，所示電路中，u1=U1mcos 1t，u2=U2mcos 2t，且且U1mU2m，二極管處于大信號工二極管處于大信號工作狀態，即在作狀態，即在u u1 1的作用下工作在的作用下工作在管子的導通區和截止區。管子的導通區和截止區。開開 關關 函函 數數 分分 析析 法法 忽略二極管的開啟電壓，并設二極管的導通電阻為忽略二極管的開啟電壓，并設二極管的導通電阻為r，則，則二極管的特性曲線可用兩段折線來近似，如圖二極管的特性曲線可用兩段折線來近似，如圖2.3(2.3(b) )所示。所示。 二極管的導通與否取決于二極管的導通與否取決于u1，二極管，二極管相當于受相

10、當于受u1控制的開關，其跨導為：控制的開關，其跨導為：g(t)gS(t)1/r S(t) S(t)為開關函數為開關函數111cos0( )0cos0tS ttS(t)波形如圖波形如圖2.42.4所示所示：開開 關關 函函 數數 分分 析析 法法將開關函數將開關函數 S(t)用傅氏級數展開得：用傅氏級數展開得：11111122( )coscos32312( 1)cos(21)2(21)nnS tttntn開開 關關 函函 數數 分分 析析 法法流過二極管的電流為：流過二極管的電流為：1m1212m112112n 11m2m11211m12m221( )( )()2( 1)cos(21)(cosc

11、os)21( 1)cos2(2 )1( 1)cos(21)cos(21)2(21)(coscos(2)21)nnnnnig t ugS t ugUn tngUntuggnt Ut UtnntgUt Utn輸出電流中含有輸出電流中含有2n 1角頻率分量和角頻率分量和(2n-1) 1 2角頻率分量。角頻率分量。一、諧振功率放大器的定義及作用一、諧振功率放大器的定義及作用定義：定義： 諧振功率諧振功率放大器是一種用放大器是一種用諧振系統諧振系統作為匹配網作為匹配網絡的功率絡的功率放大器，又稱放大器，又稱窄帶高頻功率放大器窄帶高頻功率放大器。工作狀態：工作狀態： 大信號大信號 非線性非線性2.1 2.

12、1 諧振功率放大器的工作原理諧振功率放大器的工作原理作用：作用： 輸出足夠的功率輸出足夠的功率 具有高效率的功率轉換具有高效率的功率轉換 減小非線形失真減小非線形失真二、高頻功放與小信號調諧放大器、低頻放大器的比二、高頻功放與小信號調諧放大器、低頻放大器的比較較低頻放大器小信號調諧放大器高頻功放工作頻率低高高相對頻帶寬窄窄負載非諧振負載諧振回路諧振回路工作狀態甲類、乙類、甲乙類、小信號、線性甲類、小信號、線性丙類、大信號、非線性技術指標放大倍數、輸入、輸出電阻、不失真諧振增益、通頻帶、選擇性輸出功率、效率、通頻帶及選擇性 晶體管放大器按晶體管集電極電流在輸入信號晶體管放大器按晶體管集電極電流在

13、輸入信號一個周期內導通時間不同，一般分為甲類、乙類、一個周期內導通時間不同，一般分為甲類、乙類、甲乙類、丙類等工作方式。甲乙類、丙類等工作方式。LrCrCLRLCLRLCrLr2.1.1 2.1.1 丙類諧振功率放大器丙類諧振功率放大器并聯諧振并聯諧振等效開路等效開路實際電感實際電感理想電感理想電感電感損耗電阻電感損耗電阻晶體管轉移特性晶體管轉移特性UonuBE0ic設輸入信號：設輸入信號：tUubmbcoscosBEBBbmuVUt結論：為實現丙類工作，結論：為實現丙類工作，VBB應該設置在功率管的截止區。應該設置在功率管的截止區。UbmuBEtVBB各極電壓電流波形各極電壓電流波形將將iB

14、、iC用傅氏級數展開：用傅氏級數展開：iB=Ib0+Ib1mcos t+Ib2mcos2 t +Ibnmcosn t+iC=Ic0+Ic1mcos t+Ic2mcos2 t +Icnmcosn t+ 當集電極回路調諧在輸入信號頻率當集電極回路調諧在輸入信號頻率 上時，調諧上時，調諧回路對基波而言可等效為一純電阻回路對基波而言可等效為一純電阻; ; 負載兩端電壓負載兩端電壓為：為：uc=ReIc1mcos t=Ucmcos t 問題：輸出電壓形狀？問題：輸出電壓形狀？晶體管集電極與發射極之間的瞬時電壓為：晶體管集電極與發射極之間的瞬時電壓為：uCE=VCC-uc=VCC-Ucmcos t問題：問

15、題：UCE形狀？形狀？2 2、 集電極余弦脈沖分解集電極余弦脈沖分解0t - icmaxicIcm脈沖高度脈沖高度通角通角余弦電流的振幅余弦電流的振幅 iCmaxIcm-Icmcos =Icm(1-cos )集電極電流集電極電流iC為：為：ktkttitIi202)cos(coscos1)cos(cosCmaxcmCCmaxn2CmaxCmaxCcnm)() 1)(cos1 (2sincos2cossin2)(cos)cos(coscos11)(cos1innnnittdntittdniICmax1CmaxCmaxCc1m)()cos1 (22sin2)(cos)cos(coscos11)(c

16、os1iittdtittdiItnItItIIicnmmcmccoccos2coscos21 max0max11 sincos()21 coscocccIi d t ii 直流分解系數直流分解系數基波分量分解系數基波分量分解系數n次諧波分量分解系數次諧波分量分解系數不同通角不同通角 時各分量的分解系數時各分量的分解系數結論：結論：1.1.諧波次數越高，其振幅越小。諧波次數越高，其振幅越小。2.2. =120 時，時， 1( )有最大值，基有最大值，基波分量可得到最大振幅；波分量可得到最大振幅；3.3. =60 時，時， 2( )有最大值，二有最大值，二次諧波分量可得到最大振幅；次諧波分量可得到

17、最大振幅；4.4. =40 時，時， 3( )有最大值，三有最大值，三次諧波分量可得到最大振幅。次諧波分量可得到最大振幅。5.5.當調諧功率放大器工作在丙類當調諧功率放大器工作在丙類狀態時（狀態時（90 ），）， 越大，基越大，基波分量波分量Ic1m越大。越大。問題：通角問題：通角 的選取？的選取？3 3、 諧振功率放大器的功率和效率諧振功率放大器的功率和效率放大器的輸出功率放大器的輸出功率Po：2211e111R222cmoc mcmc meUPI UIR集電極電源供給功率集電極電源供給功率PD：Dco ccPI V集電極耗散功率集電極耗散功率P PC C：PC= PD - Po放大器集電極

18、效率放大器集電極效率：1110( )111( )22( )2ocmc mcDcccoPUIgPV I 波形系數波形系數集電極電壓利用系數集電極電壓利用系數v在在 的條件下：的條件下：1丙類工作狀態的效率最高丙類工作狀態的效率最高甲類： ， ， ；乙類： ， ， ；丙類： ， ， ； 180 90 601)(1g57.1)(1g8 .1)(1g50c5 .78c90c結論：結論： opt=60 80 ， C80左右左右電流通角電流通角 的確定的確定電流通角電流通角 主要與基極偏壓主要與基極偏壓VBB和激勵電壓和激勵電壓Ubm有關有關rBBbmcosUVUrBBbmcosUVUrBB1bmcos

19、()UVU例：諧振功率放大器，已知例：諧振功率放大器，已知V VCCCC=24V=24V，P PO O=5W=5W。問問（1 1） C C=60% =60% ，P PC C及及I ICOCO是多少？是多少？（2 2）若）若P PO O保持不變，將保持不變，將 C C提高到提高到80%80%，P PC C減減少多少？少多少？2.1.2 丁類和戊類諧振功率放大器原理電路：uceUce(sat)viuLvb1vb2vauaULm2Uce(sat)Uce(sat)uL波形圖：2.1.3 倍頻器 倍頻器：使輸出頻率比輸入頻率高n倍（n1為正整數）的電路。 常用的倍頻器有三類一類是工作于丙類狀態的諧振功率

20、放大器，稱為丙類倍頻器；一類是利用PN結電容的非線性變化實現倍頻的電路，稱為參量倍頻器。一類利用鎖相環路實現倍頻。倍頻器的基本用途倍頻器的基本用途1. 1. 降低無線電設備的主振頻率，提高頻率穩降低無線電設備的主振頻率，提高頻率穩定度。定度。2. 2. 擴展無線電設備的工作頻段。擴展無線電設備的工作頻段。3. 3. 在調角時，可增加頻偏或相偏，從而加深在調角時，可增加頻偏或相偏，從而加深調角深度。調角深度。oncnmcnmcnmncmax11( )22PUIUi cnmcnmoncnmncndCCc0CC01( )122( )UIPUPVIV n n次倍頻器的輸出功率和效率都低于基波放大次倍頻

21、器的輸出功率和效率都低于基波放大器，器，n n越大，輸出功率和效率也越低越大，輸出功率和效率也越低。 n次倍頻器的輸出功率次倍頻器的輸出功率Pon和效率和效率 Cn 考慮到輸出回路要濾除高于和低于考慮到輸出回路要濾除高于和低于n n的各次諧的各次諧波分量，而低于波分量，而低于n n的各次諧波分量的幅度要比有用的各次諧波分量的幅度要比有用分量大，要將它們分量大，要將它們濾除較為困難濾除較為困難。 n n次倍頻器的輸出功率和效率都低于基波放大次倍頻器的輸出功率和效率都低于基波放大器器，n n越大，輸出功率和效率也越低。越大，輸出功率和效率也越低。 一般單級倍頻器取一般單級倍頻器取n n2 23 3

22、，若要進一步提高，若要進一步提高倍頻次數，可將倍頻器級聯使用。倍頻次數，可將倍頻器級聯使用。2.2 2.2 諧振功率放大電路的性能特點諧振功率放大電路的性能特點 諧振功率放大器工作在丙類，即非線性諧振功率放大器工作在丙類，即非線性區；它的常用分析方法主要有兩種：區；它的常用分析方法主要有兩種：圖解法圖解法解析近似法（折線法）解析近似法（折線法）2.2 2.2 諧振功率放大電路的性能特點諧振功率放大電路的性能特點1 1、 折線法折線法晶體管實際特性和理想折線晶體管實際特性和理想折線icgmUBE0Uric臨界線臨界線UBEUCE0(a)(b)理想化折線理想化折線（虛線）（虛線）2.2.1 2.2

23、.1 近似分析法近似分析法BErBErmcBEr()0guUuUiuU2 2、 調諧功率放大器的動態特性調諧功率放大器的動態特性 在準線性條件下，諧振功率放大器工作點（在準線性條件下，諧振功率放大器工作點（iC、uCE）變化的軌跡稱為動態特性。）變化的軌跡稱為動態特性。 當放大器工作在諧振狀態時，當放大器工作在諧振狀態時，uCE和和iC的表達式為的表達式為 uCE =VCCUcmcos t iC=gm(uBEUr)=gm(VBBUrUbmcos t )準線性放大準線性放大：CCCEBBrbmmCcmCCbmBBrbmmCEcmcmCCbmBBrbmmmCEcmcm()()()Vuig VUUU

24、VUg VUUuUUVUg VUUguUU消去參變量消去參變量cos t放大器的動態特性是一條直線，斜率為：放大器的動態特性是一條直線，斜率為：bmmcmtanUgU取兩個特殊點取兩個特殊點A和和Q畫出這條直線（動態線）畫出這條直線（動態線）A點：令點：令iC=0，則，則 t= uCE=VCCUcmcos Q點：令點：令UCE=VCCcos t=0iC=gm(VBBUr) 工作點由工作點由A點沿動態特性上升到點沿動態特性上升到B點時，點時，uCE達到最小達到最小值值uCEmin，集電極余弦脈沖電流，集電極余弦脈沖電流iC達到最大值達到最大值iCmaxiC=gm(uBEUr)=gm(VBBUrU

25、bmcos t )uCE =VCCUcmcos t 丙類丙類乙類乙類 甲類甲類甲乙類甲乙類動態電阻動態電阻R RC C：動態特性斜率負值的倒數。：動態特性斜率負值的倒數。e1cmaxec1mcmaxcmbmmcmc)cos1)()cos1 ()cos1 (tan1RiRIiUUgUR1)1)欠壓欠壓工作狀態：工作狀態： 集電極最大點電集電極最大點電流在臨界線的右方。流在臨界線的右方。 2.2.2 2.2.2 欠壓、臨界和過壓狀態欠壓、臨界和過壓狀態 3)3)過壓過壓工作狀態：工作狀態： 集電極最大點電流進集電極最大點電流進入臨界線之左的飽和區。入臨界線之左的飽和區。2)2)臨界臨界工作狀態：工

26、作狀態： 集電極最大點電集電極最大點電流正好落在臨界線上，流正好落在臨界線上，欠壓和過壓狀態的分欠壓和過壓狀態的分界點。界點。諧振功率放大器的三種工作狀態諧振功率放大器的三種工作狀態工作狀態工作狀態欠壓狀態欠壓狀態臨界狀態臨界狀態過壓狀態過壓狀態特征特征負載線在截止區負載線在截止區和放大區，未到和放大區，未到臨界飽和線臨界飽和線負載線在截止區負載線在截止區和放大區，到達和放大區，到達臨界飽和線臨界飽和線負載線在截止負載線在截止區和放大區，區和放大區，并到達飽和區并到達飽和區動態電阻動態電阻較小較小大大最大最大i iCmaxCmax最大最大較大較大小小( (出現下凹出現下凹) )輸出電壓輸出電壓

27、較小較小大大最大最大三種工作狀態比較三種工作狀態比較1 1、 負載特性負載特性 所謂負載特性是指在維持所謂負載特性是指在維持VBB、VCC、Ubm不變的情況下，不變的情況下，諧振功率放大器的輸出電流、電壓、功率和效率等隨負載電諧振功率放大器的輸出電流、電壓、功率和效率等隨負載電阻的變化關系。阻的變化關系。電流電流iC波形隨負載波形隨負載Re的變化的變化Ic1mIc0UcmIc1mUcmIc0欠壓欠壓臨界臨界過壓過壓ReO 圖圖 Ic1m、Ic0、Ucm隨隨Re變化曲線變化曲線(1) (1) 電流電流Ic0、Ic1m及電壓及電壓Ucm隨負載隨負載Re e的變化的變化2.2.3 2.2.3 四個電

28、壓量對性能影響的定性討論四個電壓量對性能影響的定性討論 輸出功率輸出功率Po：e2c1mo21RIP 輸出功率輸出功率Po在臨界狀態在臨界狀態最大最大，放大器工作在臨界狀，放大器工作在臨界狀態時的負載電阻態時的負載電阻Re為為最佳負最佳負載電阻載電阻( (匹配負載匹配負載) )Reopt。 直流功率直流功率PD： PD=Ic0VCC集電極效率集電極效率 C： C=Po/PDPDPoPc cPomPDPC欠壓欠壓臨界臨界 過壓過壓ReO圖圖 Pd、Pc、Po、 c隨隨Re變化曲線變化曲線 C 集電極耗散功率集電極耗散功率PC： PC=PDPo(2) (2) 功率、效率隨負載功率、效率隨負載Re的

29、變化的變化2 2、 集電極電壓集電極電壓VCC對放大器工作狀態的影響對放大器工作狀態的影響2 2、 集電極電壓集電極電壓VCC對放大器工作狀態的影響對放大器工作狀態的影響 -集電極調制特性集電極調制特性工作在過壓區工作在過壓區3 3、 基極偏置電壓基極偏置電壓VBB對放大器工作狀態的影響對放大器工作狀態的影響3 3、 基極偏置電壓基極偏置電壓VBB對放大器工作狀態的影響對放大器工作狀態的影響 -基極調制特性基極調制特性工作在欠壓區工作在欠壓區4 4、 激勵電壓激勵電壓Ubm對放大器工作狀態的影響對放大器工作狀態的影響4 4、 激勵電壓激勵電壓U Ubmbm對放大器工作狀態的影響對放大器工作狀態

30、的影響 -放大特性放大特性欠壓狀態欠壓狀態過壓狀態過壓狀態(1) 改變改變Re(2) 改變改變VCC(3) 改變改變VBB(4) 改變改變Ubm 諧振功率放大器工作狀態諧振功率放大器工作狀態調諧功率放大器三種工作狀態調諧功率放大器三種工作狀態PDPoPc cPomPdPC欠壓欠壓臨界臨界 過壓過壓ReO圖圖2.14 Pd、Pc、Po、 c隨隨Re變化曲線變化曲線 CIc1mIc0UcmIc1mUcmIc0欠壓欠壓臨界臨界 過壓過壓ReO圖圖2.13 Ic1m、Ic0、Ucm隨隨Re變化曲線變化曲線集電極饋電電路集電極饋電電路匹配網絡匹配網絡2.3 2.3 諧振功率放大器電路諧振功率放大器電路基

31、極偏置電路基極偏置電路匹配網絡匹配網絡晶體管晶體管2.3.1 2.3.1 直流饋電電路直流饋電電路直流饋電電路直流饋電電路基極偏置電路基極偏置電路集電極饋電電路集電極饋電電路串饋串饋并饋并饋饋電電路的組成原則：饋電電路的組成原則： 線路應保證線路應保證ic中的中的Ico只流過集電極直流電源只流過集電極直流電源VCC 基波分量基波分量Ic1m只流過諧振回路，以便把變換后的只流過諧振回路，以便把變換后的交流能量傳送回負載交流能量傳送回負載 應保證外電路對高次諧波分量呈現短路，以免應保證外電路對高次諧波分量呈現短路，以免產生附加損耗產生附加損耗CLVIc1mVVCCIc0VIcnm(1) (1) 串

32、饋形式串饋形式 所謂串饋形式是指所謂串饋形式是指直流電源直流電源、管子管子和和負載負載三部三部分在電路形式上是分在電路形式上是串聯串聯連接的，如圖所示。連接的，如圖所示。高頻扼流圈高頻扼流圈(2) (2) 并饋形式并饋形式 所謂并饋形式是指所謂并饋形式是指直流電源直流電源、管子管子和和負載負載三部三部分在電路形式上是分在電路形式上是并聯并聯連接的，如圖所示。連接的，如圖所示。CC1CC2CC1CC2優點：高頻扼流圈優點：高頻扼流圈L LC C和隔直電和隔直電容容C CC C均處于高頻地電位，均處于高頻地電位，元件元件對地的安裝分布電容不會影響對地的安裝分布電容不會影響調諧回路的諧振頻率。調諧回

33、路的諧振頻率。缺點：缺點：回路調諧電容回路調諧電容C C的動片的動片不接地，電路安裝調試不方便。不接地，電路安裝調試不方便。優點：回路調諧電容優點：回路調諧電容C C的動片的動片接地，接地，電路安裝調試方便。電路安裝調試方便。缺點：缺點：LC、 C CC1C1處于高頻高電處于高頻高電位，位，元件對地的安裝分布電容元件對地的安裝分布電容影響調諧回路的諧振頻率。影響調諧回路的諧振頻率。調諧功率放大電路常用的基極偏置電路：調諧功率放大電路常用的基極偏置電路：uBE=VBB+ubuBE=VBB+ub=Ib0RBub 偏置電壓隨輸入偏置電壓隨輸入信號電壓振幅而變化信號電壓振幅而變化的效應稱為自給偏置的效

34、應稱為自給偏置效應。效應。uBE=VBBub=(Ib0Ic0)REubuBE=VBB+ub=Ib0rBub自給偏置效應：自給偏置效應：（1）輸入等幅信號時，起穩幅作）輸入等幅信號時，起穩幅作用。（用。（2）輸入信號不是等幅時，失真。）輸入信號不是等幅時，失真。輸出匹配網絡輸出匹配網絡輸入匹配網絡輸入匹配網絡2.3.2 濾波匹配網絡級間耦合網絡級間耦合網絡 Ic1m和和I Icnm分別是放大器集電極電流中的基波分分別是放大器集電極電流中的基波分量和量和n次諧波分量的振幅，次諧波分量的振幅，IL1m和和ILnm分別是通過實分別是通過實際負載電阻際負載電阻RL電流中的基波分量和電流中的基波分量和n次

35、諧波分量的次諧波分量的振幅。振幅。2 2、 串、并聯電路的阻抗變換串、并聯電路的阻抗變換3 3、 常用匹配濾波網絡常用匹配濾波網絡L L型匹配網絡型匹配網絡T T型匹配濾波網絡型匹配濾波網絡型匹配濾波網絡型匹配濾波網絡1 1、 對匹配網絡的要求對匹配網絡的要求1 1、對匹配網絡的要求、對匹配網絡的要求濾波：濾除不需要的各次諧波分量，選出所需的基波濾波：濾除不需要的各次諧波分量，選出所需的基波分量；分量；工程上用諧波抑制度工程上用諧波抑制度Hn來表示網絡的濾波性能，來表示網絡的濾波性能，定義為：定義為：效率：效率：較高的傳輸效率較高的傳輸效率，即要求網絡能有效地將功率，即要求網絡能有效地將功率管

36、輸出的信號功率傳輸給實際負載。匹配網絡的傳輸效管輸出的信號功率傳輸給實際負載。匹配網絡的傳輸效率定義為率定義為n110 lg20 lgLnLnmLL mPIHPILkoPP匹配網絡：進行匹配網絡：進行阻抗變換阻抗變換，使外接負載與放大器所需，使外接負載與放大器所需的最佳負載阻抗相匹配，以保證放大器輸出功率最大；的最佳負載阻抗相匹配，以保證放大器輸出功率最大；21Lk2o11212L m Ac meIrPPIR例：求所示輸出回路的諧波抑制度例：求所示輸出回路的諧波抑制度H Hn n和傳輸效率和傳輸效率 k k1meL1mc1m2200A()()URIILLrreA()LRC rrLkoAArPP

37、rr00e0A,LLQQrr r01eQQ e0ArQQr rLnmnL1m20lgIHIeL1mc1m0RIILnmLnm220A()()UInLr r11nee( )( )20lg20lg11()()cnmc mnIIHnQ nnQ nnnee0e0()1()RZjjQee0e()11()RZjnjQ nnecnm0e11()RIn LQ nn01ekQQ 結論：結論：Qe 越大，越大，HnHn越小，越小， K K越小，所以越小，所以Hn和和 K的要求往往矛盾，的要求往往矛盾，QeQe一般取在一般取在3 3 1010之間之間 。濾波濾波匹配匹配網絡網絡ReCORL濾波濾波匹配匹配網絡網絡R

38、eCORL22SSPSRXRR22SSPSRXXXSSXQRe2 2、串、并聯電路的阻抗變換、串、并聯電路的阻抗變換ppss111RjXRjX21SRQ（）e211SXQ（）e結論：當結論：當Qe確定后，確定后，Rp和和Rs s、Xp和和Xs是可以相互是可以相互轉換的，轉換前后電抗的性質不變。轉換的，轉換前后電抗的性質不變。PPRXpssp+ppRjXRjXR jXLR、CR 串、并聯電路的阻抗變換串、并聯電路的阻抗變換2psepsps(1)RRQLLCC2pseps2eps2e(1)1(1)11(1)RRQLLQCCQ并聯諧振回路并聯諧振回路pp1LR =GrC并聯諧振電阻：并聯諧振電阻：3

39、 3、常用匹配濾波網絡、常用匹配濾波網絡L型：型：T型：jX1（1 1）L型匹配網絡型匹配網絡低阻變高阻型低阻變高阻型jX2RLjX2RpRL和和jX2由串聯變為并聯由串聯變為并聯X1與與X2并聯諧振，即：并聯諧振，即： X1+X2=0已知已知 RL和和Re, , 且且RLRe 則：則：LeeL2e121RQRRXQXX （1 1）L型匹配網絡型匹配網絡Les2e1RRRQjX2低阻變高阻低阻變高阻高阻變低阻高阻變低阻RLX3ReX1Qe1X2X2X2RLQe2（2） 型匹配網絡RLReX1X2X3X2X2RL21eL22L3e2e1e12223111()eeQRRQRXQRXQXXXXX （

40、2 2） 型匹配網絡型匹配網絡X2X3高阻變低阻高阻變低阻RLReX1X2RL低阻變高阻低阻變高阻RLReX1（3 3）T型匹配網絡型匹配網絡X2X2X2X3RLQe2Qe1X2（3 3）T型匹配網絡型匹配網絡22eL213e2L1e1e2223111 /()/()eeQRRQXQ RXQ RXXXXX 21eL22L3e2e1e12223111()eeQRRQRXQRXQXXXXX 型匹配網絡型匹配網絡T T型匹配網絡型匹配網絡22eL213e2L1e1e2223111 /()/()eeQRRQXQ RXQ RXXXXX 名名稱稱 結結 構構 計計 算算 公公 式式 實實 現現 條條 件件

41、型型網網絡絡 RLX2X1X3Re XRQXRQXR QQQQRRQ113211212111eeLe2ee2eee2Lee()() RRQLee()1112 X1、X3為為同同性性電電抗抗元元件件 X1、X2為為異異性性電電抗抗元元件件 T型型網網絡絡 RLX2X1X3 XQ RXQ RXRQQQQRRQe312212111e2Le1eLe2e1e2Lee2()() RRQeLe2()112 X1、X3為為同同性性電電抗抗元元件件 X1、X2為為異異性性電電抗抗元元件件 型和型和T T型匹配濾波網絡的阻抗變換關系及元件計算公式型匹配濾波網絡的阻抗變換關系及元件計算公式例 題 諧振功率放大器工作頻率為諧振功率放大器工作頻率為240MHz，負載電阻，負載電阻RL=50