《高頻電子線路》PPT課件

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1、3 高 頻 功 率 放 大 器n 諧 振 功 率 放 大 器 的 工 作 原 理n 諧 振 功 率 放 大 器 的 特 性 分 析n 諧 振 功 率 放 大 器 電 路n 丁 類 諧 振 功 率 放 大 器n 集 成 高 頻 功 率 放 大 器 及 其 應 用 簡 介n 寬 帶 高 頻 諧 振 放 大 器 1 以 諧 振 系 統(tǒng) 作 匹 配 網(wǎng) 絡 ，以 晶 體 管 作 為 放 大 器 件 。電 路 的 基 本 組 成 復 習 ： 諧 振 功 率 放 大 器 工 作 原 理 3.3 諧 振 功 率 放 大 器n 諧 振 功 率 放 大 器 由 功 率 管 直 流 饋 電 電 路和 濾 波 匹

2、配 網(wǎng) 絡 組 成 。n 集 電 極 和 基 極 直 流 饋 電 電 路 的 兩 種 連 接方 式 ： 串 饋 和 并 饋n 串 饋 ： 直 流 電 源 ， 負 載 諧 振 回 路 和 功 率管 串 接 的 饋 電 方 式 。n 并 饋 ： 直 流 電 源 ， 負 載 諧 振 回 路 和 功 率管 并 接 的 饋 電 方 式 。 2 3.3 諧 振 功 率 放 大 器直 流 饋 電 回 路 應 該 遵 循 的 幾 條 基 本 原 則 ：1、 直 流 電 流 IC0是 產(chǎn) 生 能 量 的源 泉 。它 由 VCC經(jīng) 管 外 電 路 輸 至 集 電極 ， 應 該 是 除 了 晶 體 管 的 內(nèi) 阻外

3、 ， 沒 有 其 他 電 阻 消 耗 能 量 。其 等 效 直 流 等 效 電 路 如 右 圖 。 3 3.3 諧 振 功 率 放 大 器直 流 饋 電 回 路 應 該 遵 循 的 幾 條 基 本 原 則 ：2、 高 頻 基 波 分 量 Ic1m應 通 過 負載 回 路 ， 產(chǎn) 生 所 需 要 的 高 頻 輸出 功 率 。因 此 ， Ic1m只 應 在 負 載 回 路 上產(chǎn) 生 電 壓 降 ， 其 余 部 分 對 于 Ic1m來 說 ， 都 應 該 是 短 路 的 。其 基 波 分 量 等 效 電 路 如 右 圖 。 4 3.3 諧 振 功 率 放 大 器直 流 饋 電 回 路 應 該 遵 循

4、 的 幾 條 基 本 原 則 ：3、 高 頻 諧 波 分 量 Icnm是 “ 副 產(chǎn)品 ” ， 不 應 該 消 耗 功 率 （ 倍 頻器 除 外 ） 。因 此 ， 管 外 電 路 對 Icnm來 說 ，應 該 盡 可 能 接 近 于 短 路 。其 基 波 分 量 等 效 電 路 如 右 圖 。 5 集 電 極 直 流 饋 電 電 路 串 饋Lc為 高 頻 扼 流 圈 ， 對 高頻 信 號 有 扼 制 作 用 ， 相 當于 斷 路 。Cc1為 旁 路 電 容 ， 對 高 頻具 有 短 路 作 用 ， 相 當 于 短路 。uCE =V CC Ucmcos(t) 6 集 電 極 直 流 饋 電 電

5、路 并 饋Lc為 高 頻 扼 流 圈 ， 對 高 頻信 號 有 扼 制 作 用 ， 相 當 于 斷路 。Cc1為 旁 路 電 容 ， 對 高 頻 具有 短 路 作 用 ， 相 當 于 短 路 。Cc2為 隔 直 電 容 ， 對 高 頻 具有 短 路 作 用 ， 相 當 于 短 路 。uCE =V CC Ucmcos(t) 7 直 流 電 源 一 定 要 靠 近 “ 地 ” 嗎 ？直 流 電 源 能 和 負 載 回 路 互 換 嗎 ？實 際 上 ， 電 源 和 負 載 回 路 絕 對 不 能 互 換 位 置 。電 源 和 地 之 間 存 在 一 定 的 散 雜 電 容 ， 而 且 比較 大 。如

6、 果 互 換 位 置 ， 散 雜 電 容 成 為 負 載 回 路 電 容的 一 部 分 ， 限 制 電 路 最 高 頻 率 。 而 且 ， 散 雜電 容 不 穩(wěn) 定 ， 會 引 起 電 路 的 不 穩(wěn) 定 。直 流 電 源 的 一 端 必 須 接 地 ， 是 電 子 線 路 饋 電的 一 條 基 本 原 則 。更 多 的 知 識 ， 參 考 電 磁 兼 容 性 相 關(guān) 的 內(nèi) 容 。 8 基 極 偏 置 電 路 串 饋C為 高 頻 旁 路 電 容 ， 對 于直 流 信 號 ， 可 以 看 成 斷 路 ；對 于 高 頻 信 號 ， 可 以 看 成短 路 。實 際 電 路 中 ， 工 作 頻 率

7、較低 或 者 工 作 頻 帶 較 寬 的 功率 放 大 器 采 用 互 感 耦 合 。 9 基 極 偏 置 電 路 并 饋C為 高 頻 旁 路 電 容 ， 對 于直 流 信 號 ， 可 以 看 成 斷 路 ；對 于 高 頻 信 號 ， 可 以 看 成短 路 。C為 隔 直 電 容 ， 對 于 直 流 信 號 ，可 以 看 成 斷 路 ； 對 于 高 頻 信 號 ，可 以 看 成 短 路 。L為 高 頻 扼 流 圈 ， 對 于 直 流 信號 ， 可 以 看 成 短 路 ； 對 于 高 頻信 號 ， 可 以 看 成 斷 路 。 10 基 極 偏 置 電 路 偏 置 電 壓 VBB1、 利 用 基

8、極 電 流 的 直流 分 量 IB0在 基 極 偏 置電 阻 Rb上 產(chǎn) 生 所 需 要的 偏 置 電 壓 VBB 11 基 極 偏 置 電 路 偏 置 電 壓 VBB2、 利 用 基 極 電 流 的 直 流分 量 基 極 擴 散 電 阻 rbb上 產(chǎn)生 所 需 要 的 VBB。由 于 rbb 很 小 ， 因 此 所 產(chǎn)生 的 VBB也 很 小 ， 且 不 夠穩(wěn) 定 。因 此 一 般 只 在 需 要 小 的 VBB(接 近 乙 類 放 大 器 )使用 12 基 極 偏 置 電 路 偏 置 電 壓 VBB3、 利 用 發(fā) 射 極 電 流 的 直流 分 量 IE0在 發(fā) 射 極 偏 置電 阻 Re

9、上 產(chǎn) 生 所 需 要 的偏 置 電 壓 VBB。這 種 自 給 偏 置 的 優(yōu) 點 是能 夠 自 動 維 持 放 大 器 的工 作 穩(wěn) 定 。 13 濾 波 匹 配 網(wǎng) 絡對 濾 波 匹 配 網(wǎng) 絡 的 主 要 要 求 ：n 通 過 有 效 的 阻 抗 變 換 ， 使 實 際 負 載 電 阻為 放 大 器 最 佳 負 載 電 阻 ， 使 放 大 器 工 作在 臨 界 狀 態(tài) ， 即 阻 抗 匹 配 。n 濾 波 匹 配 網(wǎng) 絡 對 諧 波 應 有 較 強 的 抑 制 能力 。n 將 有 用 功 率 高 效 地 傳 送 給 負 載 ， 本 身 的固 有 損 耗 盡 可 能 小 。 14 LC網(wǎng)

10、 絡 的 阻 抗 變 換 作 用1js s sY R X 1、 串 ， 并 聯(lián) 電 路 的 阻 抗 變 換 2 2 2 2js ss s s sR XR X R X 1 1jp p pY R X 1 1jp pR X 15 LC網(wǎng) 絡 的 阻 抗 變 換 作 用2 2 21 (1 )sp s s esXR R R QR 22 211 (1 )sp s ss eRX X XX Q 1、 串 ， 并 聯(lián) 電 路 的 阻 抗 變 換令 Ys=Yp， 求 得 串 聯(lián) 阻 抗 變 換 為 并 聯(lián) 阻 抗 ：| |/e s sQ X R其 中 ： 16 LC網(wǎng) 絡 的 阻 抗 變 換 作 用21 ps e

11、RR Q 211 ps eXX Q 1、 串 ， 并 聯(lián) 電 路 的 阻 抗 變 換同 理 令 Ys=Yp， 求 得 并 聯(lián) 阻 抗 變 換 為 串 聯(lián) 阻 抗 ：/| |e p pQ R X其 中 ： 17 例 3.3.1 電 感 電 阻 串 聯(lián) 電 路 變 換 成 并 聯(lián) 電 路 。工 作 頻 率 100MHz， Ls=100nH， Rs=10，求 Rp和 Lp| |/ 6.28se s s sLQ X R R 2(1 ) 404p s eR R Q 解 ： 21(1 ) 102.5p s eL L nHQ 結(jié) 論 ： Qe1時串 聯(lián) 電 感 Ls和 并 聯(lián) 電 感 Lp相 差 不 大串 聯(lián) 小 電 阻 Rs 變 換 成 并 聯(lián) 大 電 阻 Rp 18 例 3.3.2 電 容 電 阻 并 聯(lián) 電 路 變 換 成 串 聯(lián) 電 路 。工 作 頻 率 50MHz， Cp=50pF， Rp=200， 求Rs和 Cs /| | 3.141/ pe p p pRQ R X L 2 18.41 ps eRR Q 解 ： 21(1 ) 55s p eC C pFQ 結(jié) 論 ： Qe1時串 聯(lián) 電 容 Ls和 并 聯(lián) 電 容 Lp相 差 不 大并 聯(lián) 大 電 阻 Rp變 換 成 串 聯(lián) 小 電 阻 Rs 19