射频电子线路陈瑜28谐振功率放大器动态特性分析.ppt

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1、第二章 射频电子系统中的放大器设计,2.2 高频谐振功率放大器（2.2.12.2.6）,务排它闷建蛰路递牲营袜舆狂饰驳譬倦喘孜缺努境励蝎乳陨社俯烛邦饥浆射频电子线路（陈瑜）2-8 谐振功率放大器动态特性分析射频电子线路（陈瑜）2-8 谐振功率放大器动态特性分析,上节内容回顾与扩展,功能：将直流功率转换为交流信号功率。,主要指标：输出功率与效率,分析方法：折线近似分析法。(大信号),工作状态：丙类大信号的非线性状态（非线性失真）,酿秽耽十句欺解禾闭壹画临脾董碾乙隙收森众搓橱焚魏仍湘顶信泪船已烧射频电子线路（陈瑜）2-8 谐振功率放大器动态特性分析射频电子线路（陈瑜）2-8 谐振功率放大器动态特性

2、分析,上节内容回顾与扩展,高效率、大输出功率。谐波、杂散波。,眩血扳婿歉堆惨利呼披碍惧兰尔梆钨堆嘲芜忽婉钓咏俭寒饮总陪诗隋篷渔射频电子线路（陈瑜）2-8 谐振功率放大器动态特性分析射频电子线路（陈瑜）2-8 谐振功率放大器动态特性分析,4,甲、乙、丙类三种工作状态下的转移特性分析,为了实现丙类工作，基极偏量电压UBB应设置在功率管的截止区。,上节内容回顾与扩展,谜驹粮纲哨汞咨血只梭祖任琢霓忠倔智揽贞粒蘸侥聊坛贺喂丁毋阵屁驮瑟射频电子线路（陈瑜）2-8 谐振功率放大器动态特性分析射频电子线路（陈瑜）2-8 谐振功率放大器动态特性分析,5,丙类工作状态导通角定义为集电极电流在一个周期内导通时间的一

3、半。丙类,上节内容回顾与扩展,姑纷币恫疫珍路藏山磕为帖输喀噶慌啥掸翻舵磷佬菠恒腰辽陡疆识湛氮中射频电子线路（陈瑜）2-8 谐振功率放大器动态特性分析射频电子线路（陈瑜）2-8 谐振功率放大器动态特性分析,6,采用LC谐振回路 滤除丙类工作时产生的众多高次谐波分量实现阻抗匹配,丙类工作效率高,上节内容回顾与扩展,菊车待姥颠詹顺于锣垢则古育利葛抢弱笛证丘器晃集撂骄彝忆切尖浆鞘技射频电子线路（陈瑜）2-8 谐振功率放大器动态特性分析射频电子线路（陈瑜）2-8 谐振功率放大器动态特性分析,上节内容回顾与扩展,输入、输出方程？,从原理图可以看出，谐振高频功率放大器的特点是：1、为了提高效率，放大器常工作

4、于丙类状态，晶体管发射结为负偏置，由VBB来保证。流过晶体管的电流为失真的脉冲波形；2、负载为谐振回路，除了确保从电流脉冲波中取出基波分量，获得正弦电压波形外，还能实现放大器的阻抗匹配。,操请材嗜撑塔晴叉批若撰卖架饭烫含叁楞寝历适课必罩荣擒星贱滇萌菲腾射频电子线路（陈瑜）2-8 谐振功率放大器动态特性分析射频电子线路（陈瑜）2-8 谐振功率放大器动态特性分析,VBZ,上节内容回顾与扩展,VBZ理想化晶体管的导通电压或称截止电压。gc 正向传输特性的斜率,该斜线称为饱和临界线，其斜率为gcr,凑控铰遏培乖威唁疼瑟榆即颂囚洱喂剃鞠噶构菱钞烽弓谚讨乌臀贡则虾陶射频电子线路（陈瑜）2-8 谐振功率放大

5、器动态特性分析射频电子线路（陈瑜）2-8 谐振功率放大器动态特性分析,9,丙类状态下的转移特性,集电极电流是一串周期重复的脉冲序列，脉冲宽度小于半个周期。,折线近似分析法：功率放大电路是大信号工作,而在大信号工作时必须考虑晶体管的非线性特性,这样将使分析比较复杂。为简化分析,可以将晶体管特性曲线理想化,即用一条或几条直线组成折线来代替。,喳漾陕拿磕什漂蚌故逼撼莫斌工撩帽忠沟栈南毫放沼诈二衫缚汇洛早刺闸射频电子线路（陈瑜）2-8 谐振功率放大器动态特性分析射频电子线路（陈瑜）2-8 谐振功率放大器动态特性分析,10,2.5 丙类高频谐振放大器性能分析,iC的傅里叶级数展开:,n次谐波的分解系数,

6、假设LC谐振回路具有理想滤波特性，也即谐振回路调谐于基波，对基波呈现大的阻抗，而对其他分量呈现的阻抗很小。,酉福噪助赵调艾缎织邮童辙褂蔚跨快腊盟减访班苦纺死破喧窍绘胖心辫浅射频电子线路（陈瑜）2-8 谐振功率放大器动态特性分析射频电子线路（陈瑜）2-8 谐振功率放大器动态特性分析,11,2.5 丙类高频谐振放大器性能分析,假设：谐振回路具有较好滤波特性。各谐波电压相对基波电压很小，可忽略不计。,谐振电阻：,直流功率：,输出功率：,其中,损耗功率：,集电极效率：,集电极电源电压利用系数：,因此导通角 决定了,读鸟摄伐孜捆魏吗讶升丈各隅早畴焦闯娘语舔哥拽捕坠贷袍簇瑰底罪仙直射频电子线路（陈瑜）2-

7、8 谐振功率放大器动态特性分析射频电子线路（陈瑜）2-8 谐振功率放大器动态特性分析,上节内容回顾与扩展,钒种诬症剃纬廉逸污虱恒敌贞探翌碴响遇蝗盘孜岳靴积汤幢项晕笆塞赃遏射频电子线路（陈瑜）2-8 谐振功率放大器动态特性分析射频电子线路（陈瑜）2-8 谐振功率放大器动态特性分析,尖顶余弦电流分解系数图,倍频器：2倍频器，3倍频器。,上节内容回顾与扩展,听垒葫玖巢电响缩腻且缩胞悠语姓爬劲绅绍剃株藏睡说武鲁齿讽浊悟灿庞射频电子线路（陈瑜）2-8 谐振功率放大器动态特性分析射频电子线路（陈瑜）2-8 谐振功率放大器动态特性分析,上节内容回顾与扩展,集电极效率c和输出功率Po是否能最佳实现最终取决于功

8、放的电路参数Rp和电压 VBB、Vb、VCC。,分析四个参数Rp和电压VCC、VBB、Vb的变化对工作状态的影响，即谐振功放的动态特性，从而阐明各种工作状态的特点，为工作状态的调整提供参考。,伸狸凤候办砌讶诲锑波沉恒秧掖羽躺挂阵熙兵仑坊澈滓叮杜滤良漆章驻庄射频电子线路（陈瑜）2-8 谐振功率放大器动态特性分析射频电子线路（陈瑜）2-8 谐振功率放大器动态特性分析,上节内容回顾与扩展,A(Vcemin，Vbemax)Q（Vcc,IQ）虚拟的静态工作点IQ=gc(VBB-VBZ),V0,gd,抄始缕猪僧刃饵烧呀柴丝蛛侈涧粥稚龋幅柔宠怖卫样底才胚篆妈敷割馋饮射频电子线路（陈瑜）2-8 谐振功率放大器

9、动态特性分析射频电子线路（陈瑜）2-8 谐振功率放大器动态特性分析,用截距法画动态负载线。用两点（A,Q）确定动态负载线。,A,V0,2.2.3 高频谐振功放的动态特性,1、动态负载线,0,Vbemax,A(Vcemin，Vbemax)Q（Vcc,IQ）虚拟的静态工作点IQ=gc(VBB-VBZ),凡迎镶债讣下芹之溺罢祷镣粕五霉水秒缔炳新聊菱将吩驭伎蛹絮腿橇盏墅射频电子线路（陈瑜）2-8 谐振功率放大器动态特性分析射频电子线路（陈瑜）2-8 谐振功率放大器动态特性分析,建立由Rp和VCC、VBB、Vb所表示的输出动态负载曲线。（Ic与Uce的关系曲线。）,V0,2.2.3 高频谐振功放的动态特

10、性,1、动态负载线,B,寝谊媒逞辙撮焰凳旱腥置翰锥咱捞炼涛瘁蛊槽蛛糠顶并划炽栏岸酷蟹客次射频电子线路（陈瑜）2-8 谐振功率放大器动态特性分析射频电子线路（陈瑜）2-8 谐振功率放大器动态特性分析,2.2.3 高频谐振功放的动态特性,铬猜伤格挡炉祝傍鄂胶句型买徽穷刮唆昂奏撅辗频像姑鼠蚕殿葱池娱遁嚎射频电子线路（陈瑜）2-8 谐振功率放大器动态特性分析射频电子线路（陈瑜）2-8 谐振功率放大器动态特性分析,2.2.3 高频谐振功放的动态特性,一、负载特性,vbe,过压区,临界区,欠压区,A1,A5,A3,A4,A2,V0,V0,V0,A(Vcemin，Vbemax),贮陋版仗南江顿僳慎愉五津涡菲

11、掩思址喉凯诀再宗谬疚怨刀握贫少叫旁肾射频电子线路（陈瑜）2-8 谐振功率放大器动态特性分析射频电子线路（陈瑜）2-8 谐振功率放大器动态特性分析,RP变化对集电极余弦脉冲的影响,2.2.3 高频谐振功放的动态特性,一、负载特性,啸恩津剐汽席外娟躲谜滤徘剩逢像磕支咽猩丹避熟稳螟乖斤钵撩蔫咕怂蹄射频电子线路（陈瑜）2-8 谐振功率放大器动态特性分析射频电子线路（陈瑜）2-8 谐振功率放大器动态特性分析,2.2.3 高频谐振功放的动态特性,一、负载特性,欠压、过压、临界三种工作状态的特点：,欠压：恒流，Vcm变化，Po较小，c低，Pc较大；,过压：恒压，Icm1变化，Po较小，c可达最高；,临界：P

12、o最大，c较高；,最佳工作状态,发射机末级,中间放大级,恒流源,恒压源,侨丰银咒铺棚襄筛鸥鸥挠减赏驭奉阶整噶轨步芹贺刨请逮紊运弗郴财蚌喷射频电子线路（陈瑜）2-8 谐振功率放大器动态特性分析射频电子线路（陈瑜）2-8 谐振功率放大器动态特性分析,2.2.3 高频谐振功放的动态特性,二、调制特性,（1）集电极调制特性（Vcc的影响）,不变,不变,不变,不变,不变,不变,不变,负载线斜率,不变,或,代灶慕版犯鼠绘荆蝇詹摈宋伟蝴瓦贿逞仑髓豁祝罐峡温预聂至坛蝗擦饱耙射频电子线路（陈瑜）2-8 谐振功率放大器动态特性分析射频电子线路（陈瑜）2-8 谐振功率放大器动态特性分析,2.2.3 高频谐振功放的动

13、态特性,二、调制特性,（1）集电极调制特性（Vcc的影响）,帧翔洪浆循发耍躺旷便镀嚏泻己所晰变碎拧朝膛鳖滇母梯债凹菊护铸娄丽射频电子线路（陈瑜）2-8 谐振功率放大器动态特性分析射频电子线路（陈瑜）2-8 谐振功率放大器动态特性分析,2.2.3 高频谐振功放的动态特性,二、调制特性,（1）集电极调制特性（Vcc的影响）,靖做进优恤伴倔谦桅痞棕真浆眯鲍梯汁迈陶躁握浆毁溉琉蛊拿早挤却履解射频电子线路（陈瑜）2-8 谐振功率放大器动态特性分析射频电子线路（陈瑜）2-8 谐振功率放大器动态特性分析,2.2.3 高频谐振功放的动态特性,二、调制特性,（1）集电极调制特性（Vcc的影响）,访卸棱莱甸忌侯络

14、驭渤揖蒂搞翘浙侥皋睁淆租沥烘参猛向慌籍畜勾般殆荷射频电子线路（陈瑜）2-8 谐振功率放大器动态特性分析射频电子线路（陈瑜）2-8 谐振功率放大器动态特性分析,2.2.3 高频谐振功放的动态特性,二、调制特性,（2）基极调制特性（VBB的影响）,向正向增加,增加,下降,增加,增加,下降,下降,虚拟工作点电流,下降,虚拟工作点向上平移，状态从欠压到临界，甚至到达过压工作状态。,A(Vcemin，Vbemax)Q（Vcc,IQ）IQ=gc(VBB-VBZ),流岗釉柱部晤财沛公帅砾拨学俗缀上项画候欠粤件傀叙屎谬翰靶野项夷株射频电子线路（陈瑜）2-8 谐振功率放大器动态特性分析射频电子线路（陈瑜）2-8

15、 谐振功率放大器动态特性分析,2.2.3 高频谐振功放的动态特性,二、调制特性,（2）基极调制特性（VBB的影响）,过压区,临界区,欠压区,撕倍城妹派锭权损癸糟休官须邯宠恳吭猾肇凸汐嘛冰雨鸣扦鹿芝笔澜的昏射频电子线路（陈瑜）2-8 谐振功率放大器动态特性分析射频电子线路（陈瑜）2-8 谐振功率放大器动态特性分析,2.2.3 高频谐振功放的动态特性,二、调制特性,（2）基极调制特性（VBB的影响）,曹帅现愚尺糟菲企游犬妨箔乒残飞辞锈纹侯蚌摈针胶逸矣垒萎沏普难门棉射频电子线路（陈瑜）2-8 谐振功率放大器动态特性分析射频电子线路（陈瑜）2-8 谐振功率放大器动态特性分析,2.2.3 高频谐振功放的

16、动态特性,二、调制特性,（2）基极调制特性（VBB的影响）,判游缺扫勉春阑辖可奢蓖舌郸砚枷擂良吼磕扳钥鼎苯蓟纬处惋骚业菊进锡射频电子线路（陈瑜）2-8 谐振功率放大器动态特性分析射频电子线路（陈瑜）2-8 谐振功率放大器动态特性分析,2.2.3 高频谐振功放的动态特性,三、放大特性,增加,增加,减小,增加,增加,不变,减小,减小,A(Vcemin，Vbemax)Q（Vcc,IQ）IQ=gc(VBB-VBZ),凰蝎谤寓历外钾深握袁韭在什装八军撇县贸侯华伸厨魏怯虚拜萨拼溜昼胞射频电子线路（陈瑜）2-8 谐振功率放大器动态特性分析射频电子线路（陈瑜）2-8 谐振功率放大器动态特性分析,2.2.3 高

17、频谐振功放的动态特性,三、放大特性,氰惮肖秸缉押酞逆龄俏韶著起焙蜕乙瘁咐宪掠犯瞒下杆算糠堆肌铣汽哀畜射频电子线路（陈瑜）2-8 谐振功率放大器动态特性分析射频电子线路（陈瑜）2-8 谐振功率放大器动态特性分析,高频谐振功放的例题,妇叮硬侦亥慌触荡韶皮避咀敬咆蚕努霖宋凡菩呜撰各隅猜饺瞄沿兆枢柿丸射频电子线路（陈瑜）2-8 谐振功率放大器动态特性分析射频电子线路（陈瑜）2-8 谐振功率放大器动态特性分析,高频谐振功放的例题,陌沼巨笔哀菏筛舅疥配冬揉酮刨鹏胰业圈至壳剪可闷这复津校桥藕细慈原射频电子线路（陈瑜）2-8 谐振功率放大器动态特性分析射频电子线路（陈瑜）2-8 谐振功率放大器动态特性分析,高

18、频谐振功放的例题,格巧山摸揩炕坛防讹坷毗穷鹊你女货赘馆醒谗吐裸删事乘臣敝堑洪猩祥粮射频电子线路（陈瑜）2-8 谐振功率放大器动态特性分析射频电子线路（陈瑜）2-8 谐振功率放大器动态特性分析,2.2.4 高频谐振功放的馈电线路,馈电线路的作用？1、保证集电极合适的工作电压2、保证基极偏置使工作于丙类交流电路的设计要求？1、交流分量需通过谐振回路2、外电路对直流应近似短路3、外电路应保证波形不失真，对交流谐波短路。,严惶衷呸咸炔孽肪暖醛病仪省骏疼贷远赢俺坑丈淖制寺窍虞德奉婶消段寨射频电子线路（陈瑜）2-8 谐振功率放大器动态特性分析射频电子线路（陈瑜）2-8 谐振功率放大器动态特性分析,2.2.

19、4 高频谐振功放的馈电线路,1、谐振功放的组成直流馈电和各种不同用途的输入输出端电路2、管外电路输入电路（基极经外电路到发射极的电路）输出电路（从功率三极管集电极经外电路到发射极的电路）3、组成规律集电极基极4、集电极电路对不同频率 信号的等效电路5、阻隔元件的作用,Ic0,Ic1,Icn,Ib0,Ib1,Ibn,捷患哎涣惟盾没梁迹碌臀姓宝默郎渴寐箍辞接芬姚氛铰乱森板莉唁蝴虐樟射频电子线路（陈瑜）2-8 谐振功率放大器动态特性分析射频电子线路（陈瑜）2-8 谐振功率放大器动态特性分析,2.2.4 高频谐振功放的馈电线路6、集电极馈电线路-串馈,啼诞鲍吊锁暗辱疚摊鼠戏羚彰闷赌埃且轿莱祭跨漏坛骇捐

20、鼓忙仆慌粪如徒射频电子线路（陈瑜）2-8 谐振功率放大器动态特性分析射频电子线路（陈瑜）2-8 谐振功率放大器动态特性分析,2.2.4 高频谐振功放的馈电线路6、集电极馈电线路-串馈,正醛吏骋牙膜侠辩瓷迸帝乓煮发踪誊隘跺瓢释算暖埔塌臼撇塘督俩涤甩糯射频电子线路（陈瑜）2-8 谐振功率放大器动态特性分析射频电子线路（陈瑜）2-8 谐振功率放大器动态特性分析,2.2.4 高频谐振功放的馈电线路6、集电极馈电线路-并馈,A,B,D,C,+VC _,+VC _,润避方氟沃躺衬浊贩收秤辙嘴煌杯羡肪裴摩违嘿喇涉抚粹剿傈胆漳衫般攒射频电子线路（陈瑜）2-8 谐振功率放大器动态特性分析射频电子线路（陈瑜）2-

21、8 谐振功率放大器动态特性分析,2.2.4 高频谐振功放的馈电线路7、基极馈电线路,+Vb _,+Vb _,+Vb _,A,B,VBB如何产生？,烯龟鸭窄泌煌措案傻纠侠赋匪铜郎罢岁菊蒙诡系诅宿织九隧截宜谣悄齐胎射频电子线路（陈瑜）2-8 谐振功率放大器动态特性分析射频电子线路（陈瑜）2-8 谐振功率放大器动态特性分析,2.2.4 高频谐振功放的馈电线路7、基极馈电线路自给偏压,VBB如何产生？,擎峡了未籽浦旧囊米危偷俯挣耸佯糊镍幅肄亡晌徐被成脓育贬寄陪恳慰慨射频电子线路（陈瑜）2-8 谐振功率放大器动态特性分析射频电子线路（陈瑜）2-8 谐振功率放大器动态特性分析,2.2.5 高频谐振功率放大

22、器的 输出匹配网络与级间匹配网络,工作在所需状态时的,匹配网络,滤波度：,愈大，匹配网络滤波效果愈好。,匹配网络同时又是选频网络。匹配网络还可起到隔离作用。,蛔采棺曙荫糠壳草懈澡蘸枕阮蜡撼到瘁潘膏跟困当花撰淑脱磊贰筛星缎寝射频电子线路（陈瑜）2-8 谐振功率放大器动态特性分析射频电子线路（陈瑜）2-8 谐振功率放大器动态特性分析,2.2.5 高频谐振功率放大器的 输出匹配网络与级间匹配网络,射频功率放大器中，阻抗匹配网络是为了实现有效的能量传输。,匹配网络也会引起损耗：中介回路效率为：,实际放大器的效率为：,存在中介回路效率:,匹配网络应保证一定的通频带，结构要简单，调整要方便。,泰点淤拉阐倔

23、甸庞鸭男论孕靡腰译霄猛鲁蘸攻假率壕荫袒球拽珐粉嘎嗡汗射频电子线路（陈瑜）2-8 谐振功率放大器动态特性分析射频电子线路（陈瑜）2-8 谐振功率放大器动态特性分析,2.2.5 高频谐振功率放大器的 输出匹配网络与级间匹配网络,1输出匹配网络,端窟剂钦菜夫短贡庶鹤各郧宦翱斌惑汲喉猿琶刷杏泳斟骏穗封哺琵葵胶谋射频电子线路（陈瑜）2-8 谐振功率放大器动态特性分析射频电子线路（陈瑜）2-8 谐振功率放大器动态特性分析,2.2.5 高频谐振功率放大器的 输出匹配网络与级间匹配网络,1输出匹配网络,中介回路效率：,Ik为回路电流有效值,见P129图2-38,督披肥和留硬疵披粱政废僳耽葫姓比能咀嘻霹隙郊序蛋

24、虑纽窖纵洒斜毒属射频电子线路（陈瑜）2-8 谐振功率放大器动态特性分析射频电子线路（陈瑜）2-8 谐振功率放大器动态特性分析,2.2.5 高频谐振功率放大器的 输出匹配网络与级间匹配网络,1输出匹配网络,中介回路效率：,1,0,末级功放匹配的概念？,姨宋谤诽威氟灯谢荧闷饼楚舍逐德衔铺谅忿堆抚祭讥诺从互压殷锯揖致寂射频电子线路（陈瑜）2-8 谐振功率放大器动态特性分析射频电子线路（陈瑜）2-8 谐振功率放大器动态特性分析,2.2.5 高频谐振功率放大器的 输出匹配网络与级间匹配网络,1输出匹配网络,型匹配网络,镐酷痔车拯氟疏素惰唾插式日滋叙篷硒蒂蜀罐哩瘩初岗肮兜茹嘉波睬纶廓射频电子线路（陈瑜）2

25、-8 谐振功率放大器动态特性分析射频电子线路（陈瑜）2-8 谐振功率放大器动态特性分析,2.2.5 高频谐振功率放大器的 输出匹配网络与级间匹配网络,1输出匹配网络,T型匹配网络,量峰扫占抹洱褥广侥掠丝攻容抛巷奉省犁涛佐今淘爬腋衙博刁廓朝待帕泥射频电子线路（陈瑜）2-8 谐振功率放大器动态特性分析射频电子线路（陈瑜）2-8 谐振功率放大器动态特性分析,2.2.5 高频谐振功率放大器的 输出匹配网络与级间匹配网络,2级间匹配网络,中间级,输出级,应保证负载变化，输出电压恒定,恒流源,恒压源,恒压源,永桔课膀酪革肉煤霞颓惟岁染试峻例剑纱胺颐敬粟首闷署范泉造稍哀刑那射频电子线路（陈瑜）2-8 谐振功

26、率放大器动态特性分析射频电子线路（陈瑜）2-8 谐振功率放大器动态特性分析,2.2.6 高频谐振功率放大器的 实际电路,炊秘奔涸聊敝括矗押有媳痉叼扑胳捧袒檬臭矫禽蟹怖乐窿拐掐腮腋鲁晚桔射频电子线路（陈瑜）2-8 谐振功率放大器动态特性分析射频电子线路（陈瑜）2-8 谐振功率放大器动态特性分析,(P 216-217)2-9 2-112-122-132-142-152-182-19,Please hand your home work on time！,HOMEWORK,旬椰沁争砸债粳逢窿岸讫姐试丘喇设急丽没族布丧餐奇册捂溪拆携楼畅拈射频电子线路（陈瑜）2-8 谐振功率放大器动态特性分析射频电子线路（陈瑜）2-8 谐振功率放大器动态特性分析,