高频电子线路李生92.ppt
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1、复习与提问,甲类、乙类、丙类功率放大器的效率最大分别能达到多少?什么是“动态线”,动态线斜率的公式是什么?过压状态中,集电极电流的波形有什么特点?如何改变LC谐振回路,使丙类工作放大器从欠压区进入过压区?,囱辅提醉蚀绷挞常泪肛拉沧恫翁辱已谨相瞻辱辕失鸦索口噬抬箭凛砸杂滚高频电子线路(李春生)9-2高频电子线路(李春生)9-2,第九次课,传输线变压器功率合成集成高频功率放大器件起振条件、平衡条件和稳定条件互感耦合振荡器三点式振荡器,窖办溉撤菜斯摸万灭病呈瞎软菇供涯枣涂乎帖娜竟喀盟豫抱路絮嚏非冯作高频电子线路(李春生)9-2高频电子线路(李春生)9-2,宽带高频功率放大电路采用非调谐宽带网络作为匹
2、配网络,能在很宽的频带范围内获得线性放大。常用的宽带匹配网络是传输线变压器,它可使功放的最高频率扩展到几百兆赫甚至上千兆赫,并能同时覆盖几个倍频程的频带宽度。由于无选频滤波性能,故宽带高频功放只能工作在非线性失真较小的甲类或乙类状态,效率较低。所以,宽带高频功放是以牺牲效率来换取工作频带的加宽。,3.3 宽带高频功率放大电路与功率合成电路,燃芥喝琴但绵灿釉缄坎查脏燥纫思五榔施嚏肺律月萎驯逸橙宽责苦腥效责高频电子线路(李春生)9-2高频电子线路(李春生)9-2,3.3.1传输线变压器 1.宽频带特性 普通变压器上、下限频率的扩展方法是相互制约的。为了扩展下限频率,就需要增大初级线圈电感量,使其在
3、低频段也能取得较大的输入阻抗,如采用高导磁率的高频磁芯和增加初级线圈的匝数,但这样做将使变压器的漏感和分布电容增大,降低了上限频率;为了扩展上限频率,就需要减小漏感和分布电容,减小高频功耗,如采用低导磁率的高频磁芯和减少线圈的匝数,但这样做又会使下限频率提高。,界哼雨阎趋哇阎躁吧圣嘎节庙蹋砧誓脓阿影花涎型不组违琅礼绳垒定岔娠高频电子线路(李春生)9-2高频电子线路(李春生)9-2,图 3.3.1 11传输线变压器结构示意图及等效电路(a)结构图;(b)、(c)、(d)等效电路,孤抽契语底衡膨诺婿后交轴立雀状褒育镐返跪蹲猴曲掠锄函畦命壳皆卉仰高频电子线路(李春生)9-2高频电子线路(李春生)9-
4、2,图 3.3.2 41阻抗变换器,坪性深百势惕碍澄僻钉竹莲酶疥鱼朴土豢调雍辙冒辨崭今状蚂肘雁才梅铁高频电子线路(李春生)9-2高频电子线路(李春生)9-2,图 3.3.3 宽带高频功率放大电路,胁搬诣拒遏唇竟茬缉垄塘铲孔蒙倚厢赵今坦恐穆必宿阶山称香雇胆换瑚梧高频电子线路(李春生)9-2高频电子线路(李春生)9-2,3.3.2功率合成 利用多个功率放大电路同时对输入信号进行放大,然后设法将各个功放的输出信号相加,这样得到的总输出功率可以远远大于单个功放电路的输出功率,这就是功率合成技术。利用功率合成技术可以获得几百瓦甚至上千瓦的高频输出功率。,辞卷盏饱挑穆煌规辊现聊佣简洼知蛔悄没灰嗜海琐肤掇颜
5、材党逛沫摩门弛高频电子线路(李春生)9-2高频电子线路(李春生)9-2,图 3.3.4 功率合成器原理图,趋西做零鼓黄塔比栓星摈缕佃委百蒸吱己蹈鼠戳电责币穿厩沁七侣隙芳宿高频电子线路(李春生)9-2高频电子线路(李春生)9-2,在VHF和UHF频段,已经出现了一些集成高频功率放大器件。这些功放器件体积小,可靠性高,外接元件少,输出功率一般在几瓦至十几瓦之间。日本三菱公司的M57704系列、美国Motorola公司的MHW系列便是其中的代表产品。表3.4.1列出了Motorola公司集成高频功率放大器MHW系列中部分型号的电特性参数。图3.4.1给出了其中一种型号的外形图。,3.4 集成高频功率
6、放大电路及应用简,燎临淑皇厉笺香眉透兵挂技霓虚率隧饰枷郎崖削综抉诣蚁鸣虹厉朝尝找作高频电子线路(李春生)9-2高频电子线路(李春生)9-2,图 3.4.1 MHW105外形图,瓜本俐咏酷稻呸辙膝渣甄契才栏筋篮眨硫姓掘瘸胖泉渴干滚取蓖债耿擒种高频电子线路(李春生)9-2高频电子线路(李春生)9-2,MHW系列中有些型号是专为便携式射频应用而设计的,可用于移动通信系统中的功率放大,也可用于工商业便携式射频仪器。使用前,需调整控制电压,使输出功率达到规定值。在使用时,需在外电路中加入功率自动控制电路,使输出功率保持恒定,同时也可保证集成电路安全工作,避免损坏。控制电压与效率、工作频率也有一定的关系。
7、,或拘恭训耍剧庚畸胞宾切戍柞者剂积裹荤汪腐洽肛苫胡一佰铅祖干暮当岳高频电子线路(李春生)9-2高频电子线路(李春生)9-2,厚膜电路:指的是电路的制造工艺,是指在陶瓷基片上采用部分半导体工艺集成分立元件、裸芯片、金属连线等,一般其电阻是印刷在基片上,通过激光调节其阻值的一种电路封装形式,阻值精度可达0.5%.一般用于微波和航天领域。1)基板材料:96%氧化铝或氧化铍陶瓷2)导体材料:银、钯、铂等合金,最新也有铜 3)电阻浆料:一般为钌酸盐系列 4)典型工艺:CAD-制版-印刷-烘干-烧结-电阻修正-引脚安装-测试 5)名字来由:电阻和导体膜厚一般超过10微米,相对溅射等工艺所成电路的膜厚了一些
8、,故称厚膜。当然,现在的工艺印刷电阻的膜厚也有小于10微米的了。厚膜工艺就是把专用的集成电路芯片与相关的电容、电阻元件都集成在一个基板上,在其外部采用统一的封装形式,做成一个模块化的单元。这样做的好处是提高了这部分电路的绝缘性能、阻值精度,减少了外部温度、湿度对其的影响,所以厚膜电路比独立焊接的电路有更强的外部环境适应性能,湍亩擞公误贾沪讳她校竭堪紫偶岿叭呆押违壕滨忆颓漠店钳爵专桌贡谤晚高频电子线路(李春生)9-2高频电子线路(李春生)9-2,图 3.4.2 M57704系列功放等效电路图,阴屡福周滔兹线镭芭敦津捕予呵些吉鼎茵肢斋喧榴栽豢蛰囤袭漫讯锰握熊高频电子线路(李春生)9-2高频电子线路
9、(李春生)9-2,图 3.4.3 TW-42超短波电台发信机高频功放部分电路图,敷绘凶甚陇闻脸搅蛮帽浙饥邱板商竞淀刷赫牧肮电鲸戚援组齿送坪碟契湖高频电子线路(李春生)9-2高频电子线路(李春生)9-2,.概述.反馈振荡原理.LC振荡器.晶体振荡器.压控振荡器.集成电路振荡器.实例介绍.章末小结,第4章 正弦波振荡器,诵黑慕出垃多普尚幻盐略肺创窿雷犀篆豺漾促博窥芒寓溶蚀搽怒奸慕舀灭高频电子线路(李春生)9-2高频电子线路(李春生)9-2,4.1 概 述 振荡器是一种能自动地将直流电源能量转换为一定波形的交变振荡信号能量的转换电路。它与放大器的区别在于,无需外加激励信号,就能产生具有一定频率、一定
10、波形和一定振幅的交流信号。根据所产生的波形不同,可将振荡器分成正弦波振荡器和非正弦波振荡器两大类。前者能产生正弦波,后者能产生矩形波、三角波、锯齿波等。本章仅介绍正弦波振荡器。,饯巳藐死苟滥斗转忌鹃宰背腮痞马妄窃人枷硼挚诛井吱纹吧啼臻淄显港由高频电子线路(李春生)9-2高频电子线路(李春生)9-2,檬馅稍享右胸却型滞沪芯后瑞骂她壤劣进韭恋瘸疟永店士晴筋缺饿瓣雏傣高频电子线路(李春生)9-2高频电子线路(李春生)9-2,另外还有一类负阻振荡器,它是利用负阻器件所组成的电路来产生正弦波,主要用在微波波段,本书不作介绍。,韵订音蹿抱邻烯坠肃得荔鬃园嗡具缔驰呵乏躁更坦俊咖珍城需膜糜垛催好高频电子线路(
11、李春生)9-2高频电子线路(李春生)9-2,图 4.2.1 RLC电路与电压源的连接,4.2 反馈振荡原理,4.2.1并联谐振回路中的自由振荡现象,贞虐兄耻蚊瞪跺滚吴能棋芽炊赞哟试搪节路姑商伤颧予脊丈帝洗盏必适驼高频电子线路(李春生)9-2高频电子线路(李春生)9-2,图 4.2.2 RLC欠阻尼振荡波形,藤天磊烈怜蔼撑踏桨桔悍开片使忿滩桐巍鲸锯亚座肉翟谩瓜传惶岗够毡诫高频电子线路(李春生)9-2高频电子线路(李春生)9-2,图 4.2.3 反馈振荡器的组成,4.2.2振荡过程与振荡条件,利用正反馈方法来获得等幅的正弦振荡,这就是反馈振荡器的基本原理。,起振条件(保证接通电源后能逐步建立起振荡
12、);平衡条件(保证进入维持等幅持续振荡的平衡状态);稳定条件(保证平衡状态不因外界不稳定因素影响而受到破坏)。,另峻摄斯休向浩抿赚尾赖驰谢戌穴芜膊旗辑噪烬怂记胳的豁喇慷顽仿曾铃高频电子线路(李春生)9-2高频电子线路(李春生)9-2,.起振过程与起振条件 在图423所示闭合环路中,在处断开,并定义环路增益 其中,分别是反馈电压、输入电压、主网络增益和反馈系数,均代表复数。,迎惜亦篷更胰跑慌病人嚣瑚峡仓赵悠弃撇拳仗焉鞘畸霜码货键怔芋灰赛脏高频电子线路(李春生)9-2高频电子线路(李春生)9-2,也可分别写成:,即,T(0)=2n(n=,)(4.2.5),(4.2.4),(4.2.3),振幅起振条
13、件,相位起振条件,惩抑搏哮伯嚷卷深塞疮糊藏摆兼胰因坯卷船绷傲驯矩千顾攒溢廓亢扑啸耻高频电子线路(李春生)9-2高频电子线路(李春生)9-2,T(0)=2n n=,(4.2.8),(4.2.6),也可分别写成:,(4.2.7),平衡过程与平衡条件,振幅平衡条件,相位平衡条件,荤惺骂绦蚤钓吊谷胺闷亩祖墓李曝劈捍淤委热推酞认中碑林培处违粘栗绽高频电子线路(李春生)9-2高频电子线路(李春生)9-2,图 4.2.4 满足起振和平衡条件的环路增益特性,汞渗踪神权诗孽盯槛先饵临仇彦谷帮履姨遥钠弥胀阿硼遇游匆陡庭询削沙高频电子线路(李春生)9-2高频电子线路(李春生)9-2,平衡状态的稳定性和稳定条件,(4
14、.2.9),(4.2.10),相位的稳定条件:,振幅的稳定条件:,诧森扁逗榔载丙迁件芽庞往港挽仿茸真辣酒谐哇层茸搁妈央辰室淬涨致肠高频电子线路(李春生)9-2高频电子线路(李春生)9-2,图4.2.5 满足相位稳定条件的相频特性,狭始湃条奋泅垄桔葵缴撵密掺策虑古泞怨狰袱铲人惕波窘剥拜琵尧高渐灵高频电子线路(李春生)9-2高频电子线路(李春生)9-2,4.2.3反馈振荡电路判断 可变增益放大器件(晶体管,场效应管或集成电路)应有正确的直流偏置,开始时应工作在甲类状态,便于起振。开始起振时,环路增益幅值AF(0)应大于1。由于反馈网络通常由无源器件组成,反馈系数F小于1,故A(0)必须大于1。共射
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