第3篇 高频谐振放大器.ppt

例5.如图是L型网络，它作为谐振功率放大器的输出回路。已知天线电阻rA=8Ω，线圈的Qo=100，工作频率的2MHz，若放大器要求匹配阻抗Rp=40Ω，试求L、C值 3.5 高频功放、功率合成与射频模块放大器 3.5.1 D类高频功率放大器 1. 电流开关型D类放大器 图3 ─ 32是电流开关型D类放大器的原理线路和波形图， 线路通过高频变压器T1, 使晶体管V1、 V2获得反向的方波激励电压。 图 3 ─ 32 电流开关型D类放大器 的线路和波形 由此可得 集电极回路两端的高频电压有效值为 集电极回路两端的高频电压峰值为 (3 ─ 36) (3 ─ 35) (3 ─ 34) V1(V2)的集电极电流为振幅等于Ic0的矩形, 它的基频分量振幅等于(2/π)Ic0。 V1、 V2的ic1、 ic2中的基频分量电流在集电极回路阻抗R’L(考虑了负载RL的反射电阻)两端产生的基频电压振幅为 将式(3 ─ 35)代入式(3 ─ 37), 得 输出功率为 (3 ─ 39) (3 ─ 38) (3 ─ 37) 集电极损耗功率为 (3 ─ 42) ? (3 ─ 41) (3 ─ 40) 2． 电压开关型D类放大器 图3 ─ 33为一互补电压开关型D类功放的线路及电流电压波形。 两个同型(NPN)管串联, 集电极加有恒定的直流电压Ec。 输入功率为 集电极效率为 i c2 i L L 0 C 0 R L V 2 u ce2 u ce1 V 1 T 1 E c ( a ) i c1 图 3 ─ 33 电压开关型D类功放的线路及波形 由图可见, 因ic1、ic2都是半波余弦脉冲(θ=90°), 所以两管的直流电压和负载电流分别为 两管的直流输入功率为 负载上的基波电压UL等于uce2方波脉冲中的基波 电压分量。 对uce2分解可得 负载上的功率为 可见 此时匹配的负载电阻为 　　D类放大器的激励电压可以是正弦波，或其他脉冲波形，但必须足够大，使晶体管迅速进入饱和状态或截止状态。 　　开关型D类放大器的主要优点是集电极效率高，输出功率大。但工作频率很高时，随工作频率的升高，开关转换间的功耗增大，效率将下降。由于D类放大器工作在开关状态，因而不适用放大振幅变化的信号。 3.5.2 功率合成器 功率合成器, 就是采用多个高频晶体管, 使它们产生的高频功率在一个公共负载上相加。 图3 ─ 34是常用的一种功率合成器组成方框图。 图 3 ─ 34功率合成器组成 同相功率合成器电路如图 图 3 ─ 35 同相功率合成器 (a) 交流等效电路; (b) B′信号源开路时的等效电路 由3dB耦合器原理可知, 当两晶体管输入电阻相等 时, 则两管输入电压与耦合器输入电压相等 ? 在晶体管的输出端, 当两管正常工作时, 两管输出 相同的电压, 即 且 , 但由于负载上 的电流加倍, 故负载上得到的功率是两管输出功率之 和, 即 当 时, 由于流过负载的电流只有原来的一半, 功率减小为原来的1/4, 而A管输出的另一半功率正好消 耗在平衡电阻RT上, 即有 图3 ─ 36是反相功率合成器的原理线路。 输入 和输出端也各加有—3 dB耦合器作分配和合并电路。 图 3 ─ 37 是一反相功率合成器的实际线路。 它 工作于1.5～１８ MHz, 输出功率100 W。 图 3 ─ 36 反相功率合成器的原理线路 图 3 ─ 37 100 W反相功率合成器的实际线路 图3 ─ 39是一个模块式射频部件的微带线电路板。 它由A、 B、 C、 D四个模块放大器级联组成。 ? 图 3 ─ 39 一个模块式射频部件的微带线电路板 3.5.3射频模块放大器 高频谐振功率放大器的仿真与性能分析 Pspice example/exam3.sch * D类放大器的激励电压可以是正弦波，也可以是其他脉冲波形，但都必须足够大，使晶体管迅速进入饱和状态。