[工学]高频电路原理与分析 第3章 高频谐振放大器.ppt

第3章 高频谐振放大器 3.1 高频小信号放大器 3.2 高频功率放大器的原理和特性 3.3 高频功率放大器的高频效应 3.4 高频功率放大器的实际线路 3.5 高频功放、 功率合成与射频模块放大器 3.1 高频小信号放大器 高频小信号谐振放大器的功用就是放大各种无线电设备中的高频小信号。 3.1.1 高频小信号谐振放大器的工作原理 图3 ─ 1(a)是一典型的高频小信号谐振放大器的实际线路。 3.1.2 放大器性能分析 1． 晶体管的高频等效电路 图3 ─ 2(a)是晶体管在高频运用时的混Π等效电路, 它反映了晶体管中的物理过程, 也是分析晶体管高频时的基本等效电路。 在忽略rb′e及满足Cπ?Cμ的条件下, Y参数与混Π参数之间的关系为 由图3 ─ 2可以得到晶体管Y参数等效电路的Y参数方程 2． 放大器的性能参数 忽略管子内部的反馈, 即令Yre =0, 由图3 ─ 3可得 3.1.3高频谐振放大器的稳定性 1． 放大器的稳定性 反向传输导纳Yre引入的输入导纳, 记为Yir。 忽略 r bb′的影响, 则由式(3 ─ 3)、 (3─ 4)有 将Yoe归入负载中, 并考虑谐振频率ω0附近情况, 有 3.1.4多级谐振放大器 1．多级单调谐放大器 多级单调谐放大器的谐振频率相同, 均为信号的中心频率。 2. 多级双调谐放大器 3.1.5 高频集成放大器 高频集成放大器有两类: 一种是非选频的高频集成放大器, 主要用于某些不需要选频功能的设备中, 通常以电阻或宽带高频变压器作负载; 另一种是选放大器, 用于需要有选频功能的场合, 如接收机的中放就是它的典型应用。 图3 ─ 10(a)中, 集中选频滤波器接于宽带集成放大 器的后面。 图3 ─ 10(b)是另一种接法。 图 3 ─ 11示出了Mini Circuits公司生产的一集成放大器MRA8的应用电路， MRA8是硅单片放大器, 其主要指标见表3 ─ 3。  3.2 高频功率放大器的原理和特性 高频功率放大器的主要功用是放大高频信号, 并且以高效输出大功率为目的, 它主要应用于各种无线电发射机中。 3.2.1工作原理 图3 ─ 12是一个采用晶体管的高频功率放大器的原理线路, 除电源和偏置电路外, 它是由晶体管、 谐振回路和输入回路三部分组成的。 1．电流、 电压波形 设输入信号为 α0(θ)、 α1(θ)、 αn(θ)分别称为余弦脉冲的直流、 基波、 n次谐波的分解系数, 数值见附录。  2． 高频功放的能量关系 在集电极电路中, 谐振回路得到的高频功率(高频一周的平均功率)即输出功率P1为 Pc变为耗散在晶体管集电结中的热能。 定义集电极效率η为 3.2.2 高频谐振功率放大器的工作状态 1． 高频功放的动特性 动特性是指当加上激励信号及接上负载阻抗时, 晶 体管集电极电流ic与电极电压(ube或uce)的关系曲线, 它 在ic～uce或ic～ube坐标系统中是一条曲线。 2． 高频功放的工作状态 高频谐振功率放大器根据集电极电流是否进入饱和区可以分为欠压、 临界和过压三种状态 3.2.3 高频功放的外部特性 高频功放是工作于非线性状态的放大器, 同时也可 以看成是一高频功率发生器(在外部激励下的发生器)。 1．高频功放的负载特性 负载特性是指只改变负载电阻RL, 高频功放电流、 电压、 功率及效率η变化的特性。