華師2012年高頻電路復(fù)習(xí)課件課件

1、1.串聯(lián)諧振回路串聯(lián)諧振回路n由電感線圈和電容器組成的單個(gè)振蕩電由電感線圈和電容器組成的單個(gè)振蕩電路，稱為單振蕩回路。信號(hào)源與電容和路，稱為單振蕩回路。信號(hào)源與電容和電感串接，就構(gòu)成串聯(lián)振蕩回路。電感串接，就構(gòu)成串聯(lián)振蕩回路。n串聯(lián)振蕩回路的阻抗在某一特定頻率上串聯(lián)振蕩回路的阻抗在某一特定頻率上具有最小值，而偏離這個(gè)特定頻率的時(shí)具有最小值，而偏離這個(gè)特定頻率的時(shí)候阻抗將迅速增大。單振蕩回路的這種候阻抗將迅速增大。單振蕩回路的這種特性稱為諧振特性，這個(gè)特定頻率就叫特性稱為諧振特性，這個(gè)特定頻率就叫做諧振頻率。做諧振頻率。n諧振回路具有選頻和濾波作用。諧振回路具有選頻和濾波作用。jezCLjRjx

2、Rz|)1(2222)1(|CLRXRzLC21fLC10C1LX0X0000令當(dāng)當(dāng) 時(shí)時(shí)0RvIIs0達(dá)到最大達(dá)到最大諧振時(shí)電流最大且與電源同相諧振時(shí)電流最大且與電源同相S0S000LVRLjLjRVLjIVS00S000CVCR1jCj1RVC1IVCLRCRRLQ1100：定定義義品品質(zhì)質(zhì)因因數(shù)數(shù)S0LVjQVS0CVjQV 品質(zhì)因數(shù)品質(zhì)因數(shù)Q Q ： 諧振時(shí)回路感抗值（或容抗值）與回路電阻諧振時(shí)回路感抗值（或容抗值）與回路電阻R R的比值稱為回路的比值稱為回路的品質(zhì)因數(shù)，以的品質(zhì)因數(shù)，以Q Q表示，它表示回路損耗的大小。表示，它表示回路損耗的大小。 當(dāng)諧振時(shí)：當(dāng)諧振時(shí)： 因此串聯(lián)諧振時(shí)

3、，電感因此串聯(lián)諧振時(shí)，電感L L和電容和電容C C上的電壓達(dá)到最大值且為上的電壓達(dá)到最大值且為輸入信號(hào)電壓的輸入信號(hào)電壓的Q Q倍，故串聯(lián)諧振也稱為電壓諧振。因此，必須倍，故串聯(lián)諧振也稱為電壓諧振。因此，必須預(yù)先注意回路元件的耐壓?jiǎn)栴}預(yù)先注意回路元件的耐壓?jiǎn)栴}。QVrVRVIsssoCoLovvCLRRcRRLQ11ooCL001結(jié)論：結(jié)論：電感線圈與電容器兩端的電壓模值電感線圈與電容器兩端的電壓模值相等，且等于外加電壓的相等，且等于外加電壓的Q Q倍倍。Q Q值一般可以達(dá)到幾十或者幾百，故值一般可以達(dá)到幾十或者幾百，故電容或者電感兩端的電壓可以是信號(hào)電容或者電感兩端的電壓可以是信號(hào)電壓的幾十

4、或者幾百倍，稱為電壓諧電壓的幾十或者幾百倍，稱為電壓諧振，在實(shí)際應(yīng)用的時(shí)候要加以注意。振，在實(shí)際應(yīng)用的時(shí)候要加以注意。信號(hào)源內(nèi)阻及負(fù)載對(duì)串聯(lián)諧振回路的影響信號(hào)源內(nèi)阻及負(fù)載對(duì)串聯(lián)諧振回路的影響LS0LRRRLQ 通常把沒(méi)有接入信號(hào)源內(nèi)阻和負(fù)載電阻時(shí)回通常把沒(méi)有接入信號(hào)源內(nèi)阻和負(fù)載電阻時(shí)回路本身的路本身的Q值叫做無(wú)載值叫做無(wú)載Q（空載（空載Q值）值） 如式如式 把接入信號(hào)源內(nèi)阻和負(fù)載電阻的把接入信號(hào)源內(nèi)阻和負(fù)載電阻的Q值叫做有載值叫做有載Q值，用值，用QL表示：表示： 其中其中R為回路本身的損耗，為回路本身的損耗，RS為信號(hào)源內(nèi)阻，為信號(hào)源內(nèi)阻，RL為負(fù)載為負(fù)載 ooQRLQ結(jié)論：串聯(lián)諧振回路通常

5、適用于信號(hào)源結(jié)論：串聯(lián)諧振回路通常適用于信號(hào)源內(nèi)阻內(nèi)阻Rs很小很小( (恒壓源）和負(fù)載電阻恒壓源）和負(fù)載電阻RL也也不大的情況。不大的情況。 Rs + C RL L R 為空載時(shí)的品質(zhì)因數(shù)為空載時(shí)的品質(zhì)因數(shù)為有載時(shí)的品質(zhì)因數(shù)為有載時(shí)的品質(zhì)因數(shù) QQQQLL可見(jiàn)2.2.并聯(lián)諧振回路并聯(lián)諧振回路 對(duì)于信號(hào)源內(nèi)阻和負(fù)載比較大的情況，對(duì)于信號(hào)源內(nèi)阻和負(fù)載比較大的情況，宜采用并聯(lián)諧振回路。宜采用并聯(lián)諧振回路。 如下圖所示：其中由于外加信號(hào)源內(nèi)阻如下圖所示：其中由于外加信號(hào)源內(nèi)阻很大，為了分析方便，采用恒流源。很大，為了分析方便，采用恒流源。 Is 1/G C L Is C L + R Vo )1(1)(

6、11)(CLjRCjLjRCjLjRCjLjRz)1(1)1(LCjLRCCLjRCLz諧振時(shí)諧振時(shí)LCfLCLC21,11pp數(shù)數(shù)為并聯(lián)振蕩回路品質(zhì)因?yàn)椴⒙?lián)振蕩回路品質(zhì)因定義定義pppQRCRL1：SPPPSp0pp0CPIjQC1QICjVCjCj1VISPPPPSP0P0LPIjQLjLQILjVLjRVI 諧振時(shí)電感支路或者電容支路的諧振時(shí)電感支路或者電容支路的電流幅值為外加電流源電流幅值為外加電流源ISIS的的QP倍。因倍。因此，并聯(lián)諧振又稱為電流諧振。此，并聯(lián)諧振又稱為電流諧振。 諧振曲線諧振曲線 串聯(lián)回路用電流比來(lái)表示，并聯(lián)回路用電壓比來(lái)表示串聯(lián)回路用電流比來(lái)表示，并聯(lián)回路用電壓

7、比來(lái)表示。 回路端電壓回路端電壓 諧振時(shí)回路端電壓諧振時(shí)回路端電壓 由此可作出諧振曲線由此可作出諧振曲線 LCjGIYIZI1Psss vPspso/GIRIvjjQLCjGGYGGIYIfN11111/)(00pppppssovv3 3 諧振曲線和通頻帶諧振曲線和通頻帶在小失諧時(shí)：在小失諧時(shí)：00PQ000PQ02PQ結(jié)論：結(jié)論：為為純純阻阻性性為為最最大大時(shí)時(shí)當(dāng)當(dāng)010:100，、VV呈呈感感性性減減小小時(shí)時(shí)當(dāng)當(dāng)010:200，、VVVQ1 Q2 Q2 0 N(f)= Q1Q1 0VV f 0 1 2 N(f) Vom 當(dāng)回路端電壓下降到最大值的當(dāng)回路端電壓下降到最大值的 時(shí)所對(duì)應(yīng)的頻率范

8、圍時(shí)所對(duì)應(yīng)的頻率范圍 即即 絕對(duì)通頻帶絕對(duì)通頻帶 2110027 . 07 . 0122wwBpoQfB 211111200vvvvj12o7 . 0pffQBQffp07 . 02po7 . 012Qff相對(duì)通頻帶相對(duì)通頻帶通頻帶通頻帶mV021LR1R1R11QPLPSLLPSPR1R1R1L1LPSPPPRRRR1RL1LPSPRRRR1QQQL同同相相變變化化。與與LSLRRQ、性性。較較高高而而獲獲得得較較好好的的選選擇擇以以使使也也較較大大的的情情況況, ,很很大大，負(fù)負(fù)載載電電阻阻內(nèi)內(nèi)阻阻并并聯(lián)聯(lián)諧諧振振適適用用于于信信號(hào)號(hào)源源L LL LS SQ QR RR R C L Rs

9、Rp RL 信號(hào)源內(nèi)阻和負(fù)載電阻對(duì)并聯(lián)諧振回路的影響信號(hào)源內(nèi)阻和負(fù)載電阻對(duì)并聯(lián)諧振回路的影響sI Is C Rs a b + Vab L1 L2 d + Vab Is Rs d b C Vdb L1+L2 接入系數(shù)接入系數(shù)P P 即為抽頭點(diǎn)電壓與端電壓的比即為抽頭點(diǎn)電壓與端電壓的比根據(jù)能量等效原則：根據(jù)能量等效原則： 因此因此dbabVVP GVGVs2bds2abs2s2dbabsGPGVVGs2s1RPR bdabVV ssRR 21P回路抽頭時(shí)阻抗的變化（折合）關(guān)系回路抽頭時(shí)阻抗的變化（折合）關(guān)系由于由于 , ,因此因此P P是小于是小于1 1的正數(shù)，即的正數(shù)，即 即由低抽頭向高抽頭轉(zhuǎn)換

10、時(shí)，等效阻抗提高即由低抽頭向高抽頭轉(zhuǎn)換時(shí)，等效阻抗提高 倍。倍。IsCRsRoabdIsRsdbCLRo 由于由于 從從ab端到端到bd端電壓變換比為端電壓變換比為1/P ，在保持功率相同的條件下，電流變換比就是在保持功率相同的條件下，電流變換比就是P倍。倍。即由低抽頭向高抽頭變化時(shí)，電流源減小了即由低抽頭向高抽頭變化時(shí)，電流源減小了P倍。倍。bdsabsVIVI ssbdabsIPIVVI因因此此電流源的折合：電流源的折合：右圖表示電流源的折合關(guān)系。因?yàn)槭堑刃ё冇覉D表示電流源的折合關(guān)系。因?yàn)槭堑刃ё儞Q，變換前后其功率不變。換，變換前后其功率不變。 因此，抽頭的目的是：因此，抽頭的目的是： 減

11、小信號(hào)源內(nèi)阻和負(fù)載對(duì)回路和影響。減小信號(hào)源內(nèi)阻和負(fù)載對(duì)回路和影響。 負(fù)載電阻和信號(hào)源內(nèi)阻小時(shí)應(yīng)采用串聯(lián)方式；負(fù)載電阻和信號(hào)源內(nèi)阻小時(shí)應(yīng)采用串聯(lián)方式；負(fù)載電阻和信號(hào)源內(nèi)阻大時(shí)應(yīng)采用并聯(lián)方式；負(fù)載電阻和信號(hào)源內(nèi)阻大時(shí)應(yīng)采用并聯(lián)方式；負(fù)載電阻信號(hào)源內(nèi)阻不大不小采用部分接入方式負(fù)載電阻信號(hào)源內(nèi)阻不大不小采用部分接入方式 。接入系數(shù)的計(jì)算可參照前述分析。接入系數(shù)的計(jì)算可參照前述分析。 C P1 C L RL P2 Is Rs Rp Is Rs Rp RL V (a) (b) 給定回路諧振頻率給定回路諧振頻率fp = 465 kHz，Rs = 27K ，Rp =172K ， RL = 1.36K ，空載空

12、載Qo = 100，P1 = 0.28，P2 = 0.063，Is = 1mA 求回路通頻帶求回路通頻帶B = ？和等效電流源？和等效電流源?s I4. 高頻功放工作狀態(tài)高頻功放工作狀態(tài) 功率放大器一般分為功率放大器一般分為A類、類、B類、類、AB類、類、C類類等工作方等工作方式，為了進(jìn)一步提高工作效率還提出了式，為了進(jìn)一步提高工作效率還提出了D類類與與E類類放大器。放大器。諧振功率放大器通常工作于諧振功率放大器通常工作于C類工作狀態(tài)，屬于非線性電路類工作狀態(tài)，屬于非線性電路功率放大器的主要技術(shù)指標(biāo)是功率放大器的主要技術(shù)指標(biāo)是輸出功率與效率輸出功率與效率+vbiB+VBB+VCC+ecC+vc

13、L輸出iEiceb諧振功率放大器的基本電路諧振功率放大器的基本電路晶體管的作用是在將供電電晶體管的作用是在將供電電源的直流能量轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣髂茉吹闹绷髂芰哭D(zhuǎn)變?yōu)榻涣髂芰康倪^(guò)程中起開(kāi)關(guān)控制作用。量的過(guò)程中起開(kāi)關(guān)控制作用。諧振回路諧振回路LC是晶體管的負(fù)載是晶體管的負(fù)載 選擇基波、濾除諧波選擇基波、濾除諧波 部分接入方式作用部分接入方式作用 變壓器耦合作用變壓器耦合作用 最佳負(fù)載概念最佳負(fù)載概念直流饋電電路直流饋電電路 E EB B 負(fù)偏壓、零偏壓或小的正偏壓負(fù)偏壓、零偏壓或小的正偏壓電路工作在電路工作在C類工作狀態(tài)類工作狀態(tài)5.5.功率放大器的負(fù)載特性功率放大器的負(fù)載特性 在其他條件不變?cè)谄渌麠l件不

14、變( (VCC、VBB、vb為一為一定定) )，只變化放大器，只變化放大器的負(fù)載電阻而引起的的負(fù)載電阻而引起的放大器輸出電壓、輸放大器輸出電壓、輸出功率、效率的變化出功率、效率的變化特性稱為負(fù)載特性。特性稱為負(fù)載特性。icic321Im018090半導(dǎo)通角tBACD321負(fù)載增大eb=eb maxVCCQec minVcm1.欠壓狀態(tài)2.臨界狀態(tài)3.過(guò)壓狀態(tài)RpVcmVcm電壓、電流隨負(fù)載變化波形電壓、電流隨負(fù)載變化波形 欠壓狀態(tài)欠壓狀態(tài) B點(diǎn)點(diǎn)以右的區(qū)域。在欠壓以右的區(qū)域。在欠壓區(qū)至臨界點(diǎn)的范圍內(nèi)，區(qū)至臨界點(diǎn)的范圍內(nèi)，根據(jù)根據(jù)Vc=RpIc1，放大，放大器的交流輸出電壓在器的交流輸出電壓在欠

15、壓區(qū)內(nèi)必隨負(fù)載電欠壓區(qū)內(nèi)必隨負(fù)載電阻阻RP的增大而增大，的增大而增大，其輸出功率、效率的其輸出功率、效率的變化也將如此。變化也將如此。icic321Im018090半導(dǎo)通角tBACD321負(fù)載增大eb=eb maxVCCQec minVcm1.欠壓狀態(tài)2.臨界狀態(tài)3.過(guò)壓狀態(tài)RpVcmVcm 臨界狀態(tài)臨界狀態(tài) 負(fù)載負(fù)載線和線和eb max正好相交于正好相交于臨界線的拐點(diǎn)。放大臨界線的拐點(diǎn)。放大器工作在臨界線狀態(tài)器工作在臨界線狀態(tài)時(shí)，輸出功率大，管時(shí)，輸出功率大，管子損耗小，放大器的子損耗小，放大器的效率也就較大。效率也就較大。 過(guò)壓狀態(tài)過(guò)壓狀態(tài) 放大放大器的負(fù)載較大，在過(guò)器的負(fù)載較大，在過(guò)壓區(qū)

16、，隨著負(fù)載壓區(qū)，隨著負(fù)載Rp的的加大，加大，Ic1要下降，因要下降，因此放大器的輸出功率此放大器的輸出功率和效率也要減小。和效率也要減小。icic321Im018090半導(dǎo)通角tBACD321負(fù)載 增大eb=eb maxVCCQec minVcm1.欠 壓狀 態(tài)2.臨 界狀 態(tài)3.過(guò) 壓狀 態(tài)RpVcmVcm電壓、電流隨負(fù)載變化波形電壓、電流隨負(fù)載變化波形根據(jù)上述分析，可以畫(huà)出諧振功率放大器的負(fù)載特根據(jù)上述分析，可以畫(huà)出諧振功率放大器的負(fù)載特性曲線性曲線 欠壓 過(guò)壓 0 臨界 Ic1 Ic0 Vcm Rp 0 c PD Po Pc 欠壓 過(guò)壓 臨界 Rp 負(fù)載特性曲線負(fù)載特性曲線 欠壓狀態(tài)欠壓

17、狀態(tài)的功率和效率都比較低，集電極耗散的功率和效率都比較低，集電極耗散功率也較大，輸出電壓隨負(fù)載阻抗變化而變化，因功率也較大，輸出電壓隨負(fù)載阻抗變化而變化，因此較少采用。只是在晶體管基極調(diào)幅，需采用這種此較少采用。只是在晶體管基極調(diào)幅，需采用這種工作狀態(tài)。工作狀態(tài)。 過(guò)壓狀態(tài)過(guò)壓狀態(tài)的優(yōu)點(diǎn)是，當(dāng)負(fù)載阻抗變化時(shí)，輸出的優(yōu)點(diǎn)是，當(dāng)負(fù)載阻抗變化時(shí)，輸出電壓比較平穩(wěn)且幅值較大，在弱過(guò)壓時(shí)，效率可達(dá)電壓比較平穩(wěn)且幅值較大，在弱過(guò)壓時(shí)，效率可達(dá)最高，但輸出功率有所下降，發(fā)射機(jī)的中間級(jí)、集最高，但輸出功率有所下降，發(fā)射機(jī)的中間級(jí)、集電極調(diào)幅級(jí)常采用這種狀態(tài)。電極調(diào)幅級(jí)常采用這種狀態(tài)。欠壓過(guò)壓0臨界Ic1Ic0

18、VCRp0cP=PoPc欠壓過(guò)壓臨界Rp負(fù)載特性曲線負(fù)載特性曲線 臨界狀態(tài)臨界狀態(tài)的特點(diǎn)是輸出功率最大，效率也較高，的特點(diǎn)是輸出功率最大，效率也較高，比最大效率差不多，可以說(shuō)是最佳工作狀態(tài)，發(fā)射比最大效率差不多，可以說(shuō)是最佳工作狀態(tài)，發(fā)射機(jī)的末級(jí)常設(shè)計(jì)成這種狀態(tài)，在計(jì)算諧振功率放大機(jī)的末級(jí)常設(shè)計(jì)成這種狀態(tài)，在計(jì)算諧振功率放大器時(shí)，也常以此狀態(tài)為例。器時(shí)，也常以此狀態(tài)為例。 欠壓 過(guò)壓 0 臨界 Ic1 Ic0 Vcm Rp 0 c PD Po Pc 欠壓 過(guò)壓 臨界 Rp 負(fù)載特性曲負(fù)載特性曲線線6. 6. 欠壓、臨界、過(guò)壓工作狀態(tài)的調(diào)整欠壓、臨界、過(guò)壓工作狀態(tài)的調(diào)整 改變改變Rp，但，但Vb

19、、VCC、VBB不變不變 當(dāng)負(fù)載電阻當(dāng)負(fù)載電阻Rp由小至大變化時(shí)，放由小至大變化時(shí)，放大器的工作狀態(tài)由欠壓經(jīng)臨界轉(zhuǎn)入過(guò)壓。大器的工作狀態(tài)由欠壓經(jīng)臨界轉(zhuǎn)入過(guò)壓。在臨界狀態(tài)時(shí)輸出功率最大。在臨界狀態(tài)時(shí)輸出功率最大。 (2) 改變改變V VCCCC，但，但R Rp p、V Vb b、V VBBBB不變不變 當(dāng)集電極供電電壓當(dāng)集電極供電電壓V VCCCC由大至小變化時(shí)，由大至小變化時(shí)，放大器的工作狀態(tài)由欠壓經(jīng)臨界轉(zhuǎn)入過(guò)壓。放大器的工作狀態(tài)由欠壓經(jīng)臨界轉(zhuǎn)入過(guò)壓。欠壓過(guò)壓臨界ic1ic2ic3ic4ic5icebecVCC5VCC3VCC1VC1VC2VC3VC4VC5欠壓臨界過(guò)壓VCC變化時(shí)對(duì)工作狀態(tài)的

20、影響變化時(shí)對(duì)工作狀態(tài)的影響 在欠壓區(qū)內(nèi)，輸出在欠壓區(qū)內(nèi)，輸出電流的振幅基本上不隨電流的振幅基本上不隨VCC變化而變化，故輸變化而變化，故輸出功率基本不變；出功率基本不變； 在過(guò)壓區(qū)，輸出電在過(guò)壓區(qū)，輸出電流的振幅將隨流的振幅將隨VCC的減的減小而下降，故輸出功率小而下降，故輸出功率也隨之下降。也隨之下降。 特性應(yīng)用特性應(yīng)用 在過(guò)壓區(qū)中輸出電壓隨在過(guò)壓區(qū)中輸出電壓隨VCC改變而變化改變而變化的特性為集電極調(diào)幅的實(shí)現(xiàn)提供依據(jù)的特性為集電極調(diào)幅的實(shí)現(xiàn)提供依據(jù)( (見(jiàn)下見(jiàn)下一章）；因?yàn)樵诩姌O調(diào)幅電路中是依靠改一章）；因?yàn)樵诩姌O調(diào)幅電路中是依靠改變變VCC來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)幅過(guò)程的。改變來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)幅過(guò)程的。改變

21、VCC時(shí)，其時(shí)，其工作狀態(tài)和電流、功率的變化如上圖所示。工作狀態(tài)和電流、功率的變化如上圖所示。 0 0 ( a ) ( b ) 欠 壓 狀 態(tài) 過(guò) 壓 狀 態(tài) VC C 欠 壓 狀 態(tài) 過(guò) 壓 狀 態(tài) VC C Ic 0 Ic m 1 Po PD Pc (3) Vbm變化，但變化，但VCC、VBB、Rp不變不變或或VBB變化，但變化，但VCC、Vb、Rp不變不變 兩種結(jié)果都是引起兩種結(jié)果都是引起eb的變的變化。化。由由 eb= VBB+Vbmcos t eb max= VBB+Vbm iceb4 maxvceVCCeb3 maxeb2 maxeb1 max0VC4VC3VC2VC1tQ當(dāng)當(dāng)VB

22、B或或Vbm由小到大變化時(shí)，放大器的工由小到大變化時(shí)，放大器的工作狀態(tài)由欠壓經(jīng)臨界轉(zhuǎn)入過(guò)壓。作狀態(tài)由欠壓經(jīng)臨界轉(zhuǎn)入過(guò)壓。 (a) 過(guò)壓狀態(tài) 欠壓狀態(tài) Vbm IC0 O Icm1 (b) 過(guò)壓狀態(tài) 欠壓狀態(tài) Vbm Po O PD Pc i p Vbm變化時(shí)電流、功率的變化變化時(shí)電流、功率的變化 特性應(yīng)用特性應(yīng)用 在欠壓區(qū)中輸出電壓隨在欠壓區(qū)中輸出電壓隨Vbm改變而變化的特性為改變而變化的特性為基極調(diào)幅的實(shí)現(xiàn)提供依據(jù)基極調(diào)幅的實(shí)現(xiàn)提供依據(jù)( (見(jiàn)下一章）；因?yàn)樵诨鶚O見(jiàn)下一章）；因?yàn)樵诨鶚O調(diào)幅電路中是依靠改變調(diào)幅電路中是依靠改變Vbm來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)幅過(guò)程的。來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)幅過(guò)程的。A. 級(jí)間耦合網(wǎng)絡(luò)級(jí)間耦合

23、網(wǎng)絡(luò) 但但多級(jí)功放中間級(jí)的一個(gè)很大問(wèn)題多級(jí)功放中間級(jí)的一個(gè)很大問(wèn)題是后級(jí)放大是后級(jí)放大器的輸入阻抗是變化的，是隨激勵(lì)電壓的大小及管器的輸入阻抗是變化的，是隨激勵(lì)電壓的大小及管子本身的工作狀態(tài)變化而變化的子本身的工作狀態(tài)變化而變化的。 這個(gè)變化反映到前級(jí)回路，會(huì)使前級(jí)放大器的這個(gè)變化反映到前級(jí)回路，會(huì)使前級(jí)放大器的工作狀態(tài)發(fā)生變化。此時(shí)，若前級(jí)原來(lái)工作在欠工作狀態(tài)發(fā)生變化。此時(shí)，若前級(jí)原來(lái)工作在欠壓狀態(tài)，則由于負(fù)載的變化，其輸出電壓將不穩(wěn)壓狀態(tài)，則由于負(fù)載的變化，其輸出電壓將不穩(wěn)定。定。 對(duì)于中間級(jí)而言，最主要的是應(yīng)該保證它的電對(duì)于中間級(jí)而言，最主要的是應(yīng)該保證它的電壓輸出穩(wěn)定，以供給下級(jí)功放穩(wěn)

24、定的激勵(lì)電壓，而壓輸出穩(wěn)定，以供給下級(jí)功放穩(wěn)定的激勵(lì)電壓，而效率則降為次要問(wèn)題。效率則降為次要問(wèn)題。7. 匹配網(wǎng)絡(luò)匹配網(wǎng)絡(luò)B. 輸出匹配網(wǎng)絡(luò)輸出匹配網(wǎng)絡(luò) 輸出匹配網(wǎng)絡(luò)常常是指設(shè)備中末級(jí)功放與天線或輸出匹配網(wǎng)絡(luò)常常是指設(shè)備中末級(jí)功放與天線或其他負(fù)載間的網(wǎng)絡(luò)，這種匹配網(wǎng)絡(luò)有其他負(fù)載間的網(wǎng)絡(luò)，這種匹配網(wǎng)絡(luò)有L型、型、 型、型、T型網(wǎng)絡(luò)及由它們組成的多級(jí)網(wǎng)絡(luò)，也有用雙調(diào)諧耦型網(wǎng)絡(luò)及由它們組成的多級(jí)網(wǎng)絡(luò)，也有用雙調(diào)諧耦合回路的。合回路的。 輸出匹配網(wǎng)絡(luò)的主要功能與要求是輸出匹配網(wǎng)絡(luò)的主要功能與要求是匹配匹配、濾波濾波和和高效率高效率。 高頻調(diào)諧功率放大器的阻抗匹配就是在給定的高頻調(diào)諧功率放大器的阻抗匹配

25、就是在給定的電路條件下，改變負(fù)載回路的可調(diào)元件，將負(fù)載阻電路條件下，改變負(fù)載回路的可調(diào)元件，將負(fù)載阻抗抗Z ZL L轉(zhuǎn)換成放大管所要求的最佳負(fù)載阻抗轉(zhuǎn)換成放大管所要求的最佳負(fù)載阻抗R Rp p，使管，使管子送出的功率子送出的功率P P0 0能盡可能多的饋至負(fù)載。這就叫做能盡可能多的饋至負(fù)載。這就叫做達(dá)到了匹配狀態(tài)，或簡(jiǎn)稱匹配。達(dá)到了匹配狀態(tài)，或簡(jiǎn)稱匹配。 下圖所示的下圖所示的L L型型匹配網(wǎng)絡(luò)具有電路簡(jiǎn)單、容易實(shí)匹配網(wǎng)絡(luò)具有電路簡(jiǎn)單、容易實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)，不足之處是電路的品質(zhì)因數(shù)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)，不足之處是電路的品質(zhì)因數(shù)Q值很低值很低( (通通常常Q10) )，因此電路的濾波特性很差，所以在實(shí)際，因此電路的

26、濾波特性很差，所以在實(shí)際的發(fā)射機(jī)中，常常選用的發(fā)射機(jī)中，常常選用T型或型或 型網(wǎng)絡(luò)作匹配之用。型網(wǎng)絡(luò)作匹配之用。RpRpLLCRL(小)CRL(大)(b) RLRp匹配網(wǎng)絡(luò)(a) RLRp匹配網(wǎng)絡(luò)C. C. 最常見(jiàn)的輸出回路是復(fù)合輸出回路，如圖所示。最常見(jiàn)的輸出回路是復(fù)合輸出回路，如圖所示。圖中，介于電子器件與天圖中，介于電子器件與天線回路之間的線回路之間的L1C1回路就回路就叫做中介回路；叫做中介回路；RACA分分別代表天線的輻射電阻與別代表天線的輻射電阻與等效電容；等效電容；Ln、cn為天線為天線回路的調(diào)諧元件，它們的回路的調(diào)諧元件，它們的作用是使天線回路處于串作用是使天線回路處于串聯(lián)諧振

27、狀態(tài)，以獲得最大聯(lián)諧振狀態(tài)，以獲得最大的天線回路電流的天線回路電流iA，亦即亦即使天線輻射功率達(dá)到最大。使天線輻射功率達(dá)到最大。D. P69 D. P69 圖圖3.203.20LnC1CARACnL1r1L2復(fù)合輸出回路復(fù)合輸出回路( (為了簡(jiǎn)化電路，省略了為了簡(jiǎn)化電路，省略了 直流電源及輔助元件直流電源及輔助元件L 、C 、C 等等) )這種電路是將天線這種電路是將天線( (負(fù)載負(fù)載) )回路通過(guò)互感或其他形回路通過(guò)互感或其他形式與集電極調(diào)諧回路相耦合。式與集電極調(diào)諧回路相耦合。振蕩器的平衡條件振蕩器的平衡條件 所謂平衡條件是指振蕩已經(jīng)建立，為了維持自激振蕩所謂平衡條件是指振蕩已經(jīng)建立，為了

28、維持自激振蕩必須滿足的幅度與相位關(guān)系。必須滿足的幅度與相位關(guān)系。振蕩器的平衡條件為振蕩器的平衡條件為FA)(), 1, 1(2)(1相相位位平平衡衡振振幅幅平平衡衡nnAFFA=1 在平衡條件下，反饋到放大管的輸入信號(hào)正好等于放大在平衡條件下，反饋到放大管的輸入信號(hào)正好等于放大管維持及所需要的輸入電壓，從而保持反饋環(huán)路各點(diǎn)電壓管維持及所需要的輸入電壓，從而保持反饋環(huán)路各點(diǎn)電壓的平衡，使振蕩器得以維持。的平衡，使振蕩器得以維持。反饋型正弦波振蕩器的起振條件是：反饋型正弦波振蕩器的起振條件是：), 1, 1n(n21FAFAoFAo1 其物理意義是：振幅起振條件要求反饋電壓幅度其物理意義是：振幅起

29、振條件要求反饋電壓幅度vf要一要一次比一次大，而相位起振條件則要求環(huán)路保持正反饋。次比一次大，而相位起振條件則要求環(huán)路保持正反饋。VCCRb1Rb2CbCeMCL1L2ReL調(diào)基電路調(diào)基電路v1Rb1Rb2ReCbCeVCCCM調(diào)集電路調(diào)集電路VCCRb1Rb2RoCbCeMCL2L1調(diào)發(fā)電路調(diào)發(fā)電路三點(diǎn)式三點(diǎn)式LC振蕩器振蕩器三點(diǎn)式三點(diǎn)式LC振蕩器有多種形式，主要有：振蕩器有多種形式，主要有：電感三點(diǎn)式，又稱電感三點(diǎn)式，又稱哈特萊振蕩器哈特萊振蕩器(Hartley)；電容三點(diǎn)式，又稱電容三點(diǎn)式，又稱考畢茲振蕩器考畢茲振蕩器(Coplitts)；串聯(lián)型改進(jìn)電容三點(diǎn)式，又稱串聯(lián)型改進(jìn)電容三點(diǎn)式，

30、又稱克拉潑振蕩器克拉潑振蕩器(Clapp)；并聯(lián)型改進(jìn)電容三點(diǎn)式，又稱西勒振蕩器并聯(lián)型改進(jìn)電容三點(diǎn)式，又稱西勒振蕩器(Selier)。LC三點(diǎn)式振蕩器組成法則三點(diǎn)式振蕩器組成法則( (相位平衡條件相位平衡條件的判斷準(zhǔn)則的判斷準(zhǔn)則) )v1Rb1Rb2CbVCCCLL1L2CeRe (a) (a) 共發(fā)電感反饋三端式振蕩器電路共發(fā)電感反饋三端式振蕩器電路v1CN1N2L1L2+vivf(b) 等效電路等效電路電感反饋三端電路的振蕩頻率為電感反饋三端電路的振蕩頻率為L(zhǎng)C121)MLL(hh)M2LL(C121f221ieoe210電感反饋三端式振蕩器電感反饋三端式振蕩器( (哈特萊電路哈特萊電路)

31、 ) 電容反饋三端振蕩器電容反饋三端振蕩器( (考畢茲電路考畢茲電路) )v1CbReCe VCCLRsCcC1C2v1C1C2+Lvivf（a）（b）電容反饋三端電路的振蕩頻率電容反饋三端電路的振蕩頻率21ieoe21210CChhCLCCC21fLC三端式振蕩器組成法則三端式振蕩器組成法則(相位平衡條件的判斷準(zhǔn)則相位平衡條件的判斷準(zhǔn)則)Xb e+bXceXcbvivf+voce三端式振蕩器的原理電路三端式振蕩器的原理電路三端式三端式LC振蕩器是一種反饋式振蕩器是一種反饋式LC振蕩器。振蕩器。當(dāng)回路元件的電阻很小，可以當(dāng)回路元件的電阻很小，可以忽略其影響，同時(shí)也忽略三極忽略其影響，同時(shí)也忽略

32、三極管的輸入阻抗與輸出阻抗的影管的輸入阻抗與輸出阻抗的影響，則電路要振蕩必須滿足條響，則電路要振蕩必須滿足條件：件： xbe+xce+xcb=0電路特點(diǎn)簡(jiǎn)言之就是電路特點(diǎn)簡(jiǎn)言之就是“ce，be同抗件，同抗件，cb反抗件反抗件”。以此準(zhǔn)。以此準(zhǔn)則可迅速判斷振蕩電路組成是否合理，能否起振。也可用則可迅速判斷振蕩電路組成是否合理，能否起振。也可用于分析復(fù)雜電路與寄生振蕩現(xiàn)象。于分析復(fù)雜電路與寄生振蕩現(xiàn)象。串聯(lián)型改進(jìn)電容三端式振蕩器串聯(lián)型改進(jìn)電容三端式振蕩器( (克拉潑電路克拉潑電路) )CbReVCCRsC3C1C2LRb2Rb1ABRLC1LABCceCbeC2RebCcbceRLReoC3（a

33、a）克拉潑電路的實(shí)用用電路）克拉潑電路的實(shí)用用電路（b b）高平等效電路）高平等效電路因?yàn)橐驗(yàn)镃3遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于C1或或C2，所以三電容串聯(lián)后的等效電容，所以三電容串聯(lián)后的等效電容323133313221321CCCCC1CCCCCCCCCCC30LC1LC1振蕩角頻率振蕩角頻率故克拉潑電路的振蕩頻率幾乎與故克拉潑電路的振蕩頻率幾乎與C1、C2無(wú)關(guān)。無(wú)關(guān)。并聯(lián)型改進(jìn)電容三端式振蕩器并聯(lián)型改進(jìn)電容三端式振蕩器(西勒西勒(Seiler)電路電路)CbReVCCRsC1C2LRb2Rb1C3C4C2LC1C4C3(a)(a)實(shí)際電路實(shí)際電路(b)(b)高頻等效電路高頻等效電路其回路等效電容其回路等

34、效電容434323121321CCCCCCCCCCCCC振蕩頻率振蕩頻率)CC(L21LC21f430 調(diào)制是將要傳送的信息裝載到某一調(diào)制是將要傳送的信息裝載到某一高頻振蕩高頻振蕩(載頻載頻)信號(hào)上去的過(guò)程。信號(hào)上去的過(guò)程。 連續(xù)波調(diào)制以單頻正弦波為載波，連續(xù)波調(diào)制以單頻正弦波為載波，可用數(shù)學(xué)式表示，受控參數(shù)可以是載波可用數(shù)學(xué)式表示，受控參數(shù)可以是載波的幅度的幅度A，頻率，頻率 或相位或相位 。因而有調(diào)幅。因而有調(diào)幅(AM)、調(diào)頻、調(diào)頻(FM)和調(diào)相和調(diào)相(PM)三種方式。三種方式。設(shè)設(shè) 簡(jiǎn)諧調(diào)制信號(hào)簡(jiǎn)諧調(diào)制信號(hào) 載波信號(hào)載波信號(hào) tcosV) t (vtcosV) t (o00v則則 調(diào)幅信

35、號(hào)為調(diào)幅信號(hào)為tcosVKV) t (Vdo) tcosVVK1 (Vodo) tcosm1 (Vao調(diào)幅信號(hào)的頻譜及帶寬調(diào)幅信號(hào)的頻譜及帶寬將調(diào)幅波的數(shù)學(xué)表達(dá)式展開(kāi)，可得到將調(diào)幅波的數(shù)學(xué)表達(dá)式展開(kāi)，可得到tcos) tcosm1 (V) t (oaovt )cos(Vm21t )cos(Vm21tcosVooaooaoomax00max0+max非正弦波調(diào)幅信號(hào)的頻譜圖非正弦波調(diào)幅信號(hào)的頻譜圖由圖看出調(diào)幅過(guò)程實(shí)際上是由圖看出調(diào)幅過(guò)程實(shí)際上是一種頻譜搬移過(guò)程，即將調(diào)一種頻譜搬移過(guò)程，即將調(diào)制信號(hào)的頻譜搬移到載波附制信號(hào)的頻譜搬移到載波附近，成為對(duì)稱排列在載波頻近，成為對(duì)稱排列在載波頻率兩側(cè)的上

36、、下邊頻，幅度率兩側(cè)的上、下邊頻，幅度均等于均等于oaVm21 對(duì)于單音信號(hào)調(diào)制已調(diào)幅波，從頻譜圖上可對(duì)于單音信號(hào)調(diào)制已調(diào)幅波，從頻譜圖上可知其占據(jù)的頻帶寬度知其占據(jù)的頻帶寬度B=2 或或B=2F ( =2 F)，對(duì)，對(duì)于多音頻的調(diào)制信號(hào)，若其頻率范圍是，則已調(diào)于多音頻的調(diào)制信號(hào)，若其頻率范圍是，則已調(diào)信號(hào)的頻帶寬度等于調(diào)制信號(hào)最高頻率的兩倍。信號(hào)的頻帶寬度等于調(diào)制信號(hào)最高頻率的兩倍。普通調(diào)幅波的功率關(guān)系普通調(diào)幅波的功率關(guān)系將將 作用在負(fù)載電阻作用在負(fù)載電阻R R上上ttmVoaotcos)cos1 ()(v載波功率載波功率RV21P2ooT每個(gè)邊頻功率每個(gè)邊頻功率( (上邊頻或下邊頻上邊頻或

37、下邊頻) )oT2a2oa2SB1SBPm41RVm2121PP在調(diào)幅信號(hào)一周期內(nèi)，在調(diào)幅信號(hào)一周期內(nèi)，AM信號(hào)的平均輸出功率信號(hào)的平均輸出功率是是oT2aDSBoTAMP)m211 (PPP 因?yàn)橐驗(yàn)閙a1，所以邊頻功率之和最多占總輸出功，所以邊頻功率之和最多占總輸出功率的率的1/3。抑制載波的雙邊帶調(diào)幅波與單邊帶調(diào)幅波抑制載波的雙邊帶調(diào)幅波與單邊帶調(diào)幅波1. 1. 抑制載波的雙邊帶調(diào)幅波抑制載波的雙邊帶調(diào)幅波 這就是抑制載波的雙邊帶調(diào)幅波這就是抑制載波的雙邊帶調(diào)幅波(DSB AM)，其，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為數(shù)學(xué)表達(dá)式為t )cos(Vm21t )cos(Vm21) t (VooaooaDSBtc

38、ostcosV) t (VooDSB 其所占據(jù)的頻帶寬度仍為調(diào)制信號(hào)頻譜中最高其所占據(jù)的頻帶寬度仍為調(diào)制信號(hào)頻譜中最高頻率的兩倍，即頻率的兩倍，即maxDSBF2B2. 單邊帶調(diào)幅波單邊帶調(diào)幅波 上邊頻與下邊頻的頻譜分量對(duì)稱含有相同的上邊頻與下邊頻的頻譜分量對(duì)稱含有相同的信息。也可以只發(fā)送單個(gè)邊帶信號(hào)，稱之為單邊信息。也可以只發(fā)送單個(gè)邊帶信號(hào)，稱之為單邊帶通信帶通信(SSB)。t )cos(Vm21) t (Vooat )cos(Vm21) t (Vooa其表達(dá)式為：其表達(dá)式為： 或或maxSSBFB其頻帶寬度為：其頻帶寬度為：電壓電壓表達(dá)式表達(dá)式普通調(diào)幅波普通調(diào)幅波tcos) tcosm1

39、(V0a0載波被抑制雙邊帶調(diào)幅波載波被抑制雙邊帶調(diào)幅波tcostcosVm00a單邊帶信號(hào)單邊帶信號(hào)t )cos(V2m00a) t )cos(V2m(00a或波形圖波形圖頻譜圖頻譜圖0-0+m0aVm210-0+m0aVm21信號(hào)信號(hào)帶寬帶寬)2(2)2(2)2(20-0+表表6-1 三種振幅調(diào)制信號(hào)三種振幅調(diào)制信號(hào)包絡(luò)檢波包絡(luò)檢波同步檢波同步檢波檢波器分類檢波器分類: :平方率檢波平方率檢波峰值包絡(luò)檢波峰值包絡(luò)檢波平均包絡(luò)檢波平均包絡(luò)檢波解調(diào)輸出載波信號(hào)v0(t)=cos0tv(t)調(diào)幅信號(hào)vs(t)低 通濾波器載波被抑制的已調(diào)波解調(diào)原理載波被抑制的已調(diào)波解調(diào)原理二、二極管二、二極管( (

40、大信號(hào)大信號(hào)) )峰值包絡(luò)檢波器峰值包絡(luò)檢波器 二極管二極管( (大信號(hào)大信號(hào)) )包絡(luò)檢波器包絡(luò)檢波器串聯(lián)型二極管包絡(luò)檢波電路串聯(lián)型二極管包絡(luò)檢波電路并聯(lián)型二極管包絡(luò)檢波電路并聯(lián)型二極管包絡(luò)檢波電路C+vRL+充電放電iDvi串聯(lián)型二極管包絡(luò)檢波器串聯(lián)型二極管包絡(luò)檢波器如圖所示串聯(lián)型二極管包絡(luò)檢波器如圖所示串聯(lián)型二極管包絡(luò)檢波器 RL、C為二極管檢波器的負(fù)載，同時(shí)也起低通為二極管檢波器的負(fù)載，同時(shí)也起低通濾波器作用。濾波器作用。 一般要求的輸入信號(hào)大于一般要求的輸入信號(hào)大于0.5V0.5V，所以稱為大信，所以稱為大信號(hào)檢波器。號(hào)檢波器。失真失真 惰性失真惰性失真(對(duì)角線失真）對(duì)角線失真）ov

41、itvct1t2惰性失真惰性失真 由于負(fù)載電阻由于負(fù)載電阻R與負(fù)載電容與負(fù)載電容C的的時(shí)間常數(shù)時(shí)間常數(shù)RC太大所引起的。這時(shí)太大所引起的。這時(shí)電容電容 C上的電荷不能很快地隨調(diào)上的電荷不能很快地隨調(diào)幅波包絡(luò)變化幅波包絡(luò)變化,從而產(chǎn)生失真。從而產(chǎn)生失真。 為了防止惰性失真，只要適當(dāng)選擇為了防止惰性失真，只要適當(dāng)選擇RC的數(shù)值，使檢波器能的數(shù)值，使檢波器能跟上高頻信號(hào)電壓包絡(luò)的變化就行了。跟上高頻信號(hào)電壓包絡(luò)的變化就行了。 也就是要求也就是要求dtdcvdtVdm 或?qū)懗苫驅(qū)懗?a2amaxmm1RC負(fù)峰切割失真負(fù)峰切割失真(底部切割失真底部切割失真) 檢波器輸出常用隔直流電檢波器輸出常用隔直流電

42、容容Cc與下級(jí)耦合，如圖所示。與下級(jí)耦合，如圖所示。Rg代表下級(jí)電路的輸入電阻。代表下級(jí)電路的輸入電阻。+vC+RRgVCCcviD考慮了耦合電容考慮了耦合電容Cc和低放和低放輸入電阻輸入電阻Rg后的檢波電路后的檢波電路為了有效地傳送低頻信號(hào)，要求為了有效地傳送低頻信號(hào)，要求gcRC1則檢波過(guò)程中，在則檢波過(guò)程中，在R上得到的直流電壓為：上得到的直流電壓為：imgRVRRRV 對(duì)于二極管來(lái)說(shuō)，對(duì)于二極管來(lái)說(shuō)，VR是是反偏壓，它有可能阻止二極反偏壓，它有可能阻止二極管導(dǎo)通，從而產(chǎn)生失真。管導(dǎo)通，從而產(chǎn)生失真。VimOvVRmaVim負(fù)峰切割失真波形負(fù)峰切割失真波形 為了避免底部切割失真，為了避免

43、底部切割失真，調(diào)幅波的最小幅度調(diào)幅波的最小幅度Vim(1ma)必須大于必須大于VRimgaimVRRR)m1 (VRRRR/RRRRmggga即：即：假定未調(diào)載波表示為：)(cos)cos()(tVtVtvcmccmc假定調(diào)制信號(hào)為一單頻余弦波，并表示為：tVtvmfcos)( 調(diào)頻波的瞬時(shí)角頻率為調(diào)頻波的瞬時(shí)角頻率為：ttvKtmcfFcFcos)()(其中 為調(diào)頻波的中心頻率為調(diào)頻波的中心頻率（即載波頻率）， 是頻移的幅度，稱為最大頻偏或簡(jiǎn)稱頻偏最大頻偏或簡(jiǎn)稱頻偏。cmFmVK頻率調(diào)制（FM) 信號(hào) 調(diào)頻波的調(diào)制指數(shù)調(diào)頻波的調(diào)制指數(shù) 稱為最大附加相移稱為最大附加相移：FmFfVKdvKtmmmmFfFFFmax0max)()( 調(diào)頻波的數(shù)學(xué)表示式調(diào)頻波的數(shù)學(xué)表示式（單頻），雙頻自行分析（單頻），雙頻自行分析sincossincos)(cos)(cos)(cos)(000000tmtVtVKtVdvKtVdVtVtvFccmmFccmftFccmtFcmFcmFM各頻率分量間的功率分配各頻率分量間的功率分配。因?yàn)檎{(diào)頻波是一個(gè)等幅波，所以它的總功率為常數(shù)總功率為常數(shù)，不隨調(diào)制指數(shù)的變化而變化，并且等于未調(diào)載波的功率等于未調(diào)載波的功率。調(diào)制后，已調(diào)