通信電路ch04_2

1、14.2.1冪級(jí)數(shù)分析法4.2.2折線分析法（含哪些頻率分量，幅度多大）4.3、非線性電路的應(yīng)用舉例及高頻功率放大器、非線性電路的應(yīng)用舉例及高頻功率放大器4.3.1 C類諧振功率放大器類諧振功率放大器4.3.2 D類和類和E類功率放大器類功率放大器4.3.3 倍頻器倍頻器4.3.4 模擬相乘器模擬相乘器4.4、時(shí)變參量電路與變頻器、時(shí)變參量電路與變頻器24.3非線性電路的應(yīng)用及高頻功率放大器非線性電路的應(yīng)用及高頻功率放大器在通信電路中，非線性電路的應(yīng)用：在通信電路中，非線性電路的應(yīng)用：（1 1）實(shí)現(xiàn)信號(hào)頻譜的線性變換第四、六章實(shí)現(xiàn)信號(hào)頻譜的線性變換第四、六章n將信號(hào)頻譜無(wú)失真地在頻率軸上搬移將

2、信號(hào)頻譜無(wú)失真地在頻率軸上搬移 如混頻和調(diào)幅、檢波過(guò)程，稱為頻譜的線性變換。如混頻和調(diào)幅、檢波過(guò)程，稱為頻譜的線性變換。（2 2）實(shí)現(xiàn)信號(hào)頻譜的非線性變換第四、六章實(shí)現(xiàn)信號(hào)頻譜的非線性變換第四、六章 輸出和輸入信號(hào)頻譜間具有非線性關(guān)系。輸出和輸入信號(hào)頻譜間具有非線性關(guān)系。如倍頻器的輸入信號(hào)頻率如倍頻器的輸入信號(hào)頻率 ，而輸出信號(hào)頻率，而輸出信號(hào)頻率 ， 為為正整數(shù)。又如，角度調(diào)制過(guò)程也屬于頻譜的非線性變換。正整數(shù)。又如，角度調(diào)制過(guò)程也屬于頻譜的非線性變換。（3 3）實(shí)現(xiàn)時(shí)變參量電路實(shí)現(xiàn)時(shí)變參量電路n這是非線性電路的一種特殊應(yīng)用。這是非線性電路的一種特殊應(yīng)用。（4 4）實(shí)現(xiàn)高效率功放實(shí)現(xiàn)高效率功

3、放iinn3高頻功率放大器高頻功率放大器o 高頻功率放大器用于發(fā)射機(jī)的末級(jí)，將已調(diào)信號(hào)放大高頻功率放大器用于發(fā)射機(jī)的末級(jí)，將已調(diào)信號(hào)放大到所需要的功率值，送到天線發(fā)射。到所需要的功率值，送到天線發(fā)射。o 高頻功率放大器與小信號(hào)放大器的區(qū)別高頻功率放大器與小信號(hào)放大器的區(qū)別n 要求輸出大的功率要求輸出大的功率 在給定的電源電壓下，會(huì)有相當(dāng)大的工作電流。在給定的電源電壓下，會(huì)有相當(dāng)大的工作電流。集電極饋電：一般是電源通過(guò)集電極饋電：一般是電源通過(guò)高頻高頻扼流圈扼流圈或變壓器線圈加至集電極。或變壓器線圈加至集電極。共射接法（有電流增益），而共射接法（有電流增益），而且發(fā)射極引線盡可能短（減小引且發(fā)射

4、極引線盡可能短（減小引線電感）。線電感）。必須有阻抗（變換）匹配網(wǎng)絡(luò)。必須有阻抗（變換）匹配網(wǎng)絡(luò)。n功率放大器要求高的效率功率放大器要求高的效率A、B、C、D、E、F類功率放大器的設(shè)計(jì)均圍繞著提高效率展開的類功率放大器的設(shè)計(jì)均圍繞著提高效率展開的4高頻功率放大器分類高頻功率放大器分類o按晶體管導(dǎo)通情況分按晶體管導(dǎo)通情況分o按晶體管等效電路分按晶體管等效電路分o按線性與非線性分按線性與非線性分090A A類：類：B B類類C C類類 （一般（一般6060 -70-70 ）0900180A A、B B、C C類：輸入正弦波，晶體管等效為受類：輸入正弦波，晶體管等效為受 輸入信號(hào)控制電流源。輸入信號(hào)

5、控制電流源。D D、E E、F F類：輸入為方波，類：輸入為方波，晶體管等效為晶體管等效為 受輸入信號(hào)控制開關(guān)，導(dǎo)通角為受輸入信號(hào)控制開關(guān)，導(dǎo)通角為090A A、類：線性功放，（、類：線性功放，（B B類類電路接成推挽形式）電路接成推挽形式）C C、D D、E E、F F類：非線性功放，類：非線性功放，負(fù)載是諧振電路負(fù)載是諧振電路為半導(dǎo)通角為半導(dǎo)通角o功率放大器一般分功率放大器一般分：A A、B B、C C、D D、E E靜態(tài)工作點(diǎn)靜態(tài)工作點(diǎn)選擇示意圖選擇示意圖 5功率放大器的主要性能指標(biāo)功率放大器的主要性能指標(biāo)o 輸出功率、效率、線性、功率增益、帶外的寄生輸出輸出功率、效率、線性、功率增益、

6、帶外的寄生輸出n 衡量衡量線性線性度度：三階互調(diào)截點(diǎn)：三階互調(diào)截點(diǎn)IP3IP3，1dB1dB壓縮點(diǎn)壓縮點(diǎn)、諧波、諧波、鄰道功率比（非線性引起的頻譜再生對(duì)鄰道的干擾程度）鄰道功率比（非線性引起的頻譜再生對(duì)鄰道的干擾程度）。p保證高的效率和大的功率是高頻功放設(shè)計(jì)的核心。保證高的效率和大的功率是高頻功放設(shè)計(jì)的核心。p對(duì)于線性要求高的功率放大器，非線性失真系數(shù)則成對(duì)于線性要求高的功率放大器，非線性失真系數(shù)則成為重要的指標(biāo)。犧牲效率保證線性。為重要的指標(biāo)。犧牲效率保證線性。n功率放大器中的非線性有諸多危害功率放大器中的非線性有諸多危害（頻域）（頻域）產(chǎn)生新的頻率分量，干擾有用信號(hào)，改變信產(chǎn)生新的頻率分量

7、，干擾有用信號(hào)，改變信號(hào)頻譜，展寬頻帶；號(hào)頻譜，展寬頻帶；（時(shí)域）放大器增益和輸入幅度有關(guān)，使輸出信號(hào)的（時(shí)域）放大器增益和輸入幅度有關(guān)，使輸出信號(hào)的包絡(luò)發(fā)生變化，引起波形失真；非線性電抗部件可將幅包絡(luò)發(fā)生變化，引起波形失真；非線性電抗部件可將幅度變化轉(zhuǎn)移到相位變化中，干擾已調(diào)波的相位。度變化轉(zhuǎn)移到相位變化中，干擾已調(diào)波的相位。6A類功率放大器類功率放大器p 必須設(shè)置合適的靜態(tài)工作點(diǎn)，必須設(shè)置合適的靜態(tài)工作點(diǎn)， 它它們分別是管子所能承受的最大漏源電壓和漏極電流。們分別是管子所能承受的最大漏源電壓和漏極電流。o 電路中盡量減小不必要電路中盡量減小不必要的直流損耗，的直流損耗，用用高頻扼流圈代替集

8、高頻扼流圈代替集電極直流負(fù)載電阻。電極直流負(fù)載電阻。o最大輸出功率最大輸出功率o電源供給功率電源供給功率o最大集電極效率最大集電極效率（為為保證良好的線性，應(yīng)遠(yuǎn)離非線性區(qū)，保證良好的線性，應(yīng)遠(yuǎn)離非線性區(qū)，減小輸減小輸出信號(hào)功率，出信號(hào)功率，%4035nA類功放是以效率為代價(jià)來(lái)提類功放是以效率為代價(jià)來(lái)提供線性度的。供線性度的。 LR CL gC gR GGV DDV 阻抗匹配阻抗匹配 max21DSDDVVmax21DDQII)21(2121maxmaxDDDomomoVIVIPDDDQsVIP %50)21(21maxDDDQDDDVIVI7B類功率放大器類功率放大器o 工作原理工作原理n有兩

9、個(gè)反相工作的單管有兩個(gè)反相工作的單管B類放類放大器構(gòu)成。大器構(gòu)成?？梢圆灰梢圆灰猲有失真（交越失真）有失真（交越失真）-采用采用AB類類%79理論上理論上84.3.1 C類功放類功放諧振功率放大器諧振功率放大器o 電路的特點(diǎn)：電路的特點(diǎn)：n電路的靜態(tài)工作點(diǎn)是選在接電路的靜態(tài)工作點(diǎn)是選在接近截止點(diǎn)，或選擇在小于截近截止點(diǎn)，或選擇在小于截止點(diǎn)的負(fù)偏置區(qū)。止點(diǎn)的負(fù)偏置區(qū)。 消除由靜態(tài)工作點(diǎn)帶來(lái)的無(wú)消除由靜態(tài)工作點(diǎn)帶來(lái)的無(wú)用功耗，提高效率。用功耗，提高效率。n輸入、輸出端通過(guò)變壓器線輸入、輸出端通過(guò)變壓器線圈饋電。本電路都采用串饋圈饋電。本電路都采用串饋（直流、交流與管子三者是（直流、交流與管子三者

10、是串聯(lián)連接的）串聯(lián)連接的）n以以諧振回路為負(fù)載，諧振回路為負(fù)載，考慮了考慮了選頻與匹配（選頻與匹配（滿足輸出所要滿足輸出所要求的功率時(shí)的最佳電阻。）求的功率時(shí)的最佳電阻。）下圖所示是諧振功率放大器的電原理圖。下圖所示是諧振功率放大器的電原理圖。iBBBEcccCEvVvvVviviv1Tr2TrLRBBVCCVCLBEvCEvCiCvBi9C類類功放的等效電路功放的等效電路以電壓控制電流源以電壓控制電流源等效晶體管的作用等效晶體管的作用圖（圖（b）為）為 控制特性控制特性LC LC 、 等效晶體等效晶體管的負(fù)載，管的負(fù)載， 為包括為包括 、晶體管的輸出、晶體管的輸出電阻和回路損耗的總電阻和回路

11、損耗的總折合值。折合值。圖（圖（c）負(fù)載阻抗的）負(fù)載阻抗的模隨頻率變化的關(guān)系模隨頻率變化的關(guān)系CBEivLRLRLR10C 類功放工作原理類功放工作原理其中，其中， 為閾電壓，為閾電壓，g為為 時(shí)直線段時(shí)直線段的斜率，的斜率， 為偏置電壓。為偏置電壓。折線分析法折線分析法示意圖示意圖thVthiVv BBV11n 利用關(guān)于折線分析法的結(jié)果，可得出集電極電流的利用關(guān)于折線分析法的結(jié)果，可得出集電極電流的表示式為：表示式為：n 當(dāng)輸入信號(hào)當(dāng)輸入信號(hào) 為足夠大時(shí)，集電極為足夠大時(shí)，集電極電流出現(xiàn)尖頂余弦脈沖，如折線圖所示。電流出現(xiàn)尖頂余弦脈沖，如折線圖所示。n 偏置電壓為偏置電壓為 ，確定靜態(tài)工作點(diǎn)

12、。工作點(diǎn)處在，確定靜態(tài)工作點(diǎn)。工作點(diǎn)處在截止區(qū)，截止區(qū)，靜態(tài)時(shí)無(wú)集電極電流。靜態(tài)時(shí)無(wú)集電極電流。C 類功放工作原理（續(xù)）類功放工作原理（續(xù)）o 電路的工作過(guò)程：電路的工作過(guò)程：BBVtVtvimi0cos)(imVcos1coscos0tIicmC)cos1 (imcmgVIimBBthVVV arccostItIIticccc020102coscos)(n 集電極電流余弦脈沖可以展開成傅立葉級(jí)數(shù)：集電極電流余弦脈沖可以展開成傅立葉級(jí)數(shù)：12C類功放輸出電壓與集電極電流波形不同類功放輸出電壓與集電極電流波形不同o 放大器的負(fù)載阻抗是頻率的函數(shù)，只有角頻率為放大器的負(fù)載阻抗是頻率的函數(shù)，只有角頻

13、率為 的的電流分量可以在負(fù)載上建立余弦電壓。電流分量可以在負(fù)載上建立余弦電壓。 因?yàn)橐驗(yàn)?最大。最大。 o 將余弦脈沖基波分量分解系數(shù)的表示式，即將余弦脈沖基波分量分解系數(shù)的表示式，即 代代入上式，則可得諧振功率放大器輸出電壓的表示式入上式，則可得諧振功率放大器輸出電壓的表示式 o 諧振功率放大器諧振功率放大器激勵(lì)電壓是余弦電壓激勵(lì)電壓是余弦電壓，但，但基極電流和集基極電流和集電極電流電極電流只是余弦信號(hào)的一部分，稱為只是余弦信號(hào)的一部分，稱為余弦電流脈沖余弦電流脈沖，而而輸出電壓又是與激勵(lì)電壓同頻的余弦電壓。輸出電壓又是與激勵(lì)電壓同頻的余弦電壓。這是諧振這是諧振功率放大器不同于一般線性功率放

14、大器的特點(diǎn)。功率放大器不同于一般線性功率放大器的特點(diǎn)。o 諧振功放集電極電壓波形與集電極電流波形不同。諧振功放集電極電壓波形與集電極電流波形不同。LR0tRItvLc010cos)(tRItvLcm00cos)cos1 (cossin)( 1pR包括包括 、晶體管的輸、晶體管的輸出電阻和回路損耗出電阻和回路損耗 的的 總折合值?？傉酆现怠RpR13C類類功放工作波形功放工作波形 P204P204o 輸入電壓輸入電壓o 基極發(fā)射極間電壓基極發(fā)射極間電壓o 基極電流基極電流 余弦脈沖余弦脈沖 o 集電極電流集電極電流 余弦脈沖余弦脈沖 o 輸出電壓輸出電壓o 集電極發(fā)射極間電集電極發(fā)射極間電 壓

15、壓 與與 最大點(diǎn)相反。最大點(diǎn)相反。iBBBEcccCEvVvvVv)(tviBEv)(tiC)(0tv)(tvCE)(tiB)(tiCiviv1Tr2TrLRBBVCCVCLBEvCEvCiCvBi14C類類功放的輸出功率與效率功放的輸出功率與效率o 在諧振功率放大器中，其靜態(tài)工作點(diǎn)選擇在集電極電流在諧振功率放大器中，其靜態(tài)工作點(diǎn)選擇在集電極電流為零的情況，消除了靜態(tài)功耗，提高了工作效率。為零的情況，消除了靜態(tài)功耗，提高了工作效率。o 如何進(jìn)一步提高如何進(jìn)一步提高C類功放效率？類功放效率？n 諧振功放的效率定義為：諧振功放的效率定義為：SoPPn 輸出信號(hào)功率輸出信號(hào)功率(基波功率）為基波功率

16、）為 ： omCoVIP121n 集電極電流中的基波分量幅度為集電極電流中的基波分量幅度為 ：)(11cmCII omcmoVIP121n 輸出電壓的幅度是輸出電壓的幅度是n 輸出功率又可表示為輸出功率又可表示為1()omcLVI RSP電源提供電源提供的功率的功率15o 電源提供的功率是電源提供的功率是 。它等于電源電壓。它等于電源電壓 和集電極電和集電極電流中直流分量的乘積（流中直流分量的乘積（ C類功放的靜態(tài)工作點(diǎn)電流為類功放的靜態(tài)工作點(diǎn)電流為0） C類類功放的功放的 與與 及及 關(guān)系關(guān)系)(00cmcIISPCCVo 在集電極電流為余弦脈沖時(shí)，該直流分量可以表示在集電極電流為余弦脈沖時(shí)

17、，該直流分量可以表示為：為：o 電源供給功率：電源供給功率： CCcmCCCSVIVIP00o 諧振功率放大器的效率表示式為：諧振功率放大器的效率表示式為：CComCCComCVVVIVI)()(21210101o )()(2101ccomVV電壓利用系數(shù)：電壓利用系數(shù)：16)()(2101n提高提高C類功放的效率，可以采取兩方面的措施：類功放的效率，可以采取兩方面的措施：（1）提高電壓利用系數(shù)）提高電壓利用系數(shù) ，這要求提高負(fù)載電阻的阻值，這要求提高負(fù)載電阻的阻值 回路諧振回路諧振。（2）選擇合適的）選擇合適的 值，使值，使 最大。最大。110( )( )g 從從可看出，可看出， 愈小，則愈

18、小，則 值愈大，效率愈高，值愈大，效率愈高，)()(01諧波分解圖諧波分解圖ccLcccomVRIVV1但但 愈小，基波幅值下降太多愈小，基波幅值下降太多 值的選擇需綜合考慮。一般值的選擇需綜合考慮。一般 左右。左右。070討論：如何提高討論：如何提高C類功放的效率類功放的效率17電路舉例：題圖電路舉例：題圖4.154.15o圖示為一實(shí)用圖示為一實(shí)用共發(fā)射極共發(fā)射極C類放大類放大 器的電路圖。器的電路圖。o由由 和和 組成自給偏置電組成自給偏置電路，利用基極電流中的直流路，利用基極電流中的直流分量產(chǎn)生偏置電壓，代替外分量產(chǎn)生偏置電壓，代替外加偏置電源的作用。加偏置電源的作用。1R1Co 為輸入

19、信號(hào)電壓為輸入信號(hào)電壓 與偏置電壓的疊加。與偏置電壓的疊加。)(tvio L、 組成諧振回路，它的諧組成諧振回路，它的諧振頻率等于輸入信號(hào)頻率，在振頻率等于輸入信號(hào)頻率，在 本例中為本例中為27MHz。2C2Ro電阻電阻 在實(shí)際電路中是沒有的，加入它是為測(cè)量集電極電流的波在實(shí)際電路中是沒有的，加入它是為測(cè)量集電極電流的波形，它的阻值很小，僅為形，它的阻值很小，僅為0.1 。3Ro輸出信號(hào)電壓從回路兩端取出，輸出信號(hào)電壓從回路兩端取出， 為該放大器的負(fù)載電阻。為該放大器的負(fù)載電阻。iv1Tr2RL2C1R1C3CCCV3Rov3vBEv18提高功率放大器效率的途經(jīng)提高功率放大器效率的途經(jīng)o 根據(jù)

20、效率的定義：根據(jù)效率的定義： oCCooSoPPPPPPP11 為晶體管集電極耗散功率為晶體管集電極耗散功率。CPCPo 晶體管集電極耗散功率：晶體管集電極耗散功率：tdviPCECC21o 減小耗散功率的有效方法是：減小耗散功率的有效方法是： n減小減小 的積分區(qū)間的積分區(qū)間 即減小電流的流通角（注意不能太?。┘礈p小電流的流通角（注意不能太?。?n減小減小 與與 的乘積。的乘積。CPCiCEvC類放大器為什么效率高？類放大器為什么效率高？ 要提高放大器效率，減小晶體管集電極耗散功率要提高放大器效率，減小晶體管集電極耗散功率19提高功率放大器效率的途經(jīng)（續(xù)）提高功率放大器效率的途經(jīng)（續(xù)）p A

21、類、類、B類和類和C類放大器比較，其類放大器比較，其效率的提高效率的提高主要是減主要是減小了電流流通角小了電流流通角 ，還有，還有i icmaxcmax與與V VCEmaxCEmax不同時(shí)出現(xiàn)不同時(shí)出現(xiàn)。p 電流流通角的減小是有一定限度的。電流流通角的減小是有一定限度的。 太小，效率高，太小，效率高，但基波幅值下降太多，輸出功率反而下降。若維持功但基波幅值下降太多，輸出功率反而下降。若維持功率不變，必須加大激勵(lì)電壓并將基極偏壓向負(fù)值增大，率不變，必須加大激勵(lì)電壓并將基極偏壓向負(fù)值增大，使基極反向電壓增大，可能使功率管發(fā)射結(jié)反向擊穿。使基極反向電壓增大，可能使功率管發(fā)射結(jié)反向擊穿。o D類和類和

22、E類放大器是固定為類放大器是固定為90 ，主要采用盡量減小，主要采用盡量減小 的乘積降低放大器件耗散功率的方法來(lái)提高功的乘積降低放大器件耗散功率的方法來(lái)提高功率放大器的效率。率放大器的效率。CiCEv高效率的高效率的D類和類和E類功放設(shè)計(jì)思路？類功放設(shè)計(jì)思路？204.3.2 D類和類和E類功率放大器類功率放大器o 減小減小 與與 的乘積。工作于開關(guān)狀態(tài)，的乘積。工作于開關(guān)狀態(tài)， 固定為固定為90 CiCEvl 晶體管導(dǎo)通（晶體管導(dǎo)通（ 為最大）時(shí)，其管壓降為最大）時(shí)，其管壓降 為最小為最小l 管子截止（管子截止（ ）時(shí)，管壓降）時(shí)，管壓降 為最大。在理為最大。在理想情況下，可使的乘積想情況下，

23、可使的乘積 趨于零，即趨于零，即 趨于零，趨于零，而而 趨于趨于 。CiCEvCEv0CiCECviCP%100o 電壓開關(guān)型電壓開關(guān)型D類放大器類放大器 CCV返回返回1TrLRCLivA1Ci2Ci1T2TLvLRLvCLCCVS12AvCC（b）21D D類功率放大器（續(xù)類功率放大器（續(xù)2 2）o 激勵(lì)信號(hào)激勵(lì)信號(hào) 是頻率為是頻率為 的方波，或是幅度足夠大的正弦的方波，或是幅度足夠大的正弦波。通過(guò)變壓器波。通過(guò)變壓器 ，在兩次級(jí)線圈產(chǎn)生極性相反的推動(dòng)電，在兩次級(jí)線圈產(chǎn)生極性相反的推動(dòng)電壓壓 和和 ，分別使晶體管，分別使晶體管 和和 依次處于飽和或截依次處于飽和或截止。止。iv0f1Tr1

24、bv2bv1T2To 正半周，正半周， 飽和，飽和， 截止，相當(dāng)于圖（截止，相當(dāng)于圖（b）所示等效電路的所示等效電路的開關(guān)開關(guān) 置于位置置于位置1，于是電源電壓，于是電源電壓 通過(guò)開關(guān)向通過(guò)開關(guān)向 、 、 組成的串聯(lián)回路充電，并使組成的串聯(lián)回路充電，并使 點(diǎn)的電壓提到點(diǎn)的電壓提到 。 1T2TCCVSLCLRAAvCESCCAVVvo 在激勵(lì)信號(hào)的負(fù)半周，將為在激勵(lì)信號(hào)的負(fù)半周，將為 飽和，飽和， 截止，開關(guān)截止，開關(guān) 置于置于2， 儲(chǔ)存在儲(chǔ)存在 的能量通過(guò)的能量通過(guò) 放電，并使放電，并使 點(diǎn)的點(diǎn)的電壓下降為：電壓下降為： 2T1TSLC2TACESAVvo 效率可表示為：效率可表示為： CC

25、CESCCSoVVVPP2上圖上圖CESV管子飽和壓降管子飽和壓降22Li1Ci2Cio 回路電流回路電流 為為 合成合成o 當(dāng)回路當(dāng)回路 Q Q 足夠足夠高，高， 在諧振在諧振頻率點(diǎn)上為余弦頻率點(diǎn)上為余弦波。波。Li23D D類功率放大器（續(xù)類功率放大器（續(xù)3 3）o 在高頻工作時(shí)，由于晶體管勢(shì)壘電容、擴(kuò)散電容以及在高頻工作時(shí)，由于晶體管勢(shì)壘電容、擴(kuò)散電容以及電路的分布電容的影響，晶體管、的開關(guān)轉(zhuǎn)換不可能電路的分布電容的影響，晶體管、的開關(guān)轉(zhuǎn)換不可能在瞬間完成。在瞬間完成。隨著輸入信號(hào)頻率的提高而更趨嚴(yán)重。隨著輸入信號(hào)頻率的提高而更趨嚴(yán)重。l不滿足不滿足 ， 為最大和為最大和 為最為最大，大

26、， 的條件。結(jié)果，晶體管的耗散的條件。結(jié)果，晶體管的耗散功率增大，放大器的實(shí)際效率將下降。功率增大，放大器的實(shí)際效率將下降。0CiCCCEVvCi0CEvD類功放效率不是類功放效率不是100：24 E E類功率放大器類功率放大器( (指導(dǎo)書指導(dǎo)書P141P141142)142)o E類功率放大器是單管工作于開關(guān)狀態(tài)。類功率放大器是單管工作于開關(guān)狀態(tài)。設(shè)計(jì)高階的電設(shè)計(jì)高階的電抗網(wǎng)絡(luò)為負(fù)載回路，抗網(wǎng)絡(luò)為負(fù)載回路，選取適當(dāng)?shù)呢?fù)載網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，以使它選取適當(dāng)?shù)呢?fù)載網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，以使它的瞬態(tài)響應(yīng)最佳。的瞬態(tài)響應(yīng)最佳。 o 只有當(dāng)器件的電壓（或電流）降為零后，開關(guān)才能導(dǎo)通只有當(dāng)器件的電壓（或電流）降為零后，開關(guān)才

27、能導(dǎo)通（或斷開）。即使開關(guān)轉(zhuǎn)換時(shí)間與工作周期相比較已相（或斷開）。即使開關(guān)轉(zhuǎn)換時(shí)間與工作周期相比較已相當(dāng)長(zhǎng)，也能避免在開關(guān)器件內(nèi)產(chǎn)生大的電壓或電流。避當(dāng)長(zhǎng)，也能避免在開關(guān)器件內(nèi)產(chǎn)生大的電壓或電流。避免了在開關(guān)轉(zhuǎn)換瞬間內(nèi)的器件功耗，克服了免了在開關(guān)轉(zhuǎn)換瞬間內(nèi)的器件功耗，克服了D D類功率放大類功率放大器的缺點(diǎn)。器的缺點(diǎn)。 o 當(dāng)輸出調(diào)諧回路設(shè)計(jì)達(dá)到上述要求，當(dāng)輸出調(diào)諧回路設(shè)計(jì)達(dá)到上述要求，E類功率放大器可類功率放大器可以獲得很高的效率。以獲得很高的效率。 *用于用于D、E類功放輸出信號(hào)幅度與輸入信號(hào)幅度無(wú)線性類功放輸出信號(hào)幅度與輸入信號(hào)幅度無(wú)線性關(guān)系，不能用于放大非恒包絡(luò)的已調(diào)信號(hào)。關(guān)系，不能用

28、于放大非恒包絡(luò)的已調(diào)信號(hào)。25功率放大器的應(yīng)用選擇功率放大器的應(yīng)用選擇o 選擇功放種類是和應(yīng)用相關(guān)的選擇功放種類是和應(yīng)用相關(guān)的n A類和類和B類用于線性放大，可以有寬帶要求（寬帶類用于線性放大，可以有寬帶要求（寬帶功率放大器見第三章，以傳輸線為變壓器）功率放大器見第三章，以傳輸線為變壓器）.n C類功放的負(fù)載是諧振網(wǎng)絡(luò)，適用于固定頻率或窄類功放的負(fù)載是諧振網(wǎng)絡(luò)，適用于固定頻率或窄帶等幅信號(hào)的放大帶等幅信號(hào)的放大.n D、E和和F類放大器輸出信號(hào)幅度與輸入信號(hào)幅度類放大器輸出信號(hào)幅度與輸入信號(hào)幅度沒有線性關(guān)系，不能放大非恒定包絡(luò)的已調(diào)制信沒有線性關(guān)系，不能放大非恒定包絡(luò)的已調(diào)制信號(hào)號(hào)為什么？為什

29、么？264.3.3 用用C類放大器作倍頻器類放大器作倍頻器o 倍頻器倍頻器是一種使輸出信號(hào)頻率等于輸入信號(hào)頻率整數(shù)是一種使輸出信號(hào)頻率等于輸入信號(hào)頻率整數(shù)倍的變換電路。倍的變換電路。o 倍頻器主要應(yīng)用于以下幾方面：倍頻器主要應(yīng)用于以下幾方面：n發(fā)射機(jī)。降低發(fā)射機(jī)主控振蕩頻率，提高頻率穩(wěn)定性。發(fā)射機(jī)。降低發(fā)射機(jī)主控振蕩頻率，提高頻率穩(wěn)定性。n頻率合成器。應(yīng)用各種倍數(shù)的倍頻器以產(chǎn)生等于主頻頻率合成器。應(yīng)用各種倍數(shù)的倍頻器以產(chǎn)生等于主頻率各次諧波的頻率源。率各次諧波的頻率源。n調(diào)頻和調(diào)相系統(tǒng)。用以擴(kuò)大頻偏。調(diào)頻和調(diào)相系統(tǒng)。用以擴(kuò)大頻偏。o 倍頻器的工作原理類似諧振功率放大器，用選頻電路倍頻器的工作原

30、理類似諧振功率放大器，用選頻電路選出所需倍數(shù)的諧波成分，濾除所有不需要的頻率成選出所需倍數(shù)的諧波成分，濾除所有不需要的頻率成分，就可完成倍頻過(guò)程。三極管倍頻器一般為二或三分，就可完成倍頻過(guò)程。三極管倍頻器一般為二或三倍頻器。倍頻器。o 對(duì)一個(gè)對(duì)一個(gè)n次倍頻器，為使倍頻器有效地工作，次倍頻器，為使倍頻器有效地工作，總是要使集電極電流中含有的總是要使集電極電流中含有的n次諧波分量足次諧波分量足夠大，這就要按下式確定流通角。夠大，這就要按下式確定流通角。n0120274.3.4 模擬乘法器模擬乘法器o 模擬乘法器是實(shí)現(xiàn)兩個(gè)模擬信號(hào)瞬時(shí)值相乘功能的電模擬乘法器是實(shí)現(xiàn)兩個(gè)模擬信號(hào)瞬時(shí)值相乘功能的電路或器

31、件。有兩個(gè)輸入端，一個(gè)輸出端。路或器件。有兩個(gè)輸入端，一個(gè)輸出端。o 電路符號(hào)：電路符號(hào)：)()()(tvtkvtvyxo28理想模擬乘法器的特性理想模擬乘法器的特性理想模擬乘法器：理想模擬乘法器：o其輸出電壓的瞬時(shí)值其輸出電壓的瞬時(shí)值 僅與兩個(gè)輸入電壓在同一時(shí)刻的瞬時(shí)值僅與兩個(gè)輸入電壓在同一時(shí)刻的瞬時(shí)值 和和 的乘積成正比，若的乘積成正比，若 則則輸出電壓輸出電壓 中只含有中只含有 和和 分量，而不含任何其分量，而不含任何其它分量。它分量。o當(dāng)當(dāng)任一輸入電壓為零任一輸入電壓為零，即，即 或或 或或 時(shí)，時(shí)，輸出電壓為零輸出電壓為零，即，即o當(dāng)當(dāng)任一輸入電壓為恒值任一輸入電壓為恒值， 或或 時(shí)

32、，時(shí)，輸出電壓與輸出電壓與另一輸入電壓之間呈線性關(guān)系，另一輸入電壓之間呈線性關(guān)系， 或或 此時(shí)模擬乘法器此時(shí)模擬乘法器類似于線性放大器類似于線性放大器，其增益為，其增益為 ，受，受 控制，構(gòu)成了可控增益放大器。控制，構(gòu)成了可控增益放大器。( )cos,( )cosXXYYvtt vtt( )OvtXYXY( )0Xvt ( )0Yvt ( )0,( )0XYvtvt( )0Ovt ( )XREFvtV( )YREFvtV( )( )OREFYvtkVvt( )( )OREFXvtkVvtREFkVREFV*模擬乘法器本質(zhì)上是一個(gè)非線性電路，調(diào)幅、檢波、混頻等模擬乘法器本質(zhì)上是一個(gè)非線性電路，調(diào)

33、幅、檢波、混頻等非線性電路中就是應(yīng)用了這種非線性的頻率變換關(guān)系非線性電路中就是應(yīng)用了這種非線性的頻率變換關(guān)系( )Ovt( )Xvt( )Yvt29基本差分對(duì)電路基本差分對(duì)電路o 差分對(duì)電流關(guān)系差分對(duì)電流關(guān)系TCCvvIiii2tanh021mVqkTvT2630差分對(duì)相乘電路差分對(duì)相乘電路o單差分對(duì)相乘電路單差分對(duì)相乘電路0IYYeebeEEeEEbeYBvAvRRvVRVvvI 1 )(330TXYTXvvBvAvvIiii2tanh 2tanh021)( 1T 2T 1i 2i 0I Xv 3T eR Yv EEV 當(dāng)當(dāng) 受受 控制時(shí)控制時(shí)Yv31輸入為小信號(hào)輸入為小信號(hào)o 當(dāng)輸入為小信

34、號(hào)時(shí)，輸出中出現(xiàn)了兩輸入電當(dāng)輸入為小信號(hào)時(shí)，輸出中出現(xiàn)了兩輸入電壓的相乘項(xiàng)壓的相乘項(xiàng)n同時(shí)，也存在著非相乘項(xiàng)同時(shí)，也存在著非相乘項(xiàng)-不希望不希望TXYvvBvAi2tanh)(12TXvvYXTXTTXYvvvBvvAvvBvAi222tanh)( 1T 2T 1i 2i 0I Xv 3T eR Yv EEV TXTXvvvv22tanh32輸入大信號(hào)輸入大信號(hào)o 當(dāng)輸入為大信號(hào)時(shí)，當(dāng)輸入為大信號(hào)時(shí)，雙曲正切被余弦信號(hào)雙曲正切被余弦信號(hào)激勵(lì)后，成為雙向開激勵(lì)后，成為雙向開關(guān)信號(hào)關(guān)信號(hào)n有相乘項(xiàng)（指兩輸入有相乘項(xiàng)（指兩輸入電壓的相乘）電壓的相乘）n同時(shí)也有其他組合頻同時(shí)也有其他組合頻率分量率分量

35、 -設(shè)法消除設(shè)法消除12TXmvv12tanhTXmvv .5cos543cos34cos42ttttSXXXXTXYvvBvAi2tanh)(tSBvAvtVBvAiXYTXXmY22costanh)()(mVVXm26033雙差分對(duì)模擬乘法器（雙差分對(duì)模擬乘法器（吉爾伯特吉爾伯特 ）p四象限模擬乘法器電路四象限模擬乘法器電路（能適應(yīng)兩個(gè)輸入電壓四種組合）（能適應(yīng)兩個(gè)輸入電壓四種組合）EEIc7iCCCRRR21 TyTxCEEoVvthVvthRItv22qkTvT/p模擬相乘器電路有用模擬相乘器電路有用BJT構(gòu)成的或構(gòu)成的或CMOS構(gòu)成的四象限模擬構(gòu)成的四象限模擬相乘器，還有四個(gè)二極管構(gòu)

36、成的環(huán)形相乘器如習(xí)題相乘器，還有四個(gè)二極管構(gòu)成的環(huán)形相乘器如習(xí)題 4-9,4-10。吉爾伯特乘法器吉爾伯特乘法器34TXCCCCCCCCOvvthiiRiiiiRv2654321四象限模擬乘法器原理四象限模擬乘法器原理08787IiiTTCC：構(gòu)成一個(gè)恒流源,TYCCvvthIiiTT2,06565：差分對(duì)TXCCCvvthiiiTT2,52121：差分對(duì)TXCCCvvthiiiTT2,63443：差分對(duì)311CCCiiI422CCCiiI111CCCCCRIVV222CCCCCRIVVCCCCCORIIVVv2112TYTXCOvvthvvthIRv2201T2T3T4T5T6T7T8TXvYvOv1CR2CR3R2R1R1Ci2Ci3Ci4Ci5Ci6Ci7Ci8Ci1CI2CICCVEEV1CV2CV35輸入均為小信號(hào)輸入均為小信號(hào)XYo 兩個(gè)輸入均為小信號(hào)兩個(gè)輸入均為小信號(hào)n實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)輸入電壓的線性相乘實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)輸入電壓的線性相乘輸出電壓中僅含有輸出電壓中僅含有 和和 頻率分量頻率分量n動(dòng)態(tài)范圍太小動(dòng)態(tài)范圍太小n增益系數(shù)和溫度增益系數(shù)和溫度T有關(guān)有關(guān)YXTcTYTXcOvvvIRvvthvvthIRv2004122YXTCOvvvIRv204mVvvvTYX26,202024kTqIRvIRKCT