高頻功率放大器精品課件

Chapter4

高頻功率放大器§4.1諧振功率放大器的工作原理§4.2高頻諧振功率放大器額性能分析§4.3

高頻諧振功率放大器的電路組成§4.4

匹配網(wǎng)絡§4.5

寬頻帶高頻功率放大器與功率合成§4.6

丙類倍頻器原理§4.7

高頻高效功放電路與集成高頻功放電路簡介§4.8

例題

使用高頻功率放大器的目的

放大高頻大信號使發(fā)射機末級獲得足夠大的發(fā)射功率。

高頻功率信號放大器使用中需要解決的兩個問題①高效率輸出②高功率輸出§4.1

諧振功率放大器的工作原理

諧振功率放大器與小信號諧振放大器的異同之處相同之處：它們放大的信號均為高頻信號，而且放大器的負載均為諧振回路。不同之處：為激勵信號幅度大小不同；放大器工作點不同；晶體管動態(tài)范圍不同。諧振功率放大器波形圖小信號諧振放大器波形圖小信號諧振放大器波形圖

諧振功率放大器波形圖

諧振功率放大器與非諧振功率放大器的特點共同之處:都要求輸出功率大和效率高。

功率放大器實質(zhì)上是一個能量轉換器，把電源供給的直流能量轉化為交流能量，能量轉換的能力即為功率放大器的效率。

諧振功率放大器通常用來放大窄帶高頻信號(信號的通帶寬度只有其中心頻率的1%或更小)，其工作狀態(tài)通常選為丙類工作狀態(tài)(c＜90)，為了不失真的放大信號，它的負載必須是諧振回路。

非諧振放大器可分為低頻功率放大器和寬帶高頻功率放大器。低頻功率放大器的負載為無調(diào)諧負載，工作在甲類或乙類工作狀態(tài)；寬帶高頻功率放大器以寬帶傳輸線為負載。

工作狀態(tài)

功率放大器一般分為甲類、乙類、甲乙類、丙類等工作方式，為了進一步提高工作效率還提出了丁類與戊類放大器。諧振功率放大器通常工作于丙類工作狀態(tài)，屬于非線性電路功率放大器的主要技術指標是輸出功率與效率4.1.1晶體管特性的折線分析

對諧振功率放大器進行分析計算，關鍵在于求出電流的直流分量Ic0和基頻分量Icm1。

工程上都采用近似估算和實驗調(diào)整相結合的方法對高頻功率放大器進行分析和計算。折線法就是常用的一種分析法。

所謂折線法是將電子器件的特性曲線理想化，用一組折線代替晶體管靜態(tài)特性曲線后進行分析和計算的方法。晶體管實際特性和理想折線

根據(jù)理想化原理晶體管的靜態(tài)轉移特性可用交橫軸于VBZ的一條直線來表示(VBZ為截止偏壓)。諧振功率放大器的基本電路

晶體管的作用是在將供電電源的直流能量轉變?yōu)榻涣髂芰康倪^程中起開關控制作用，諧振回路中LC是晶體管的負載，電路工作在丙類工作狀態(tài)。外部電路關系式：晶體管的內(nèi)部特點：4.1.2

高頻功放電路的組成故晶體管的轉移特性曲線表達式：諧振功率放大器轉移特性曲線故得：必須強調(diào)指出，集電極電流ic雖然是脈沖狀，但由于諧振回路的這種濾波作用，仍然能得到正弦波形的輸出。諧振功率放大器各部分的電壓與電流的波形圖如下頁的圖所示12高頻功率放大器中各分電壓與電流的關系wt或電壓電流VBZoicmaxecminicqcecVcmVCCicvcebmax2pp–VBZvBVbmvb23p2p25p高頻功率放大器中各部分電壓與電流的關系4.1.3集電極電流余弦脈沖的分解

當晶體管特性曲線理想化后，丙類工作狀態(tài)的集電極電流脈沖是尖頂余弦脈沖。這適用于欠壓或臨界狀態(tài)。尖頂余弦脈沖晶體管的內(nèi)部特性為：它的外部電路關系式當t=0時，ic=icmax

ic=gc(eb–VBZ)eb=–VBB+Vbmcostec=VCC–Vcmcost因此，icmax=gcVbm(1–cosc)若將尖頂脈沖分解為傅里葉級數(shù)由傅里葉級數(shù)的求系數(shù)法得其中：尖頂脈沖的分解系數(shù)尖頂脈沖的分解系數(shù)當c≈120時，Icm1/icmax達到最大值。在Icmax與負載阻抗Rp為某定值的情況下，輸出功率將達到最大值。這樣看來，取c=120應該是最佳通角了。但此時放大器處于甲級工作狀態(tài)效率太低。右圖可見：尖頂脈沖的分解系數(shù)由于：－波形系數(shù)由曲線可知：極端情況c=0時，此時=1，c可達100%因此，為了兼顧功率與效率，最佳通角取70左右。4.2.1

諧振功率放大器的動態(tài)特性

高頻放大器的工作狀態(tài)是由負載阻抗Rp、激勵電壓vb、供電電壓VCC、VBB等4個參量決定的。

為了闡明各種工作狀態(tài)的特點和正確調(diào)節(jié)放大器，就應該了解這幾個參量的變化會使放大器的工作狀態(tài)發(fā)生怎樣的變化。

如果VCC、VBB、vb3個參變量不變，則放大器的工作狀態(tài)就由負載電阻Rp決定。此時，放大器的電流、輸出電壓、功率、效率等隨Rp而變化的特性，就叫做放大器的負載特性?！?.2

高頻諧振功率放大器的性能分析當放大器工作于諧振狀態(tài)時，它的外部電路關系式為eb=–VBB+Vbmcost

ec=VCC–Vcmcost消去cost可得，eb=–VBB+Vbm另一方面，晶體管的折線化方程為ic=gc(eb–VBZ)得出在ic–ec坐標平面上的動態(tài)特性曲線(負載線或工作路)方程：=gd(ec–V0)圖中示出動態(tài)特性曲線的斜率為負值，它的物理意義是：

從負載方面看來，放大器相當于一個負電阻，亦即它相當于交流電能發(fā)生器，可以輸出電能至負載。

用類似的方法，可得出在ic–eb坐標平面的動態(tài)特性曲線。電壓、電流隨負載變化波形

ic

ic

3

2

1

Im

0

180°

＜90°

半導通角

wt

B

A

C

D

3

2

1

負載增大

eb=ebmax

VCC

Q

ecmin

Vcm

1.欠壓狀態(tài)

2.臨界狀態(tài)

3.過壓狀態(tài)

Rp

Vcm

Vcm

ic

ic

3

2

1

Im

0

180°

＜90°

半導通角

wt

B

A

C

D

3

2

1

負載增大

eb=ebmax

VCC

Q

ecmin

Vcm

1.欠壓狀態(tài)

2.臨界狀態(tài)

3.過壓狀態(tài)

Rp

Vcm

Vcm

①欠壓狀態(tài)B點以右的區(qū)域。在欠壓區(qū)至臨界點的范圍內(nèi)，根據(jù)Vc=RpIc1，放大器的交流輸出電壓在欠壓區(qū)內(nèi)必隨負載電阻RP的增大而增大，其輸出功率、效率的變化也將如此。②臨界狀態(tài)負載線和ebmax正好相交于臨界線的拐點。放大器工作在臨界線狀態(tài)時，輸出功率大，管子損耗小，放大器的效率也就較大。③過壓狀態(tài)放大器的負載較大，在過壓區(qū)，隨著負載Rp的加大，Ic1要下降，因此放大器的輸出功率和效率也要減小。

在其他條件不變(VCC、VBB、vb為一定)，只變化放大器的負載電阻而引起的放大器輸出電壓、輸出功率、效率的變化特性稱為負載特性。電壓、電流隨負載變化波形4.2.2各級電壓對工作狀態(tài)的影響根據(jù)上述分析，可以畫出諧振功率放大器的負載特性曲線負載特性曲線

欠壓狀態(tài)的功率和效率都比較低，集電極耗散功率也較大，輸出電壓隨負載阻抗變化而變化，因此較少采用。但晶體管基極調(diào)幅，需采用這種工作狀態(tài)。過壓狀態(tài)的優(yōu)點是，當負載阻抗變化時，輸出電壓比較平穩(wěn)且幅值較大，在弱過壓時，效率可達最高，但輸出功率有所下降，發(fā)射機的中間級、集電極調(diào)幅級常采用這種狀態(tài)。負載特性曲線臨界狀態(tài)的特點是輸出功率最大，效率也較高，比最大效率差不了許多，可以說是最佳工作狀態(tài)，發(fā)射機的末級常設計成這種狀態(tài)，在計算諧振功率放大器時，也常以此狀態(tài)為例。負載特性曲線4.3放大器工作狀態(tài)及導通角的調(diào)整1.

導通角c的調(diào)整由

若保持Vb不變增大偏置VBB；或保持VBB不變增大激勵、電壓振幅Vb；或同時增大VBB和Vb，這三種情況均可使導通角c增大，若相反，則可使c減小。但是采取上述三種方法中的任一個方法，當c增大時，ic脈沖電流的振幅Im會加大，輸出功率Po當然也會加大，而當c減小時，Im和Po均將減小。有時希望增大c，但要保持Im不變，則應在增加VBB的同時，適當減小激勵Vb。2.

欠壓、臨界、過壓工作狀態(tài)的調(diào)整

調(diào)整欠壓、臨界、過壓三種工作狀態(tài)，大致有以下幾種方法：改變集電極負載Rp；改變供電電壓VCC；改變偏壓VBB；改變激勵Vb。(1)

改變Rp，但Vb、VCC、VBB不變當負載電阻Rp由小至大變化時，放大器的工作狀態(tài)由欠壓經(jīng)臨界轉入過壓。在臨界狀態(tài)時輸出功率最大。(2)

改變VCC，但Rp、Vb、VBB不變當集電極供電電壓VCC由小至大變化時，放大器的工作狀態(tài)由欠壓經(jīng)臨界轉入過壓。VCC變化時對工作狀態(tài)的影響在欠壓區(qū)內(nèi)，輸出電流的振幅基本上不隨VCC變化而變化，故輸出功率基本不變；而在過壓區(qū)，輸出電流的振幅將隨VCC的減小而下降，故輸出功率也隨之下降。

在過壓區(qū)中輸出電壓隨VCC改變而變化的特性為集電極調(diào)幅的實現(xiàn)提供依據(jù)；因為在集電極調(diào)幅電路中是依靠改變VCC來實現(xiàn)調(diào)幅過程的。改變VCC時，其工作狀態(tài)和電流、功率的變化如上圖所示。(3)Vbm變化，但VCC、VBB、Rp不變或VBB變化，但VCC、Vb、Rp不變這兩種情況所引起放大器工作狀態(tài)的變化是相同的。因為無論是Vbm還是VBB的變化，其結果都是引起eb的變化。由

eb=VBB+Vbmcost

ebmax=VBB+Vbm當VBB或Vbm由小到大變化時，放大器的工作狀態(tài)由欠壓經(jīng)臨界轉入過壓。Vbm變化時電流、功率的變化3、諧振功率放大器的計算諧振功率放大器的主要指標是功率和效率。以臨界狀態(tài)為例：1)首先要求得集電極電流脈沖的兩個主要參量icmax和c導通角c集電極電流脈沖幅值Icm2)電流余弦脈沖的各諧波分量系數(shù)0(c)、1(c)、…、n(c)可查表求得，并求得個分量的實際值。3)諧振功率放大器的功率和效率直流功率：P==Ic0VCC交流輸出功率：集電極效率：4)

根據(jù)可求得最佳負載電阻：在臨界工作時，接近于1，作為工作估算，可設定=1?！白罴选钡暮x在于采用這一負載值時，調(diào)諧功率放大器的效率較高，輸出功率較大。

可以證明，放大器所要求的最佳負載是隨導通角c改變而變化的。c小，Rp大。要提高放大器的效率，就要求放大器具有大的最佳負載電阻值。

在實際電路中，放大器所要求的最佳電阻需要通過匹配網(wǎng)絡和終端負載(如天線等)相匹配。4、晶體管功率放大器的高頻效應

用折線法分析高頻功率放大器時要引入相當?shù)恼`差，低頻時誤差還是允許的。但隨著工作頻率的提高，由于晶體管的高頻特性及大信號的注入效應而引入的誤差將更大，嚴重時，使放大器無法工作。

一方面應該考慮晶體管基區(qū)少數(shù)載流子的渡越時間、晶體管的體電阻(特別是rbb的影響)。飽和壓降及引線電感等因素的影響；另一方面，功率放大管基本工作在大信號，即大注入條件下，必須考慮大注入所引起的基極電流和飽和壓降增加的影響。上述的這些影響都會使放大器的功率增益、最大輸出功率及效率的急驟下降。（1）基區(qū)渡越時間的影響

在高頻小信號工作時，渡越角是以擴散電容的形式來表示基區(qū)渡越時間的影響的，由于信號的幅度小結電容可等效成線性的。而在大信號高頻工作時，必須考慮其非線性特性。

通過實驗，可以用示波器觀察功率放大器放大管各極電流波形隨工作頻率變化而變化的情況。高頻情況下功放管

各電極電流波形

在工作頻率很高，渡越角在0=10~20時，功放管各電極電流的變化情況：

發(fā)射極電流ie

隨著工作頻率提高，存貯在基區(qū)中的載流子由于輸入信號vb迅速向負極性變化而返回發(fā)射極，因而ie出現(xiàn)反向脈沖，管子的導通角加大，工作頻率越高,ie反向脈沖的寬度就越大，幅值也越南高，導通角也越擴展。

集電極電流ic

ic的峰值滯后于Ie的峰值，二者差一渡越角0，ic的導通角也由低頻時的c增大到：c+20高頻情況下功放管各電極電流波形

基極電流ib

由于ie出現(xiàn)反向脈沖，根據(jù)ib=ie–ic，所以

ib也出現(xiàn)反向電流脈沖，反向電流的出現(xiàn)，使其基波分量

Ib1大大增加，Ib1的增加將提高了對激勵功率的要求。

上述分析表明，ic的導通角加大，將使功率管的效率大大降低；Ib1的加大將使激勵功率增加，這會使放大器的功率增益降低，這種現(xiàn)象將隨工作頻率升高而加劇。高頻情況下功放管

各電極電流波形（2）晶體管基極體電阻rbb的影響

當頻率增高時，已經(jīng)證明基極電流的基波振值Ib1是迅速增加的，這表明b–e間呈現(xiàn)的交流阻抗顯著減小，因此rbb的影響便相對增加，要求的激勵功率將更大，這會使功率增益進一步減小。（3）飽和壓降Vces

大信號注入時，功率管的飽和壓降將增大，在高頻工作時，集電極體電阻也要提高，致使飽和壓降進一步增加。例如:當f=30MHz時，實測某管的Vces=1.5V，當f=200MHz時，Vces則可大到3.5V。

Vces的增加，會使功率放大器的輸出功率、效率、功率增益均減少。（4）引線電感的影響

在更高頻率工作時，要考慮管子各電極引線電感的影響，其中以發(fā)射極的引線電感影響最嚴重，因為它能使輸出輸入電路之間產(chǎn)生寄生耦合。

一般長度為10mm的引線，其電感約為10–3H，在工作頻率為300MHz時，感抗值約為1.9，若通過1A高頻電流，則會在此感抗上產(chǎn)生約1.9V的負反饋電壓。這種負反饋當然會使輸出功率及功率增益下降，并使激勵增加。(1)集電極饋電電路

根據(jù)直流電源連接方式的不同，集電極饋電電路又分為串聯(lián)饋電和并聯(lián)饋電兩種。4.3.1直流饋電電路§4.3

高頻諧振功率放大器的電路組成串饋電路指直流電源VCC、負載回路(匹配網(wǎng)絡)、功率管三者首尾相接的一種直流饋電電路。C1、LC為低通濾波電路，A點為高頻地電位，既阻止電源VCC中的高頻成分影響放大器的工作，又避免高頻信號在LC負載回路以外不必要的損耗。C1、LC的選取原則為

1/LC

＜回路阻抗1/10

LC＞1/c10

并饋電路指直流電源VCC、負載回路(匹配網(wǎng)絡)、功率管三者為并聯(lián)連接的一種饋電電路。如圖LC為高頻扼流圈，C1為高頻旁路電容，C2為隔直流通高頻電容，

LC、C1、C2的選取原則與串饋電路基本相同。

串并饋直流供電路的優(yōu)缺點

在并饋電路中，信號回路兩端均處于直流地電位，即零電位。對高頻而言，回路的一端又直接接地，因此回路安裝比較方便，調(diào)諧電容C上無高壓，安全可靠；缺點是在并饋電路中，LC處于高頻高電位上，它對地的分布電容較大，將會直接影響回路諧振頻率的穩(wěn)定性；串聯(lián)電路的特點正好與并饋電路相反。1.

級間耦合網(wǎng)絡

多級功放中間級的一個很大問題是后級放大器的輸入阻抗是變化的，是隨激勵電壓的大小及管子本身的工作狀態(tài)變化而變化的。

這個變化反映到前級回路，會使前級放大器的工作狀態(tài)發(fā)生變化。此時，若前級原來工作在欠壓狀態(tài)，則由于負載的變化，其輸出電壓將不穩(wěn)定。

對于中間級而言，最主要的是應該保證它的電壓輸出穩(wěn)定，以供給下級功放穩(wěn)定的激勵電壓，而效率則降為次要問題。4.3.2輸出回路2.

輸出匹配網(wǎng)絡

輸出匹配網(wǎng)絡常常是指設備中末級功放與天線或其他負載間的網(wǎng)絡，這種匹配網(wǎng)絡有L型、型、T型網(wǎng)絡及由它們組成的多級網(wǎng)絡，也有用雙調(diào)諧耦合回路的。輸出匹配網(wǎng)絡的主要功能與要求是匹配、濾波和高效率。

高頻調(diào)諧功率放大器的阻抗匹配就是在給定的電路條件下，改變負載回路的可調(diào)元件，將負載阻抗ZL轉換成放大管所要求的最佳負載阻抗Rp，使管子送出的功率P0能盡可能多的饋至負載。這就叫做達到了匹配狀態(tài)，或簡稱匹配。

下圖所示的匹配網(wǎng)絡具有電路簡單、容易實現(xiàn)的優(yōu)點，不足之處是電路的品質(zhì)因數(shù)Q值很低(通常Q＜10)，因此電路的濾波特性很差，所以在實際的發(fā)射機中，常常選用T型或型網(wǎng)絡作匹配之用。

下圖是兩種形網(wǎng)絡是其中的形式之一(也可以用T型網(wǎng)絡)。圖中R2代表終端(負載)電阻，R1代表由R2折合到左端的等效電阻，故接線用虛線表示。最常見的輸出回路是復合輸出回路，如圖所示。圖中，介于電子器件與天線回路之間的L1C1回路就叫做中介回路；RACA分別代表天線的輻射電阻與等效電容；Ln、cn為天線回路的調(diào)諧元件，它們的作用是使天線回路處于串聯(lián)諧振狀態(tài)，以獲得最大的天線回路電流iA，亦即使天線輻射功率達到最大。復合輸出回路(為了簡化電路，省略了直流電源及輔助元件L、C、C等)這種電路是將天線(負載)回路通過互感或其他形式與集電極調(diào)諧回路相耦合。

可以看到，兩種輸出網(wǎng)絡，從晶體管集電極向右方看去，都應等效為一個并聯(lián)諧振回路，如圖所示。等效電路由耦合電路的理論可知，當天線回路調(diào)諧到串聯(lián)諧振狀態(tài)時，它反映到L1C1中介回路的等效電阻為因而等效回路的諧振阻抗為

改變M(晶體管電路由于元件小，實現(xiàn)可變M是較困難的，這時里為了便于說明問題，因而仍采用了改變M的講法)，就可以在不影響回路調(diào)諧的情況下，調(diào)整中介回路的等效阻抗，以達到阻抗匹配的目的。

耦合越緊，即互感M越大，則反映等效電阻越大，回路的等效阻抗也就下降越多。1.L型匹配網(wǎng)絡4.4

匹配網(wǎng)絡L型匹配網(wǎng)絡具有電路簡單、容易實現(xiàn)的優(yōu)點，不足之處是電路的品質(zhì)因數(shù)Q值很低(通常Q＜10)，因此電路的濾波特性很差，所以在實際的發(fā)射機中，常常選用T型或型網(wǎng)絡作匹配之用。2.形匹配網(wǎng)絡3.T形匹配網(wǎng)絡

寬帶高頻功率放大電路采用非調(diào)諧寬帶網(wǎng)絡作為匹配網(wǎng)絡,能在很寬的頻帶范圍內(nèi)獲得線性放大。常用的寬帶匹配網(wǎng)絡是傳輸線變壓器,它可使功放的最高頻率擴展到幾百兆赫甚至上千兆赫,并能同時覆蓋幾個倍頻程的頻帶寬度。由于無選頻濾波性能,故寬帶高頻功放只能工作在非線性失真較小的甲類或乙類狀態(tài),效率較低。所以,寬帶高頻功放是以犧牲效率來換取工作頻帶的加寬。4.5寬頻帶高頻功率放大器與功率合成

4.5.1傳輸線變壓器

普通變壓器上、下限頻率的擴展方法是相互制約的。為了擴展下限頻率,就需要增大初級線圈電感量,使其在低頻段也能取得較大的輸入阻抗,例如采用高導磁率的高頻磁芯和增加初級線圈的匝數(shù),但這樣做將使變壓器的漏感和分布電容增大,降低了上限頻率；為了擴展上限頻率,就需要減小漏感和分布電容,減小高頻功耗,如采用低導磁率的高頻磁芯和減少線圈的匝數(shù),但這樣做又會使下限頻率提高。傳輸線變壓器是基于傳輸線原理和變壓器原理二者相結合而產(chǎn)生的一種耦合元件。它是將傳輸線(雙絞線、帶狀線或同軸線等)繞在高導磁率的高頻磁芯上構成的,以傳輸線方式與變壓器方式同時進行能量傳輸。

利用下圖所示一種簡單的1∶1傳輸線變壓器,可以說明這種特殊變壓器能同時擴展上、下限頻率的原理。在圖中,(a)圖是結構示意圖,(b)圖和(c)圖分別是傳輸線方式和變壓器方式的工作原理圖。在以傳輸線方式工作時,信號從①、③端輸入,②、④端輸出。如果信號的波長與傳輸線的長度可以相比擬,兩根導線固有的分布電感和相互間的分布電容就構成了傳輸線的分布參數(shù)等效電路。若傳輸線是無損耗的,則傳輸線的特性阻抗Zc=傳輸線在高頻情況下的等效電路在此無耗、匹配情況下,若傳輸線長度l與工作波長λ相比足夠小(l＜λmin／8)時,可以認為傳輸線上任何位置處的電壓或電流的振幅均相等,且輸入阻抗Zi=Zc=RL,故為1∶1變壓器?？梢?此時負載上得到的功率與輸入功率相等且不因頻率的變化而變化。在以變壓器方式工作時,信號從①、②端輸入,③、④端輸出。由于輸入、輸出線圈長度相同,從圖(c)可見,這是一個1∶1的反相變壓器。

當工作在低頻段時,由于信號波長遠大于傳輸線長度,分布參數(shù)很小,可以忽略,故變壓器方式起主要作用。由于磁芯的導磁率高,所以雖傳輸線較短也能獲得足夠大的初級電感量,保證了傳輸線變壓器的低頻特性較好。

當工作在高頻段時,傳輸線方式起主要作用,在無耗匹配的情況下,上限頻率將不受漏感、分布電容、高導磁率磁芯的限制。而在實際情況下,雖然要做到嚴格無耗和匹配是很困難的,但上限頻率仍可以達到很高。由以上分析可以看到,傳輸線變壓器具有良好的寬頻帶特性。

與普通變壓器一樣,傳輸線變壓器也可以實現(xiàn)阻抗變換,但由于受結構的限制,只能實現(xiàn)某些特定阻抗比的變換。下圖給出了一種4∶1傳輸線阻抗變換器的原理圖。在無耗且傳輸線長度很短的情況下,傳輸線變壓器輸入端與輸出端電壓相同。由此可得到特性阻抗Zc和輸入端輸入阻抗Zi分別為：

Zc=

Zi=4:1和1:4傳輸線變壓器電路所以,當負載RL為特性阻抗Zc的1/2時,此傳輸線變壓器可以實現(xiàn)4∶1的阻抗變換。故此時的終端匹配條件是RL=1/2。其中Zi是指①、④端之間的等效阻抗。

利用傳輸線變壓器還可以實現(xiàn)其它一些特定阻抗比的阻抗變換。注意不同阻抗比時的終端匹配條件不一樣。

下圖給出了一個兩級寬帶高頻功率放大電路,其匹配網(wǎng)絡采用了三個傳輸線變壓器。

由圖可見,兩級功放都工作在甲類狀態(tài),并采用本級直流負反饋方式展寬頻帶改善非線性失真。三個傳輸線變壓器均為4∶1阻抗變換器。前兩個級聯(lián)后作為第一級功放的輸出匹配網(wǎng)絡,總阻抗比為16∶1,使第二級功放的低輸入阻抗與第一級功放的高輸出阻抗實現(xiàn)匹配。第三個使第二級功放的高輸出阻抗與50Ω的負載電阻實現(xiàn)匹配。

寬帶高頻功率放大電路4.5.2功率合成網(wǎng)絡利用多個功率放大電路同時對輸入信號進行放大,然后設法將各個功放的輸出信號相加,這樣得到的總輸出功率可以遠遠大于單個功放電路的輸出功率，這就是功率合成技術。利用功率合成技術可以獲得幾百瓦甚至上千瓦的高頻輸出功率。理想的功率合成器不但應具有功率合成的功能,還必須在其輸入端使與其相接的前級各率放大器互相隔離,即當其中某一個功率放大器損壞時,相鄰的其它功率放大器的工作狀態(tài)不受影響,僅僅是功率合成器輸出總功率減小一些。下圖給出了一個功率合成器原理方框圖。

由圖可見,采用7個功率增益為2,最大輸出功率為10W的高頻功放,利用功率合成技術,可以獲得40W的功率輸出。其中采用了三個一分為二的功率分配器和三個二合一的功率合成器。功率分配器的作用在于將前級功放的輸出功率平分為若干份,然后分別提供給后級若干個功放電路。利用傳輸線變壓器可以組成各種類型的功率分配器和功率合成器,且具有頻帶寬、結構簡單、插入損耗小等優(yōu)點,然后可進一步組成寬頻帶大功率高頻功放電路。

倍頻器是能將輸入信號頻率成整數(shù)倍增加的電路，如圖(a)所示。倍頻器用在通信電路中，采用倍頻器的主要優(yōu)點是：①可降低主振器的頻率，這樣可穩(wěn)定頻率。②擴展發(fā)射機的波段。如果倍頻器用在中間級，借助波段開關既可實現(xiàn)倍頻又可完成放大。4.6丙類倍頻器原理倍頻器框圖及其應用圖3.4.1

丙類倍頻器(1)集電極電流脈沖中包含的諧波分量幅度總是隨著ｎ的增大而迅