,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,School of Communication and Information Engineering,*,单击此处编辑母版标题样式,*,*,X,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,School of Communication and Information Engineering,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,*,*,*,X,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,*,*,*,X,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,*,*,*,X,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,*,通信电子线路,X,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,28,11/19/2024 7:40 AM,X,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,59,11/19/2024 7:40 AM,X,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,第二章,第二章,第,2,章 射频功率放大器,(Power Amplifier),2.1,高频功率放大器的特点,2.2,丙类谐振功率放大器,2.3,丁类谐振功率放大器,2.4,谐振功率放大器的电路组成,2.5,宽带高频功率放大器,第2章 射频功率放大器2.1 高频功率放,2.1,高频功率放大器的特点,本节主要内容：,甲、乙、丙类放大器,放大器工作效率,2.1 高频功率放大器的特点本节主要内容：,一,.,功率放大器的性能要求：,在原理上，它与其它放大器一样，都是在输入信号的作用下，将直流电源的直流功率转换为输出信号的功率。但是，它们在性能要求和器件运用特性上都是不同的。,安全,高功率,不失真（或失真在允许范围内）,1,、使用高频功率放大器的目的：,放大高频大信号使发射机末级获得足够大的发射功率。,一. 功率放大器的性能要求：在原理上，它与其它放大器一样，都,功放是能量转换器,。在输入信号的作用下，直流电源提供的直流功率,P,D,中，一部分被转换为输出信号功率,P,o,(Output signal power,),，其余部分消耗在功率管中，成为功率管的耗散功率,P,c,( Power Dissipation),，即管耗。,放大器的集电极效率,(,Collection efficiency,),就是来评价这种转换能力的性能指标：,功放是能量转换器。在输入信号的作用下，直流电,可见,h,c,越大，给出,P,o,所需的,P,D,就越小。,P,D,变小，可节省能源，延长器件寿命。,若,P,D,一定,:,P,o,增大，利用率高。,P,c,下降 ，则可选用,P,CM,小的功率管，,降低成本。,作为放大器，,功率增益,是最重要的性能指标，但却是,第二位,的。,可见 hc 越大，给出Po所需的PD就越小。,二,.,功率管的运用特性,在功放中，往往选择不同的静态工作点，使功放运用在特性不同的区段上，来实现甲，乙，丙，丁等不同运用状态。在输入余弦波激励下,集电极输出电流,i,C,的波形不同：,二. 功率管的运用特性 在功放中，往,管子的运用状态不同，相应的最大集电极效率也就不同。假定管子集电极电流为,i,C,，电压为,v,CE,则,丙类效率最高,。,为晶体管集电极电流导通角，,i,C,导通时间越小，,P,C,就越低。,管子的运用状态不同，相应的最大集电极效率也就,谐振功率放大器通常工作于,丙类,工作状态，属于非线性电路,功率放大器的主要技术指标是,输出功率,与,效率,谐振功率放大器通常工作于丙类工作状态，属于非线性电路功率放大,2.2,丙类谐振功率放大器,(Resonate Power Amplifier),本节主要内容：,丙类放大器工作原理,工作状态分析,性能分析, 2.2 丙类谐振功率放大器本节主要内容：,一,.,工作原理：,LC,回路为匹配网络，它们与外接电阻共同组成并联谐振回路,。,晶体管的作用是在将供电电源的直流能量转变为交流能量的过程中起开关控制作用。,外部电路关系式：,晶体管的内部特性：,一. 工作原理： LC回路为匹配网络，它们与外接电阻,为了实现丙类工作，基极偏置电压,V,BB,应设置在功率管的截止区。,2-1,为了实现丙类工作，基极偏置电压VBB应设置在,集电极电流是一串周期重复的余弦脉冲序列，脉冲宽度小于半个周期。,时，,集电极电流,i,c,虽然是脉冲状，但集电极输出电压近似为余弦波形，且与输入电压同频、反相。,集电极电流是一串周期重复的余弦脉冲序列，脉冲宽度小于半个周期,谐振功率放大器的折线近似分析法,一、折线法,对谐振功率放大器进行分析计算，关键在于求出电流的直,流分量,I,c0,和基频分量,I,cm1,。,工程上都采用近似估算和实验调整相结合的方法对高频功,率放大器进行分析和计算。折线法就是常用的一种分析法。,所谓折线法是将电子器件的特性曲线理想化，用一组折线,代替晶体管静态特性曲线后进行分析和计算的方法,。,折线分析法的主要步骤：,1,、测出晶体管的转移特性曲线,i,c, e,b,及输出特性曲线,i,c, e,c,，,并将这两组曲线作理想折线化处理,2,、作出动态特性曲线,3,、是根据激励电压,v,b,的大小在已知理想特性曲线上画出对,应电流脉冲,i,c,和输出电压,v,c,的波形,4,、求出,i,c,的各次谐波分量,I,c0,、,I,c1,、,I,c2,由给定的负载谐,振阻抗的大小，即可求得放大器的输出电压、输出功率、,直流供给功率、效率等指标,谐振功率放大器的折线近似分析法一、折线法对谐振功率放大器进行,谐振功率放大器的折线近似分析法,二、晶体管特性曲线的理想化及其特性曲线,晶体管实际特性和理想折线,由图,6-7(b),可见，在饱和区，根据理想化原理，集电极电流,只受集电极电压的控制，而与基极电压无关。,在非线性谐振功率放大器中，常常根据集电极是否进入饱和区，将放大区的工作状态分为三种：,1),欠压工作状态：集电极最大点电流在临界线的右方，交,流输出电压较低且变化较大。,2),过压工作状态：集电极最大点电流进入临界线之左的饱,和区，交流输出电压较高且变化不大。,3),临界工作状态：是欠压和过压状态的分界点，集电极最,大点电流正好落在临界线上。,若临界线的斜率为,g,cr,，则临界线方程可写为,i,c,=g,cr,e,c,根据理想化原理晶体管的静态转移特性可用交横轴于,V,BZ,的,一条直线来表示,(V,BZ,为截止偏压,),。,则,i,c,=g,c,(e,b,V,BZ,) (e,b,V,BZ,),谐振功率放大器的折线近似分析法二、晶体管特性曲线的理想化及其,谐振功率放大器的折线近似分析法,三、集电极余弦电流脉冲的分解,当晶体管特性曲线理想化后，丙类工作状态的集电极电流脉,冲是尖顶余弦脉冲。这适用于欠压或临界状态。,尖顶余弦脉冲,晶体管的内部特性为,它的外部电路关系式,当,t=0,时，,i,c,=,i,c max,因此,i,c max,= g,c,V,bm,(1cos,c,),谐振功率放大器的折线近似分析法三、集电极余弦电流脉冲的分解当,谐振功率放大器的折线近似分析法,若将尖顶脉冲分解为傅里叶级数,由傅里叶级数的求系数法得,其中：,尖顶脉冲的分解系数,谐振功率放大器的折线近似分析法若将尖顶脉冲分解为傅里叶级数由,尖顶脉冲的分解系数,谐振功率放大器的折线近似分析法,当,c,120,时，,I,cm1,/,i,cmax,达到最大值。在,I,c max,与,负载阻抗,R,p,为某定值的,情况下，输出功率将达,到最大值。这样看来，,取,c,=120,应该是最佳通,角了。但此时放大器处,于甲级工作状态效率太,低。,右图可见：,尖顶脉冲的分解系数谐振功率放大器的折线近似分析法当c12,尖顶脉冲的分解系数,谐振功率放大器的折线近似分析法,由于：,波形系数,由曲线可知：极端情况,c,=0,时，,此时,=1,，,c,可达,100%,因此，为了兼顾功率与效,率，最佳通角取,70,左右。,尖顶脉冲的分解系数谐振功率放大器的折线近似分析法 由于：,二,.,性能分析,(,近似分析,),假设：谐振回路具有,理想滤波特性,。只产生基波电压，其他分量忽略不计。,谐振电阻：,二. 性能分析 (近似分析) 假设：谐,直流功率：,其中,输出功率：,损耗功率：,集电极效率：,直流功率：其中输出功率：损耗功率：集电极效率：,令集电极电源电压利用系数：,因此导通角 决定了,越大,(,即,V,cm,越大,),c,越小效率,c,越高。因此，丙,类谐振功率放大器提高效率,c,的途径即为减小,c,角。,波形系数，通角,c,的函数；,c,越小,g,1,(,c,),越大,令集电极电源电压利用系数：因此导通角 决定了越大(,bm,V,晶体管高频功率放大器，电源,电压利用系数,输出功率 。求电源提供的功率 ，,峰值 和导通角 。若偏压 ，,求输入信号所需的振幅 。,例题,bmV 晶体管高频功率放大器，电源,查表得知：,解,查表得知：解,射频功率放大器课件,工作状态,动态线（,Dynimic Line,）：,根据,V,be,和,V,ce,的值在以,V,be,为参变量的输出特性曲线上找出对应的动态点和由此确定的,i,c,值并画出,i,c,的波形。其中，动态点的连线称为谐振功率放大器的动态线。,2-2,假设一：谐振回路具有理想滤波特性，其上只能产生基波分量；,假设二：功率管的特性用输入和输出静态特性曲线表示，其高频效应可忽略。,工作状态 动态线（Dynimic Line）：2-2假,A,点：,C,点：,B,点：,2-2,A点： C点： B点：2-2,直线,AB,、,BC,动态特性曲线,当,A,2,点处于临界区称为,临界,（,Critical,）,状态,当,A,1,点处于放大区称为,欠压,（,Undervoltage,）,状态,当,A,3,点处于饱和区称为,过压,（,Overvoltage,）,状态,直线AB、BC动态特性曲线当A2点处于临界区称为临界（Cri,在,A,没有进入饱和区时，动态特性曲线斜率为,利用,A,，,B,两点直线计算斜率：,2-2,在A没有进入饱和区时，动态特性曲线斜率为利用A，B两点直线计,1. A,1,在欠压区，,i,c,为余弦脉冲，脉冲高度随,V,cm,增大略有减小。,2. A,2,临界状态。,3. A,3,过压区，,i,c,为中间凹陷的脉冲波，随着,V,cm,增大脉冲波的凹陷加深，高度减小。,当,V,BE,向,V,BEmax,增大，,V,CE,向着,V,CEmin,减小时，对应的动态点先到达临界点,(,图中,E,点,),，,i,c,值最大，而后进入饱和区，,i,c,值减小，出现凹陷。直到,A,3,点，,i,c,值达到最小。,思考题： 在过压区为什么会出现凹陷？,2-3,1. A1在欠压区，ic为余弦脉冲，脉冲高度随Vcm增大,i,cmax,icmax,高频功放临界状态的计算,高频功放临界状态的计算,所需的激励电压,v,bm,V,BB,可从晶体管转移特性曲线上,得到,当,v,be,=,V,D,时，,所需的激励电压vbm ,VBB可从晶体管转移特性曲线上当vb,为了三极管能安全工作，应要求,为了三极管能安全工作，应要求,1.,负载特性：,四,.,对性能影响的定性分析,一定，放大器性能随,变化,的特性。,改变，相当于改变动态特性的斜率,k,1. 负载特性：四.,集电极电流由余弦脉冲变化为中间凹陷的脉冲波。,增大,欠压,过压,临界,集电极电流由余弦脉冲变化为中间凹陷的脉冲波。增大欠压过压临界,射频功率放大器课件,在欠压区,与 近似成正比关系,(,在欠压区,),在欠压区与 一样略有减小,在欠压区与 近似成正比关系(在欠压区)在欠压区与,在过压区,略有减小。,出现凹陷。,而 略有增加,从而 略有增加,且 比 减小得慢。,在临界点,最大， 较大，放大器接近最佳性能，相应的 称为功放的匹配负载,eopt,R,在过压区略有减小。出现凹陷。而 略有增加从而,2.,调制特性,：,a.,集电极调制,b.,基极调制,2. 调制特性： a. 集电极调制,集电极调制： 一定。 变化对性能的影响,V,cm,I,c1,I,c0,I,c0,I,c1,V,cm,临,过压,欠压,V,CC,V,CC,增大,集电极调制：,工作在过压区（近似线性）,工作在过压区（近似线性）,射频功率放大器课件,基极调制特性：,R,e,，,V,CC,，,V,bm,一定，,V,BB,的变化,V,bm,一定，,V,BB,由负值向正值方向增大时，集电极电流脉冲不仅宽度 增大，而且还因,V,bemax,增加而使其高度增大，因而,I,c1,，,I,c0,增大，结果使,V,cemin,减小，放大器由欠压进入过压，但在进入过压的过程中，随着,i,C,的凹陷加深。,I,c1,，,I,c0,增大十分缓慢，可近似认为不变。,基极调制特性：Re，VCC，Vbm一定，VBB的变化,V,BB,增大,VBB增大,射频功率放大器课件,射频功率放大器课件,3.,放大特性,一定， 变化,(,与 情况类似,),V,BB,一定，,V,bm,增大时，集电极电流脉冲不仅宽度,增大，而且还因,V,bemax,增加而使其高度增大，因而,I,c1,，,I,c0,增大，结果使,V,cemin,减小，放大器由欠压进入过压，但在进入过压的过程中，随着,i,C,的凹陷加深。,I,c1,，,I,c0,增大十分缓慢，可近似认为不变。,3. 放大特性一定， 变化(与 情况类似),射频功率放大器课件,当谐振功率放大器作为线性放大器，用来放大振幅按调制信号规律变化的调幅信号时，为了使输出信号,V,cm,反映输入信号振幅,V,bm,变化，放大器必须工作在欠压区,当谐振功率放大器作为线性放大器，用来放大振幅按调制信号规律变,当谐振功率放大器作振幅限幅器时,（,Amplitude Limiter,）,将振幅,V,bm,在较大范围变化变换为振幅恒定的输出信号时，放大器必须工作在过压状态,当谐振功率放大器作振幅限幅器时（Amplitude Li,某谐振频率放大器的动特性如图所示，试回答并计算以下各选项,：,(1),此时功放工作于何种状态？写出,A,，,B,，,C,三点坐标,画出,i,c,的波形。,(2),计算 和 。,(3),若要求功率放大器的效率最大，应如何调整？,例题,某谐振频率放大器的动特性如图所示，试回答并计算以下各选项：,(1) A,，,B,，,C,三点坐标：,ABC,动特性：由动特性知正好达到临界饱和线，,故工作在临界状态，,i,c,的波形如下。,解,(1) A，B，C三点坐标：ABC动特性：由动特性知正好,由 和 可求得,(2),由图可知：,由 和,(3),弱过压状态效率最大（但输出功率下降）,(3) 弱过压状态效率最大（但输出功率下降）,一谐振功放，原来工作在临界状态，后来发现该功放的输出功率下降，效率反而提高，但电源电压,V,CC,，输出电压振幅,V,cm,及,V,bemax,不变，问这是什么原因造成的，此时功放工作在什么状态？,效率,由于 所以 不变。,例题,V,CC,、输出电压振幅,V,cm,及,V,bemax,不变，,功放工作状态不变。,解,一谐振功放，原来工作在临界状态，后来发现该功放的输出功率下降,与 成反比，是递减曲线。,，,因此 减小。,要减小,只能,输出功率,不变，故 增大造成的。,与 成反比，是递减曲线。，因此,某高频谐振功放工作于临界状态，输出功率为,15 W,，且,V,CC,=24 V,，导通角,=70,，功放管参数,S,C,=1.5 A/V,试问：,（,1,） 直流功率,P,D,耗损,P,C, ,临界谐振电阻,R,e,（,2,） 若输入信号振幅增加一倍。功放工作状态如何,变化？此时输出功率为多少？,（,3,） 若谐振电阻增加一倍，功放的工作状态如何改,变？,（,4,） 若回路失谐，会有何危险,?,例题,某高频谐振功放工作于临界状态，输出功率为15 W，且VCC=,(1),解,(1)解,射频功率放大器课件,(2),根据功放振幅特性，放大器 过压状态，此时输出功率基本不变。,(3),根据功放的负载特性，放大器工作到过压状态，输出功率为原来的一半。,(4),若回路失谐，进入欠压状态， 增大可能烧坏管子。用,V,C,指示调谐最明显，,V,C,最大即谐振。,C,P,(2),3.0 V,2.5 V,2.0 V,1.5 V,1.0 V,一谐振功放的工作频率为,10 MHz,，晶体管输出特性,如图所示，试画出 时的临界和过压状态下的输出电流波形和电压波形。,例题,3.0 V2.5 V2.0 V1.5 V1.0 V一谐振功放,分析：临界状态下功放的动态特性曲线是两个折线段组成的，其中电流是完整的脉冲；而过压状态时，动特性曲线进入到饱和区的部分用临界饱和线代替后，电流为具有凹陷的脉冲。但无论是哪种状态，由于负载为选频网络，故输出电压都是完整的余弦信号。,解,解,输入为 时，,2-4,过压状态下，输出电流为出现凹陷的余弦脉冲，由于负载的选频作用，输出电压还是余弦信号,.,如图所示：,临界状态下，输出电流为余弦脉冲，由于输入信号,频率等于功放的工作频率，故输出电压为余弦信号；,2-4过压状态下，输出电流为出现凹陷的余弦脉冲，由于负载的选,2.4,谐振功率放大器电路,（,Resonate Power Amplifier Circuit,）, 2.4 谐振功率放大器电路（Resonate Po,一、直流馈电电路,二、匹配网络,集电极馈电电路,基极馈电电路,互感耦合输出网络,LC,匹配网络,一、直流馈电电路二、匹配网络集电极馈电电路基极馈电电路互感耦,馈电电路的基本原则,1,）直流有自己的通路，通路上不应该有交流信号。,2,）基波交流信号有自己的通路，通路上不应有直流通路。,3,）有效地消除高次谐波,I,cn,。,I,c0,I,cn,I,c1,L,C,R,P,馈电电路的基本原则1）直流有自己的通路，通路上不应该有交流信,串馈（,Series Supply,）：直流电源，回路和晶体管在电路上形式为串接方式。,并馈（,Parallel Supply):,直流电源，回路和晶体管在电路上形式为并接方式。,一、直流馈电电路,（,Power Supply Circuit,）,一、直流馈电电路,在信号频率上，,L,C,感抗很大，近似开路。,C,C,很小接近短路。目的是避免信号电路通过直流电源而产生级间反馈，造成工作不稳定。,串馈（,Series Supply,）：,在信号频率上，LC感抗很大，近似开路。CC很小接近短路。目的,并馈（,Parallel Supply,）：,在信号频率上，,C,C1,，,C,C2,容抗很小，接近短路。,L,C,感抗很大。接近开路。,并馈（Parallel Supply）：在信号频率上，CC1,基极偏置电压（自给偏置）,基极回路偏压设置的几种形式：,基极偏置电压（自给偏置）基极回路偏压设置的几种形式：,零偏压,(,自给偏压,),发射极自给偏压,零偏压发射极自给偏压,二,.,滤波器型匹配网络,(Filter-Matched Network),FMN,（,1,） 将,R,L,变换为放大器所要求的负载,R,e,（,2,） 滤波能力,H,n,越小越好,（,3,） 要求网络传输效率,二. 滤波器型匹配网络 (Filter-Matche,1,.,互感耦合输出,回路,L,1,，,C,1,中介回路,互感耦合输出回路,L,2,，,L,3,，,C,2,天线回路,1. 互感耦合输出回路L1，C1中介回路 互感耦合输出,反射电阻,：,反射电阻：,设无负载时：,有负载时：,则,设无负载时：有负载时：则,2.,滤波器型匹配网络,:,(L,型，,T,型，,型,),串并联转换,并联的电阻大于串联的电阻,电抗性质不变，且电抗值相差小,2. 滤波器型匹配网络:(L型，T型，型)串并联转换并,L,型匹配网络：,两个异性电抗支路连接成“,L”,型结构网络。,由,得,适用,有一谐振功放，要求的临界状态电阻为,Re,，负载为天线，呈现纯电阻性,R,L,，且,R,L,Re,，应该如何设计匹配网络？,L型匹配网络：两个异性电抗支路连接成“L”型结构网络。由得适,T,型网络,T,型网络,和,型网络,T型网络T型网络和型网络,型网络,型网络,实际电路,实际电路,改正下图所示线路中的错误，不得改变馈电形式，重新画出正确的线路。,例题,改正下图所示线路中的错误，不得改变馈电形式，重新画出正确的线,分析：这是一个两级功放，分析时可以一级,一级地考虑，且要分别考虑输入回路，,输出回路是否满足交流要有交流通路，,直流要有直流通路，而且交流不能流,过直流电源的原则。,解,分析：这是一个两级功放，分析时可以一级解,第一级放大器的基极回路：输入的交流信,号将流过直流电源，应加扼流圈和滤波电,容,C,B,2,；直流电源,V,BB,被输入互感耦合回路,的电感短路，应加隔直电容,C,B,1,。,2-17,第一级放大器的集电极回路：输出的交流将流过直流电源,V,CC,，应加扼流圈,L,C,1,；加上扼流圈后，交流没有道路，故还应增加一旁路电容,C,C,1,。,第一级放大器的基极回路：输入的交流信第一级放大器的集电极回路,第二级放大器的基极回路：没有直流道路，加 一扼流圈,L,B2.,第二级放大器的集电极回路：输出的交流将流过直流电源，应加扼流圈,L,C2,及滤波电容,C,C2,；此时，直流电源将被输出回路的电感短路，加隔直电容,C,C3.,第二级放大器的基极回路：没有直流道路，加 一扼流圈LB,例题,设初，次级均调谐于工作频率,1 MHz,，已知 ，放大管,3DA1,的工作条件是,( ),，试求,M,，,L,1,，,C,1,为多少才能使天线与,3DA1,相匹配？设,Q,O,100,，,Q,L,10,，回路接入系数,p,0.2,。,例题 设初，次级均调谐于工作频率1 MHz，已知,由,解,由解,射频功率放大器课件,由,得,由 得,高频功放工作于临界状态，已知,工作频率,试求,L,型匹配网络的元件数值。,L,型匹配网络如下图所示：,例题,解,高频功放工作于临界状态，已知工作频率试求L型匹配网络的元,射频功率放大器课件,设谐振功率放大器的输入功率,P,o,=2 W ,集电极电源电压,V,CC,=24 V ,功放管的饱和压降,V,CES,=1.5 V,工作频率为,50 MHz,，,R,L,=50,，,若采用 型匹配,网络，试估计网,络元件,C,1,，,C,2,，,L,的数值。,(,选,Q,e,1,=10),例题,解,设谐振功率放大器的输入功率Po=2 W , 集电极电源电压V,2-14,1,R,R,Q,237,.,6,1,),1,(,2,2,-,+,=,e,L,e,e,Q,得到,2-141RRQ237.61)1( 22-+=,2-14,2-14,小结,射频功放的工作原理,射频功放的指标,射频功放的工作状态,集成功放芯片,直流馈电电路,匹配网络,射频功放的电路组成,负载特性,基极调制特性,集电极调制特性,小结射频功放的工作原理射频功放的指标射频功放的工作状态集成功,2.5,宽带高频,功率放大器, 2.5 宽带高频功率放大器,宽带高频功率放大器：要求在很宽的波段范围内对载波 或已调波信号尽可能一致的线性放大。,用于多频道通信系统及频段通信系统中。,窄带高频功率放大器：,适用于固定频率或频率变化较小的高频设备。,传输线变压器：扩大放大器的工作频率；,功率合成器。,宽带高频功率放大器：要求在很宽的波段范围内对载波 或已,一、传输线变压器,(Transmission-Line Transformer),变压器：,改变输入输出端：,成为传输线变压器,工作频率：几百兆几千兆,一、传输线变压器变压器：改变输入输出端：工作频率：几百兆几,1.,工作原理,等,效,1. 工作原理等,在高频时，考虑分布电感，电容的影响。,Z,C,为传输线的特性阻抗： 是一个频率无关,的电阻。,假设传输线无损耗,(,理想情况下,),，且终端阻抗匹配,(Z,C,=R,L,），则沿传输线任一位置上的电压和,电流幅度才会处处相等，而且呈现在,1,，,3,端间,的输入阻抗,Z,i,= Z,C,。因此可以认为无损耗和终,端匹配的传输线具有无限宽的工作频带。,在高频时，考虑分布电感，电容的影响。假设传输线无损耗(理想,在实际情况下，为了扩展它的上限频率，首先应,使,R,L,尽可能接近,Z,C,，其次应尽可能缩短输,出线的长度,l,，,l,在满足上述条件下，,可近似认为，传输线各个位置上的电阻均相,等,其值用,V,表示，同时传输线各个位置上,的电流均相等，用,I,表示。,在实际情况下，为了扩展它的上限频率，首先应,2.,传输线变压器的应用,A.,实现,1:1,倒相作用,2. 传输线变压器的应用A. 实现1:1倒相作用,B.,实现平衡和不平衡的转换,平衡输入转换为不平衡输出,B. 实现平衡和不平衡的转换平衡输入转换为不平衡输出,不平衡输入转换为平衡输出,不平衡输入转换为平衡输出,C.,传输线变压器还可作为阻抗变换器。,由于受到结构限制，它只能实现某些特定阻抗比的转换,C. 传输线变压器还可作为阻抗变换器。由于受到结构限制，,例题,求证：,例题求证：,2-18,2-18,d.,功率合成,d. 功率合成,(1),魔,T,网络：,(1) 魔T网络：,(2),功率分配：,同相分配图,(2) 功率分配：同相分配图,反相分配图,反相分配图,(3),功率合成：,(a),(b),(c),图,(b),：,(3) 功率合成：(a)(b)(c)图(b)：,反相功率合成典型电路,反相功率合成典型电路,射频功率放大器实用电路,射频功率放大器实用电路,