第4章 发射系统

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1、第4章发射系统4.1基本概念4.2C类射频功放4.3直流馈电电路及匹配电路4.4高效率射频功率放大器4.5射频功放实用电路4.6宽带功放与功率合成技术4.1基本概念发射系统：将原始信号转换成基带信号，再调制到高频载波上发送到信道中。发射系统框图（见教科书P78-P79图4.1-4.3）本章涉及的内容是：射频功率放大器和匹配电路射频功放的主要指标：输出功率、效率、功耗、激励电平、失真等射频功放特点：工作频率高，相对频带窄，负载为选频电路正弦波在不同工作点得到的输出波形：对功放的基本要求：转换效率高、输出功率大、非线性失真小在相同输出功率条件下，效率从低到高依次为：甲(A)类、甲乙(AB

2、)类、乙(B)类、丙（C）类负载无调谐（纯阻）时输出电压波形负载为选频回路时输出电压波形4.2C（丙）类射频功放C类功放原理ube=EB+ubuce=EC+uc晶体管高频功率放大器的原理电路晶体管高频功率放大器的（简化）原理电路谐振功放电流、电压波形设输入信号为：则：输入电压波形集电极电流波形输出电压波形（谐振负载）集电极电压波形周期性余弦电流脉冲经傅立叶变换可以分解成直流、基波(信号频率分量)和各次谐波分量,即：C类放大器的功率关系集电极电源供给的直流输入功率:PD=Ec输出功率P0：PoL集电极损耗功率Pc：Pc=PD-P0集电极效率η为P0/PDξg1(θ)其中：=Uc/Ec为

3、电压利用系数g1(θ)=Ic1/Ic0=/=/为波形系数显然：功率和效率均与导通角有关θ在0°～180°范围内的分解系数曲线和波形系数曲线结论效率随导通角增加而降低增大g1与增大α1是互相矛盾的导通角为120度（甲乙类）时，输出功率最大，但效率较低。为兼顾输出功率和效率，导通角一般选70度（丙类）左右C（丙）类放大器的倍频功能把负载LC回路调谐在某次谐波上，C类功放就成为C（丙）倍频电路。导通角为120/n时，相应的n次谐波振幅最大C（丙）类倍频常限于3-5次倍频，不能适用于高次倍频。更高次的倍频需采用参量器件。C类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

4、欠压、临界和过压三种状态。过压时电流脉冲形状出现凹陷过压时电流脉冲形状出现凹陷负载对电路工作状态的影响保持EB、Ec、Ub不变时，输出电压、电流、功率及效率随负载变化的曲线。欠压状态下，可将放大器视为恒流源；过压状态下，可将放大器视为恒压源。小结：临界状态：Po最大，η较高，为最佳工作状态，常用于发射机末级。过压状态：输出电压基本不变，弱过压时η最高，但Po下降，常用于发射机中间级和集电极调幅电路中。欠压状态：Po较小，η较低，Pc大，输出电压不稳定，使用较少，但可用于基极调幅电路中。注意：负载短路很危险，此时Po为0，Pc最大，超出晶体管安全工作范围，容易烧毁管子。各级电压对工作状

5、态的影响工作在欠压状态下，基极输入电压的变化能有效地控制负载上输出电压的变化1、保持Ec、EB与RL不变，改变Ub时的工作状态变化情况改变对工作状态的影响（保持Ec、Ub、RL不变）在欠压状态下，基极偏置电压的变化能有效地控制负载上输出电压的变化。基极调幅运用在此状态。3、改变（Ec）对工作状态的影响（保持RLEbUb不变）在过压状态下，集电极电源电压的变化能有效地控制负载上输出电压的变化。集电极调幅运用在此状态。例题1：实测一谐振功放，发现输出功率Po仅为设计值的20％，而直流电流Ico却略大于设计值。试问该放大器工作在什么状态？如何调整放大器才能使Po和Ico接近设计值？例题2：

6、设二个谐振功放具有相同的回路元件参数，输出功率Po分别是甲为1W，乙为0.6W。现增大二个放大器的电源电压Vcc，发现甲的Po增加不明显，而乙的Po增加明显，试分析原因。若要增大甲的输出功率，还应同时采取什么措施（暂不考虑功率管的安全工作问题）？4.3直流馈电电路及匹配电路直流馈电电路是指直流供电电路，主要有集电极馈电电路和基极偏置电路。匹配电路可实现阻抗匹配和选频。直流馈电电路和匹配电路都是系统各功能电路中不可缺少的辅助电路。集电极馈电集电极馈电线路两种形式(a)串联馈电(b)并联馈电基极偏置电路基极的偏压既可以是外加的,也可以采用自生偏置电路得到负偏压。（a）（b）（c）（d）基

7、极偏置电路的几种形式：（a）固定偏置；（b）和（c）自生反偏（负偏）；（d）零偏置产生自生反偏必须具备的条件：电路中存在非线性导电现象电路中有储能元件储能元件的放电时间常数应足够大注意：破坏上述三个条件之一可消除自生反偏。自生反偏电压的大小随输入信号的强弱而变化。输入信号幅度大，反偏就大，对输出有稳幅作用。匹配电路能够获得最大输出功率时的负载为最佳负载。匹配电路可使实际负载与最佳负载匹配，使放大器传输到负载的功率最大。对匹配电路的具体要求：1、阻抗变换：使