1、通信电子线路通信电子线路Chapter 1 通信系统导论通信系统导论 无线电发射机方框图无线电发射机方框图 音音频频放放大大 高高频频振振荡荡 倍倍频频 高高频频放放大大 调调制制 缓缓冲冲 传传输输线线 话话筒筒 声声音音 （直直流流电电源源未未画画）1.1-4 无线电信号的接收无线电信号的接收 最简单的接收机原理框图最简单的接收机原理框图 检 波 选择性电路 1MHz 870kHz 640kHz 超外差式接收机方框图超外差式接收机方框图 高高频频放放大大 fs fs 本本地地振振荡荡 fo 混混频频 fo fs=fi fi 低低频频放放大大 检检波波 中中频频放放大大 F F 选择性电路消
2、息消息信号源信号源放大器放大器调制器调制器高频高频振荡器振荡器谐振放大器谐振放大器或倍频器或倍频器已调波已调波放大器放大器发射发射天线天线接收接收天线天线高频高频放大器放大器本地本地振荡器振荡器混频器混频器中频中频放大器放大器解调器解调器放大器放大器视频显示器视频显示器扬声器等等扬声器等等无线电发射机和接收机原理框图无线电发射机和接收机原理框图选择选择电路电路 数字通信的主要优点：数字通信的主要优点：(1)(1)有较强的有较强的抗干扰能力抗干扰能力，通过再生中继技术可，通过再生中继技术可以消除噪声的积累，并能对信号传输中因干扰而产生以消除噪声的积累，并能对信号传输中因干扰而产生的差错及时发现和
3、纠正。的差错及时发现和纠正。(2)(2)数字信号数字信号便于保密便于保密处理，易于实现保密通信。处理，易于实现保密通信。(3)(3)数字信号数字信号便于计算机进行处理便于计算机进行处理，使通信系统更，使通信系统更加通用和灵活。加通用和灵活。(4)(4)数字电路数字电路易于大规模集成易于大规模集成，便于设备的微型化，便于设备的微型化缺点：缺点：数字信号占据频带较宽，频带利用率低。数字信号占据频带较宽，频带利用率低。1.5 1.5 现代通信系统现代通信系统 7070年代以前，通信系统主要是模拟体制，接收机如前介绍年代以前，通信系统主要是模拟体制，接收机如前介绍的超外差接收机，的超外差接收机，707
4、08080年代无线电通信实现了模拟年代无线电通信实现了模拟数数字的大转变，从系统控制（选台调谐、音量控制，均衡控字的大转变，从系统控制（选台调谐、音量控制，均衡控制等）到信源编码、信道编码，以及硬件实现技术都无一制等）到信源编码、信道编码，以及硬件实现技术都无一例外地实现了数字化。现代超外差接收机可用下图来表示，例外地实现了数字化。现代超外差接收机可用下图来表示，它是一个模拟与数字的混合系统。它是一个模拟与数字的混合系统。IF放 大解 调DSPDACADC混 频本 振（数 字 频 率 合 成 可 控 振 荡 源）宽 带RF放 大 器1.5.1 1.5.1 模拟与数字的混合系统模拟与数字的混合系
5、统2.2 2.2 非线性电路分析基础非线性电路分析基础Chapter 2 通信电子线路分析基础通信电子线路分析基础2.1 2.1 选频网络选频网络2.1 选频网络选频网络2.1.12.1.1 串联谐振回路串联谐振回路2.1.22.1.2 并联谐振回路并联谐振回路2.1.32.1.3 串、并联阻抗等效互换与串、并联阻抗等效互换与 回路抽头时的阻抗变换回路抽头时的阻抗变换2.1.42.1.4 耦合回路耦合回路2.1.5 2.1.5 选择性滤波器选择性滤波器c1zjezjBGLCjLCRzY11LCf,LC211ooLCf,LC211ppCLRRRRLQ11ooLCRRLRRLQPpppppooo2
6、1)(ffQRLRCLRXoo失谐时的抗ooop21(ffQGCGLCGBp谐振时的电导)失谐时的电纳)N(f)(f)0(f0)Q1 Q2 Q1 Q2 N(f)=0II 1 2 21 1 2 N(f)(f)0(f0)Q1 Q2 Q1 Q2 N(f)=0VV 1 2 21 1 2 007.0Qff2pp7.02Qff i 0 2 2 Q1 Q2 n 0 2 2 Q1 Q2 LsoLRRRLQLpspp1RRRRQQL 串联谐振回路并联谐振回路阻抗或导纳 谐振频率 品质因数Q 通频带B相频特性曲线 失谐时阻抗特性 0，x 0 回路呈感性 0，xp，B 0 回路呈容性 p，B R 例题例题1:如图，
7、设给定串联谐振回路的如图，设给定串联谐振回路的f0=1MHz，Q0=50，若输出电流超前信号源电，若输出电流超前信号源电 压相位压相位45，试求：，试求：1)此时信号源频率此时信号源频率f是多少？输出电流相对于谐振时衰减了多少分贝？是多少？输出电流相对于谐振时衰减了多少分贝？2)现要在回路中的再串联一个元件，使回路处于谐振状态，应该加入何种元现要在回路中的再串联一个元件，使回路处于谐振状态，应该加入何种元 件，并定性分析元件参数的求法。件，并定性分析元件参数的求法。C R L VS 本题主要考查的是串联谐振回路基本参数与特性，及其在失谐本题主要考查的是串联谐振回路基本参数与特性，及其在失谐情况
8、下的特性。情况下的特性。该题应该从该题应该从“输出电流超前信号源电压输出电流超前信号源电压45”入手，针对失谐时入手，针对失谐时的回路阻抗，具体分析输出电压与信号源的角度关系。同时，由于题目给的回路阻抗，具体分析输出电压与信号源的角度关系。同时，由于题目给出的是谐振时的条件，解题时应将失谐的情形与谐振时相参照，以便充分出的是谐振时的条件，解题时应将失谐的情形与谐振时相参照，以便充分利用已知条件求解。利用已知条件求解。分析：分析：因而，因而，CLjRVIS1RCL1arctan4511RCLRVIS0MHzQfB02.05010MHzBf01.021kHzMHzfff99099.00210II从
9、而可得：从而可得：1）串联谐振回路中，输出电流为：）串联谐振回路中，输出电流为：因此有，因此有，则，则，解：解：由通频带的定义可知由通频带的定义可知当回路处于谐振状态时，当回路处于谐振状态时，由已知条件由已知条件 f0=1MHz，Q=50，得，得 L1/C,故故 0,即即ff0，又由已知条件知回路失谐状态时，输出电流超前信号源电压相位又由已知条件知回路失谐状态时，输出电流超前信号源电压相位45 21)1(11)1(11220RCLIIBf21所以所以正好是定义通频带正好是定义通频带B的的即信号源频率处于回路通频带边缘，即信号源频率处于回路通频带边缘，2）由上一问可知）由上一问可知 0，回路呈现
10、容性，根据题设，为使回路达到谐，回路呈现容性，根据题设，为使回路达到谐振状态，只须回路中增加一个电感元件即可。振状态，只须回路中增加一个电感元件即可。根据谐振条件，假设加入的电感为根据谐振条件，假设加入的电感为L，则有，则有，CLL001)(因为，因为，根据分贝定义，根据分贝定义，210IIdBII321log20log200即输出电流相当于谐振时衰减了即输出电流相当于谐振时衰减了3dB。例例题题2 2：有一并联谐振回路如图，并联回路的无载：有一并联谐振回路如图，并联回路的无载Q Q值值 Q Qp p=80=80，谐振电阻谐振电阻 R Rp p=25k=25k，谐振频率谐振频率f fo o =
11、30MHz=30MHz，信号源电流幅度信号源电流幅度 I Is s=0.1mA=0.1mA(1)(1)若信号源内阻若信号源内阻R Rs s=10k=10k，当负载电阻当负载电阻R RL L不接时，不接时，问通频带问通频带B B和谐振时输出电压幅度和谐振时输出电压幅度V Vo o是多少？是多少？(2)(2)若若R Rs s=6k=6k，R RL L=2k=2k，求此时的通频带求此时的通频带B B和和V Vo o 是多少？是多少？IsCLRsRpRL解解：(1)Rs=10k，V720k25102510mA10pspsso.RRRRIv而2310251801spoLRRQQMHz3.12330LoQ
12、fB(2)K2K6LsRR V14021612511101111cspso.RRRIV5.42256251801LpspoLRRkRQQMHz7.65.430LoQfB故并联电阻愈小，即故并联电阻愈小，即Q QL L越低，通带愈宽。越低，通带愈宽。例题：有一双电感复杂并联回路如图所示，巳知例题：有一双电感复杂并联回路如图所示，巳知L1+L2=500 L1+L2=500 ，C=500PFC=500PF，为了使电源中的二次谐振能被回路滤除，应如何分配，为了使电源中的二次谐振能被回路滤除，应如何分配L1L1和和L2L2？CR2L1L2R1uHuH1.1.串并联阻抗的等效互换串并联阻抗的等效互换 所谓
13、等效就是指电路工作在某一频率时，不管其内部的所谓等效就是指电路工作在某一频率时，不管其内部的电路形式如何，从端口看过去其阻抗或者导纳是相等的。电路形式如何，从端口看过去其阻抗或者导纳是相等的。2222222222222222221X1XRXRjXRXRjXRjXRjXRR故：故：2222222X1XRXRRR22222221XRXRX 由于串联电路的有载品质因数由于串联电路的有载品质因数与并联电路的有载品质因数相等与并联电路的有载品质因数相等22X111LXRRRXQ所以等效互换的变换关系为：所以等效互换的变换关系为：当品质因数很高（大于当品质因数很高（大于1010或者更大）时则有或者更大）时
14、则有21LX12QRRR12XX 21L12Q11XXX121L2RRQ1R 2.回路抽头时阻抗的变化（折合）关系回路抽头时阻抗的变化（折合）关系 接入系数：接入系数：Is C Rs a b d Is Rs d b C L Vdb Vdb dbabVVP 接入系数接入系数P P 即为抽头点电压与端电压的比即为抽头点电压与端电压的比减小信号源内阻和负载对减小信号源内阻和负载对回路的影响。回路的影响。抽头的目的：抽头的目的：低抽头向高抽头转换时，等效阻抗提高低抽头向高抽头转换时，等效阻抗提高 倍，电流源减小倍，电流源减小P P倍。倍。21P2.1.4 耦合回路耦合回路1 1、概述、概述单振荡回路缺
15、点：单振荡回路缺点：1 1、选频特性不够理想、选频特性不够理想2 2、阻抗变换不灵活、不方便、阻抗变换不灵活、不方便电感耦合回路电感耦合回路电容耦合回路电容耦合回路 （3）全谐振：全谐振：调节初级回路的电抗及次级回路的电抗，使两个回路都调节初级回路的电抗及次级回路的电抗，使两个回路都单独的达到与信号源频率谐振，即单独的达到与信号源频率谐振，即x11=0，x22=0，这时称耦这时称耦合回路达到全谐振。合回路达到全谐振。在全谐振条件下，两个回路的阻抗均呈电阻性。在全谐振条件下，两个回路的阻抗均呈电阻性。z11=R11，z22=R22，但，但R11 Rf1，Rf2 R22。2211211222)()
16、(21RRMRRRMRff或次级电流达到可能达到的最大值次级电流达到可能达到的最大值 22l1smaxmax,22RRVI如果改变如果改变MM，使，使R R11=11=RfRf1 1，R R22=22=RfRf2 2，满足匹配条件，则称为最佳全谐振。，满足匹配条件，则称为最佳全谐振。此时，此时，2211cRRM21221122112211cc1QQLLRRLLMk此时互感和耦合系数分别为：此时互感和耦合系数分别为：2.1.5 选择性滤波器选择性滤波器一、一、LC集中选择性滤波器：集中选择性滤波器：1.1.LC集中选择性滤波器可分为低通、高通、带通和带阻等集中选择性滤波器可分为低通、高通、带通和
17、带阻等形式。带通滤波器在某一指定的频率范围形式。带通滤波器在某一指定的频率范围f1 f2之中，信号能之中，信号能够通过，而在此范围之外，信号不能通过。够通过，而在此范围之外，信号不能通过。vs+Rs C L Co 2C Co 2C Co 2C Co 2C Co C Co L 2 L 2 L 2 L 2 L RL+vo Co 二、石英晶体滤波器二、石英晶体滤波器 C0 rq Cq Lq JT b a qqq1CLCLCCCCLqq0q0qp11 为了扩大感性区加宽滤波器的通带宽度，通常可串联为了扩大感性区加宽滤波器的通带宽度，通常可串联一电感或并联一电感来实现。一电感或并联一电感来实现。可以证明
18、串联一电感可以证明串联一电感L Ls s则减小则减小 q q，并联一电感并联一电感Ls则加则加大大 p，两种方法均扩大了石英晶体的感性电抗范围。两种方法均扩大了石英晶体的感性电抗范围。Ls Ls 2.2.2 2.2.2 非线性电路的分析方法非线性电路的分析方法 非线性电路不具有非线性电路不具有叠加性与均匀性。叠加性与均匀性。在分析非线性电路时，常常用到在分析非线性电路时，常常用到幂级数分析法幂级数分析法、指数函数分、指数函数分析法、析法、折线分析法、时变参量分析法、开关函数分析法折线分析法、时变参量分析法、开关函数分析法等。等。幂级数分析法幂级数分析法折线分析法折线分析法时变参量分析法时变参量
19、分析法开关函数分析法开关函数分析法3.1概述概述3.2晶体管高频小信号等效电路与参数晶体管高频小信号等效电路与参数3.3单调谐回路谐振放大器单调谐回路谐振放大器3.4谐振放大器的稳定性谐振放大器的稳定性3.5调谐放大器的常用电路与集成电路调谐放大器的常用电路与集成电路 谐振放大器谐振放大器 放大高频小信号放大高频小信号(中心频率在几百中心频率在几百kHz到几百到几百MHz，频谱宽度在频谱宽度在 几几kHz到几十到几十MHz的范围内的范围内)的放大器。的放大器。高频放大 fs fs 本地振荡 fo 混频 fofs=fi fi 低频放大 检波 中频放大 F F 几十几十VV几几mVmV1V1V左右
20、左右1.高频小信号放大器的特点：高频小信号放大器的特点：信号较小故工作在线性范围内信号较小故工作在线性范围内(甲类放大器甲类放大器)1)增益：增益：（放大系数）（放大系数）电压增益：功率增益：iVVAoVi0PPPA 3、高频小信号放大器的质量指标、高频小信号放大器的质量指标2)通频带：通频带：放大器的电压增益下降到最大值的放大器的电压增益下降到最大值的0.707倍时，所对应的频率范围称为放大倍时，所对应的频率范围称为放大器的通频带，用器的通频带，用B=2 f 0.7表示。表示。2 f 0.7也称为也称为3分贝带宽。分贝带宽。增益和稳定性是一对矛盾增益和稳定性是一对矛盾通频带和选择性是一对矛盾
21、通频带和选择性是一对矛盾；纳和输出电容纳和输出电容分别是放大器的输出导分别是放大器的输出导和和oeoeCg输输入入导导纳纳和和输输入入电电容容。分分别别是是下下一一级级放放大大器器的的和和ie2ie2Cg2222122221;g ieoepieoeCpCpCCggpgp其中)1(A21VLjCjgyppfei ie e2 22 22 2o oe e2 21 1p pf fe e2 21 1f fe e2 21 1V V0 0g gp pg gp py yp pp pg gy yp pp pA Ag单调谐回路放大器单调谐回路放大器谐振谐振电压增益电压增益goLCQLC1oCLRQ1o122PoA
22、ieieVoggA功率增益：ie222oe121gpgpoeiefeggy12maxPo4A此时：功率匹配条件：CyppfAfeV22217.00带宽增益乘积为一常数带宽增益乘积为一常数LQf07.0f2LQff021.011.0123-1 3-1 设工作频率设工作频率f f=30MHz=30MHz，晶体管的正向传输导纳，晶体管的正向传输导纳 y y fefe =58.3ms=58.3ms，g gieie=1.2ms,=1.2ms,C Cieie=12PF,=12PF,g goeoe=400=400 s,s,C Coeoe=9.5pF=9.5pF，回路电感，回路电感L L=1.4=1.4 H
23、H，接入系数接入系数P P1 1=1=1，P P2 2=0.3=0.3空载品质因数空载品质因数Q Q0 0=100=100（假设（假设y yrere=0=0）0vA求：求：1.1.单级放大器谐振时的电压增益单级放大器谐振时的电压增益 2.2.通频带通频带2 2 f f 0.70.7，3.3.谐振时回路外接电容谐振时回路外接电容C C 4.4.若若R4=10 kR4=10 k，试计算并比较在回路，试计算并比较在回路中并上中并上R4R4前后的通频带和增益。前后的通频带和增益。C R3 LF CF C1 R2 R1 C2 P1 P2 a b L +R4 例例 题题分析：根据电压增益表达式分析：根据电
24、压增益表达式 ，应先求出总电导，应先求出总电导g g 首先将图中的负载画出其等效电路如图所示，首先将图中的负载画出其等效电路如图所示，C R3 LF CF C1 R2 R1 C2 P1 P2 a b L +R4 R4 Rp L C iegp22 ieCp22 P1Coe 2 P1goe 2 gyPPAfevo21 解解：因为回路谐振电阻因为回路谐振电阻RP=Q0 0L=100 6.28 30 106 1.4 10-6 26k S.RG53pp10843102611 因此回路总电导因此回路总电导 g=Gp+22221ieoegPgP 若下级采用相同晶体管时，即若下级采用相同晶体管时，即gie1=
25、gie2=1.2ms 则则g=0.038410-3+0.410-3+(0.3)21.210-3=0.5510-3S 325503583021.gyPPAfevo 回路总电容为回路总电容为PF.LfC201041)1030(21)2(162620 故外加电容故外加电容C应为应为PFCPCPCC9.412(0.3)9.520)(2ie22oe21 通频带为通频带为MHz.ACyPPffe.354321020210358302212-3vo2170 电压增益为电压增益为 若若R4=10kR4=10k，则，则 sRg344101.0133341065.0101.01055.0ggg9.26|21gyp
26、pAfevo7.07.022fAfAvovoMHZf17.59.2635.43227.0因此并上电阻因此并上电阻R4R4后增益降低，带宽加宽。后增益降低，带宽加宽。故故 而而 则则 4、多级单调谐回路谐振放大器、多级单调谐回路谐振放大器 如果多级放大器是由完全相同的单级放大器组成，如果多级放大器是由完全相同的单级放大器组成，则则 A Am m=mv1ALmmmQfff017.017.012212)2(3.4.13.4.1自激产生的原因自激产生的原因是是不不稳稳定定的的原原因因。生生，的的存存在在会会导导致致自自激激的的产产在在实实际际中中r re ey y失配法失配法 使使G GL L或或g
27、gs s的数值增大，因而使输入或输出回路与的数值增大，因而使输入或输出回路与 晶体管失去匹配。晶体管失去匹配。（增益低）失配法：信号源内阻不与晶体管输入阻抗匹配；失配法：信号源内阻不与晶体管输入阻抗匹配；晶体管输出端负载不与晶体管的输出阻抗匹配。晶体管输出端负载不与晶体管的输出阻抗匹配。即即以牺牲电压增益来换取放大器的稳定性以牺牲电压增益来换取放大器的稳定性单向化的方法有：单向化的方法有：中和法中和法 消除消除y yrere的反馈的反馈中和法中和法:外加一个电容抵消正反馈电容的作用外加一个电容抵消正反馈电容的作用.（仅一个频率）AL1L2BCbcCNVi+4.1概述概述4.2谐振功率放大器的工
28、作原理谐振功率放大器的工作原理4.3晶体管谐振功率放大器的折线近似分析法晶体管谐振功率放大器的折线近似分析法4.4晶体管功率放大器的高频特性晶体管功率放大器的高频特性4.5高频功率放大器的电路组成高频功率放大器的电路组成4.6 晶体管倍频器晶体管倍频器2、功率信号放大器使用中需要解决的两个问题：、功率信号放大器使用中需要解决的两个问题：高效率输出高功率输出高效率输出高功率输出联想对比：联想对比：谐振功率放大器与高频小信号谐振放大器；谐振功率放大器与高频小信号谐振放大器；谐振功率放大器与低频功率放大器；谐振功率放大器与低频功率放大器；1、使用谐振功率放大器的目的、使用谐振功率放大器的目的放大高频
29、大信号使发射机末级获得足够大的发射功率。放大高频大信号使发射机末级获得足够大的发射功率。音音频频放放大大 高高频频振振荡荡 倍倍频频 高高频频放放大大 调调制制 缓缓冲冲 传传输输线线 话话筒筒 声声音音 （直直流流电电源源未未画画）5、工作状态：、工作状态：功率放大器一般分为甲类、乙类、甲乙类、丙类等工作功率放大器一般分为甲类、乙类、甲乙类、丙类等工作方式，为了进一步提高工作效率还提出了丁类与戊类放大器。方式，为了进一步提高工作效率还提出了丁类与戊类放大器。(a)甲类甲类 class-A amplifier(b)乙类乙类 class-B amplifier(c)甲乙类甲乙类 class-AB
30、 amplifier(d)丙类丙类 class-C amplifierP=Po+PccooocPPPPPP=VCC Ic0 p21cmp2cm1cmcmoRI21R2VIV21P)(BZBEccVvgibmBZBBcVVVcosCCcmVVcbmccVgicos1max)(c0maxC0CiIcccmiI1max1CCcmCmaxcrCEmincri=g V=g(V-V)临界时AP*okPk20c11=1+k/LQQk 12ck1/Q Q 转移 特性 ic VBZ o 理想化 ic max ic t o c+c o c+c Vbm Vbm vBE vc VBB t ic ic 3 2 1 Im
31、 0 180 90 半导通角 t B A C D 3 2 1 负载增大 VBE=vBE max VCC Q vce min Vcm 1.欠压状态 2.临界状态 3.过压状态 Rp Vcm Vcm 临界时，Po最大，发射机末级过压区，可集电极调幅欠压区，可基极调幅例4-1 谐振功率放大器输出功率Po已测出，在电路参数不变时，为提高Po采用提高Vbm的办法。但效果不明显，试分析原因，并指出为了达到Po明显提高的目的，可采用什么措施?答：说明放大器工作在过压工作状态，为了达到Po明显提高的目的可以减小Rp或增加Vcc。4.4.1直流馈电电路直流馈电电路4.4.2输出回路和级间耦合回路输出回路和级间耦
32、合回路集电极馈电电路集电极馈电电路基极馈电电路基极馈电电路级间耦合网络级间耦合网络输出匹配网络输出匹配网络优点：优点：在并馈电路中，信号回路两端均处于直流地电位，在并馈电路中，信号回路两端均处于直流地电位，即零电位。对高频而言，回路的一端又直接接地，因此回即零电位。对高频而言，回路的一端又直接接地，因此回路安装比较方便，路安装比较方便，调谐电容调谐电容C上无高压，安全可靠上无高压，安全可靠；LCC1LC+VCCALCCC1+VCCLC2(a)串 馈(b)并 馈缺点缺点:在并馈电路中，在并馈电路中，LC处于高频高电位上，它对地的分布电处于高频高电位上，它对地的分布电容较大容较大，将会直接影响回路
33、谐振频率的稳定性；，将会直接影响回路谐振频率的稳定性；串联电路的特点正好与并馈电路相反。串联电路的特点正好与并馈电路相反。1.集电极馈电电路集电极馈电电路在功放级输出功率大于在功放级输出功率大于1W时，基极偏置常采用时，基极偏置常采用自给偏自给偏置方法置方法。自偏置方法具有在输入信号幅度变化时自动稳定。自偏置方法具有在输入信号幅度变化时自动稳定输出电压的作用。输出电压的作用。基极扩散电阻当激励加大时，当激励加大时，I IE0E0(I IB0B0)增大，使偏压加大，因而又使增大，使偏压加大，因而又使I IE0E0的相对增加量减小；的相对增加量减小；反之，当激励减小时，反之，当激励减小时，I IE
34、0E0减小，偏压也减小，因而减小，偏压也减小，因而I IE0E0的相对减小量也减小。的相对减小量也减小。2.基极馈电电路基极馈电电路1.级间耦合网络级间耦合网络4.4.24.4.2输出回路和级间耦合回路输出回路和级间耦合回路2)降低级间耦合回路的效率，降低级间耦合回路的效率，这样下级输入阻抗的变化相对于这样下级输入阻抗的变化相对于回路本身的损耗而言就不显得重要了。回路本身的损耗而言就不显得重要了。1)使中间级放大器工作于使中间级放大器工作于过压状态，过压状态，使它近似为一个恒压源。使它近似为一个恒压源。其其输出电压几乎不随负载变化。输出电压几乎不随负载变化。2.输出匹配网络输出匹配网络使负载阻
35、抗与放大器所需要的最佳阻抗相使负载阻抗与放大器所需要的最佳阻抗相匹配匹配，以保证放大器传输到负，以保证放大器传输到负载的功率最大。载的功率最大。抑制工作频率范围以外的频率，即它应有良好的抑制工作频率范围以外的频率，即它应有良好的滤波滤波作用作用。有效地传送功率到负载，但同时又应尽可能地使这几个电子器件彼此有效地传送功率到负载，但同时又应尽可能地使这几个电子器件彼此隔隔离离，互不影响。，互不影响。)复合输出回路复合输出回路LnC1CARACnL1r1L2MC1L1rr1ikA22RM r2121122 p MRMIIAkkAkrrrrrrro op p 功率功率电子器件送至回路的总电子器件送至回
36、路的总 回路送至负载的功率回路送至负载的功率0111111QQRRrLppkrrrrr PO PA 100%RP 欠压 临 介 过压（M 大）（M 小）k PA在微欠压时获得最大输出功率2c1K11kkrrr 例例4-4 4-4 某功率放大器如图所示，设中介回路与负载某功率放大器如图所示，设中介回路与负载回路均以调谐好，放大器处于临界工作状态。回路均以调谐好，放大器处于临界工作状态。1.1.当当ccVBBV1M不变时，不变时，2M增大时放大器的工作状态如何变化？为什么？增大时放大器的工作状态如何变化？为什么？2MccVBBV1M后，为了维护放大器仍工作于临界状态后，为了维护放大器仍工作于临界状
37、态仍不变），仍不变），应如何变化？为什么？应如何变化？为什么？2.在增大在增大（此时（此时VAgc/8.0VVBB1VVBZ6.070cVVcc249.01000Q10LQ3.3.若电路均已调谐好，工作在临界工作状态，已知晶体管的转移特性的斜率若电路均已调谐好，工作在临界工作状态，已知晶体管的转移特性的斜率，电压利用系数，电压利用系数，中介回路，中介回路，求出集电极输出功率，求出集电极输出功率0PAP与天线功率与天线功率。分析分析本例是一综合应用题，将复合输出回路的调整与各级电压变本例是一综合应用题，将复合输出回路的调整与各级电压变化对谐振功率放大器工作状态的变化联系起来，同时根据已知参量化对
38、谐振功率放大器工作状态的变化联系起来，同时根据已知参量cg利用转移特性方程可求出相应的功率参数。利用转移特性方程可求出相应的功率参数。ccVBBV1M不变时，不变时，2M增大时放大器的工作状态如何变化？为什么？增大时放大器的工作状态如何变化？为什么？1.1.当当2M)(221ApRMrCLR2MARM22)(pRpR解解 :根据复合输出回路中等效负载电阻与根据复合输出回路中等效负载电阻与 的关系式的关系式可知当可知当增大时反射电阻增大时反射电阻增大，中介回路的等效负载电阻增大，中介回路的等效负载电阻根据负载特性可知当根据负载特性可知当减小时其工作状态由临界进入欠压工作状态。减小时其工作状态由临
39、界进入欠压工作状态。减小，减小，PO PA 1 0 0%R P 欠 压 临 介 过 压（M 大）（M 小）k 2MccVBBV1M后，为了维护放大器仍工作于临界状态后，为了维护放大器仍工作于临界状态仍不变），仍不变），应如何变化？为什么？应如何变化？为什么？2.在增大在增大（此时（此时2MccVBBV1M1MbmVbmV当增大当增大 后，为了维持放大器仍工作于临界状态，同时后，为了维持放大器仍工作于临界状态，同时又不能变，此时只能增加又不能变，此时只能增加。因为当。因为当增大时输入到管子的电压增大时输入到管子的电压也增加，当也增加，当增加时功效管的工作状态由欠压进入临界。增加时功效管的工作状态
40、由欠压进入临界。解解 :(a)过压状态欠压状态VbmIC0OIcm1(b)过压状态欠压状态VbmPoOP=PcipVAgc/8.0VVBB1VVBZ6.070cVVcc249.01000Q10LQ3.3.若电路均已调谐好，工作在临界工作状态，已知晶体管的转移特性的斜率若电路均已调谐好，工作在临界工作状态，已知晶体管的转移特性的斜率，电压利用系数，电压利用系数，中介回路，中介回路，求出集电极输出功率，求出集电极输出功率0PAP与天线功率与天线功率。cg)cos1(maxcbmcCVgiBZBBcbmVVVcosVVVVcBZBBbm71.470cos6.01cosAAVgibmcC49.2)34
41、.01(71.48.0)70cos1(maxAiICcm084.1)70(1max1VVVVcccm6.21249.0WWVIPcmcm7.116.21084.1212110WWPQQPPLkA54.107.119.0)1(000已知已知，所以，所以联立解式、可知联立解式、可知天线功率天线功率根据转移特性，有根据转移特性，有故故+VCCLCnf吸收回路 负载回路中的吸收电路(1)提高回路的品质因数提高回路的品质因数Qo。(2)在输出回路旁并接吸收回路。在输出回路旁并接吸收回路。(3)采用选择性好的带通滤波器作负载。采用选择性好的带通滤波器作负载。(4)用推挽倍频电路。用推挽倍频电路。怎样提高输
42、出回路的滤波作用呢？怎样提高输出回路的滤波作用呢？晶体管倍频器与晶体管倍频器与谐振谐振功放的线路基本相同，功放的线路基本相同，唯一不同之处唯一不同之处是是它的集电极回路对输入信号的某次谐波频率它的集电极回路对输入信号的某次谐波频率nfnf调谐。调谐。n21AF1FAFA0AoQvv起振条件：起振条件：振幅稳定：振幅稳定：平衡条件：平衡条件：0Z靠有源器件工作在非线性区来完成靠有源器件工作在非线性区来完成相位稳定：相位稳定：靠并联谐振回路来完成。靠并联谐振回路来完成。平衡稳定条件：平衡稳定条件：n21FA1FAFA0oA0QVomQ反馈特性振荡特性VomF1 Vom A0 F 1 F 1 A B
43、 Q Z YF o o2 YF YF YF o2 o2 Z YF Q2 Q1 Q1Q2 1 o1 o1 v1Rb 1Rb 2Cb VC CCLL1L2CeRe (a)(a)共发电感反馈三端式振荡器电路共发电感反馈三端式振荡器电路 v1 C N1 N2 L1 L2 +vi vf(b)等效电路等效电路电感反馈三端式振荡器电感反馈三端式振荡器(哈特莱电路哈特莱电路)MLMLF12优点：优点：1）L1、L2之间有互感，反馈较强，容易起振；之间有互感，反馈较强，容易起振；2）振荡频率调节方便，只要调整电容）振荡频率调节方便，只要调整电容C的大小即可。的大小即可。3）C的改变基本上不影响电路的反馈系数。的
44、改变基本上不影响电路的反馈系数。1）振荡波形不好，因为反馈电压是在电感上获得，而电感振荡波形不好，因为反馈电压是在电感上获得，而电感对高次谐波呈高阻抗，因此对高次谐波的反馈较强，使对高次谐波呈高阻抗，因此对高次谐波的反馈较强，使波形失真大；波形失真大；2）电感反馈三端电路的振荡频率不能做得太高，这是因为电感反馈三端电路的振荡频率不能做得太高，这是因为频率太高，频率太高，L L太小且分布参数的影响太大。太小且分布参数的影响太大。缺点：缺点：电容反馈三端振荡器电容反馈三端振荡器(考毕兹电路考毕兹电路)v1 Cb Re Ce VCC L Rs Cc C1 C2 v1 C1 C2 +L vi vf 2
45、1CCF LCf12102121CCCCC1）电容反馈三端电路的优点是振荡波形好。）电容反馈三端电路的优点是振荡波形好。2）电路的频率稳定度较高，适当加大回路的电容量，就可以减小不稳）电路的频率稳定度较高，适当加大回路的电容量，就可以减小不稳定因素对振荡频率的影响。定因素对振荡频率的影响。3）电容三端电路的工作频率可以做得较高，可直接利用振荡管的输出、）电容三端电路的工作频率可以做得较高，可直接利用振荡管的输出、输入电容作为回路的振荡电容。它的工作频率可做到几十输入电容作为回路的振荡电容。它的工作频率可做到几十MHz到几到几百百MHz的甚高频波段范围。的甚高频波段范围。调调C1或或C2来改变振
46、荡频率时，反馈系数也将改变。但只要在来改变振荡频率时，反馈系数也将改变。但只要在L两两端并上一个可变电容器，并令端并上一个可变电容器，并令C1与与C2为固定电容，则在调整频率时，为固定电容，则在调整频率时，基本上不会影响反馈系数。基本上不会影响反馈系数。优点：优点：缺点：缺点：串联型改进电容三端式振荡器串联型改进电容三端式振荡器(克拉泼电路克拉泼电路)Cb Re VCC Rs C3 C1 C2 L Rb2 Rb1 A B RL C1 L A B Cce Cbe C2 Re b Ccb c e Reo C3 323133313221321CCCCC1CCCCCCCCCCC30LC1LC121CC
47、F PceC3/C1 PbeC3/C2C3C1，C30,AF=1,F=1/A0,所以所以 F=F=x xbebe/x xcece0,0,x xebeb与与x xcece性质相同性质相同 Xbe+b Xce Xcb vi vf+vo c e 4X Xebeb与与X Xcece同性质，它们与同性质，它们与X Xcbcb相异相异；结论结论:x xcece和和x xbebe、x xcbcb不一定是单一电抗元件，而是可以由不同符号的电抗元件组成。不一定是单一电抗元件，而是可以由不同符号的电抗元件组成。在频率一定时，可以等效为一个电感或电容。在频率一定时，可以等效为一个电感或电容。例例5-1 5-1 振荡
48、电路如图振荡电路如图(a)a)所示，试画出交流等效电路，并判断所示，试画出交流等效电路，并判断电路在什么条件下起振，属于什么形式的振荡电路？电路在什么条件下起振，属于什么形式的振荡电路？L3C3C1C2Rb1Rb2CcCcRcReCeL1CVCCebc C2C3eL3C1L1bc2)2)根据交流等效电路可知，因为根据交流等效电路可知，因为x xebeb为容性电抗，为了满足为容性电抗，为了满足三端电路相位平衡判断准则，三端电路相位平衡判断准则，x xcece也必须呈容性。同理，也必须呈容性。同理，x xcbcb应该应该呈感性。呈感性。(b)b)(a)a)解解 1)1)根据画交流等效电路原则，将所
49、有偏置视为开路，将耦根据画交流等效电路原则，将所有偏置视为开路，将耦合电容、交流旁路电容视为短路，则该电路的交流等效电路如合电容、交流旁路电容视为短路，则该电路的交流等效电路如图图(b)b)所示。所示。1.1.减小外因变化，根除减小外因变化，根除“病因病因”1)1)减小温度的变化：减小温度的变化：可将振荡器放在恒温槽内；可将振荡器放在恒温槽内；振荡器远离热源，振荡器远离热源，采用正、负温度系数不同的采用正、负温度系数不同的L L、C C，抵消，抵消 L L、C C。2)2)减小电源的变化：减小电源的变化：采用二次稳压电源供电；采用二次稳压电源供电；振荡器采取单独供电。振荡器采取单独供电。3)3
50、)减小湿度和大气压力的影响：减小湿度和大气压力的影响：通常将振荡器密封起来。通常将振荡器密封起来。4)4)减小磁场感应对频率的影响：减小磁场感应对频率的影响：对振荡器进行屏蔽。对振荡器进行屏蔽。5.4.35.4.3振荡器稳定频率的方法振荡器稳定频率的方法5)5)消除机械振动的影响消除机械振动的影响;通常可加橡皮垫圈作减振器。通常可加橡皮垫圈作减振器。6)6)减小负载的影响减小负载的影响:在振荡器和下级电路之间加缓冲器，提高回路在振荡器和下级电路之间加缓冲器，提高回路Q Q值；值；本级采用低阻抗输出本级采用低阻抗输出;本级输出与下一级采取松耦合；本级输出与下一级采取松耦合；采取克拉泼或西勒电路，
