第3章 高频谐振放大器

有所下降，发射机的中间级、集电极调幅级常采用这种状
态。
负载特性曲线
临界状态的特点是输出功率最大，效率也较高，比最大效 率差不了许多，可以说是最佳工作状态，发射机的末级常设计
成这种状态，在计算谐振功率放大器时，也常以此状态为例。
掌握负载特性，对分析集电极调幅电路、基极调幅电路的 工作原理，对实际调整谐振功率放大器的工作状态和指标是很
cos
1
Eb E 'b Ub
集电极电流脉冲幅值 ic max
ic max=gcUb(1–cos)
2) 电流余弦脉冲的各谐波分量系数0(c)、1(c)… n(c)可查表求得，并求得个分量的实际值。
3) 谐振功率放大器的功率和效率 直流功率：PO=Ic0 EC
2 2 集电极效率： P 1 c 1 P0 2
有帮助的。
2. 高频功放的振幅特性
振幅特性是指放大器电流、 电压、功率及效率随激励信号 振幅Ub的变化特性。 Ub变化，但EC、(-Eb)、Rp 不变或(-Eb)变化，但EC、Ub、
Rp不变，这两种情况所引起放 大器工作状态的变化是相同的。 因为无论是Ub还是Eb的变化， 其结果都是引起uBE的变化。 当(-Eb)或ub由小到大变化时,放 由 uBE= -Eb+Ubcost 大器的工作状态由欠压经临界转 uBEmax= -Eb+Ub 入过压。
电压、电流随负载变化波形
2. 高频功放的工作状态
Uc、ic随负载变化的波形如图所示，放大器的输入电压是一 定的，其最大值为Ubemax，在负载电阻RP由小至大变化时，负
载线的斜率由大变小，如图中123。不同的负载，放大器
的工作状态是不同的,所得的ic波形、输出交流电压幅值、功 率、效率也是不一样的。

3.1.4多级谐振放大器 1．多级单调谐放大器 多级单调谐放大器的谐振频率相同, 均为信号的中 心频率。
K0 K01K02 K0n
(3 ─ 13) (3 ─ 14) (3 ─ 15)
a
1 1
2
a n (1 2 ) n / 2
第3章 高频谐振放大器
第3章 高频谐振放大器
第3章 高频谐振放大器
N ∶N 3.2.1工作原理 U 一个采用晶体管的高频功率放大器的原理线路, 除 R′ R R 电源和偏置电路外, 由晶体管、 谐振回路和输入回路三 部分组成的。 i
1 2 CC B L L
V ui
c
ube Eb U b cos ωt
＋ CB (a) ic 2
－ ＋ ib V ＋ ube － uce － uc C ＋ L R
3
1 Rb1 V C 2 L 3 Ce 4 RL 5
5 2 L 4 1 RL
V
C
Rb2
C b Re
(a)
(b)
图 3 -1 高频小信号谐振放大器 (a) 实际线路; (b) 交流等效电路
第3章 高频谐振放大器
3.1.2 放大器性能分析
1． 晶体管的高频等效电路
b ＋ . Ube Yie e － (b) 晶体三极管Y参数等效电路 . YreUce . YfeUbe ＋ . Yoe U ce － e c
甲类功率放大电路
0
ic 2
u ()
ic 2
t ic 2
ub
t
＋EC
0 ＋EC
0 ＋i
RL 0
L
Eb
＋ Ui －
V1
ic 1
＋ Ui －

26
3.电流波形与工作原理
输入信号为: 基极回路电压为:
ub U b cos t uBE U BB U b cos t
uBE U BB时, T 截止,ic 0; uBE U BB时, T 导通,ic由特性给出.
27
28
集电极电流为周期性余弦脉冲,通角为 , 2 , 此余弦脉冲可按付氏级数进行分解:
20

作业:
P129 3-4 P129 3-7
思考题：
P129 3-1 P129 3-6
21

一.概述:
3.2高频功率放大器
1.功能:对高频信号进行功率放大(高效率输出大功率) a:推动强放 b:功率经天线辐射 c:高频加热 2.机理:
有源器件控制 电源供给直流能量
P0
高频交流功率
P 1
3.特点:a:大信号工作（>0.5V，1-2V） b:有源器件工作在非线性状态
1 1 ( P22 gie ) P 2 Q00 L 1
GL
1 2 1 ) ( (0.08) 2 *1.7 *10 3 ) 194us 0.3 100* 2 * 465*103 *560*10 6 Y fe 32*103 K0 66 6 6 194*10 290*10 GL g oe (
4

3.放大器高频等效电路

1)晶体管Y参数等效电路(下图所示)选
I b , I c 为因变量,U b ,U c 为自变量,由此可以对应下图, 写出相应方程: I b Yie U b Yre U c I c Y fe U b Yoe Ub － (b) Y ie . Y Uc re . Yfe U b Yoe

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发展历程及现状
发展历程
高频谐振放大器经历了从真空管到晶体管再到集成电路的发展历程，不断向着更高频率、更大带宽、更低噪声的 方向发展。
现状
目前，高频谐振放大器已经实现了高度集成化和数字化，采用先进的微波集成电路技术和数字信号处理技术，实 现了高性能、高可靠性、低功耗等目标。同时，随着5G等新一代通信技术的快速发展，高频谐振放大器面临着更 高的挑战和机遇。
设计输入输出匹配网络
根据晶体管的输入输出阻抗，设计合 适的匹配网络，以实现最大功率传输 和最小噪声系数。
仿真与优化
利用仿真软件对设计进行仿真验证 ，并根据仿真结果进行优化调整， 以满足设计要求。
版图设计与后仿真
完成电路版图设计，并进行后仿真 验证，确保实际电路性能与仿真结 果一致。
案例分析：成功与失败经验分享
04
高频谐振放大器仿真与测试 技术
仿真软件介绍及使用技巧
ADS仿真软件
ADS（Advanced Design System）是一款广泛应用于射频、微波和高速数字电路设计的EDA工具，具 有强大的仿真功能和丰富的元件库。使用ADS进行高频谐振放大器仿真时，需要掌握基本的电路搭建、 元件参数设置、仿真控制设置等技巧。
成功案例
某高频谐振放大器设计成功实现了高增益、低噪声和良好的稳定性。关键在于 精心选择了合适的晶体管，并设计了优化的偏置电路和输入输出匹配网络。
失败案例
另一款高频谐振放大器设计在实际测试中出现了自激振荡现象。分析原因发现， 是设计中未充分考虑稳定性因素，导致在某些频率下产生了正反馈。改进措施 包括增加稳定措施和调整匹配网络参数等。
02
高频谐振放大器电路分析