好文档就是一把金锄头!
欢迎来到金锄头文库![会员中心]
电子文档交易市场
安卓APP | ios版本
电子文档交易市场
安卓APP | ios版本

高频电子线路第2版 杨霓清4.4-5 .ppt

42页
  • 卖家[上传人]:E****
  • 文档编号:89275168
  • 上传时间:2019-05-22
  • 文档格式:PPT
  • 文档大小:975KB
  • / 42 举报 版权申诉 马上下载
  • 文本预览
  • 下载提示
  • 常见问题
    • 一、普通变压器及其特性,1、普通变压器及其等效电路,普通变压器的结构及频率特性如图1.4.1所示图4.4.1 普通变压器结构图,4.4.1 传输线变压器的工作原理及特性,4.4 宽带高频功率放大器,普通变压器的电路符号及其等效电路分别如图所示电路符号及其等效电路,,初级线圈电感量,初级线圈引线电感,初级线圈损耗电阻,次级线圈折合到初级后的等效损耗,次级线圈折合到初级后的引线电感,分布电容,由于,,当,下降时,,下降,则L的旁路作用,普通变压器低频端的等效电路,2、普通变压器的工作原理,在低频端,由于分布参数可以忽略,其等效电路如图 (a)所示在高频端:因为,大,,可以视为开路其等效电路,如图 (b)所示普通变压器高频端的等效电路,由以上分析得到的频率响应曲线如图4.4.1(b)所示普通变压器的波段覆盖系数,可达,由于分布参数影响,频带受限但是由于分布参数影响,频带受限图4.4.1 普通变压器的频率特性,,二、传输线变压器的结构,1、传输线(TrammsSion-Line),所谓传输线(TrammsSion-Line)是指连接信号源和负载的两根导线,如图4.4.2(a)所示 在低频工作时,因信号波长远大于导线长度,传输线就是两根普通的连接线,因此它的下限频率为零。

      在高频工作时、因信号波长与导线长度可以比拟,两导线上的固有分布电感和线间分布电容的影响就不能忽略,如图4.4.2(b)所示图 4.4.2 传输线,这时在输入信号源的作用下,沿传输线始端1—3到终端2—4的不同位置上,通过导线的电流和线间的电压无论在幅度和相位上都是不同的只有在传输线是无耗、且它的端阻抗是匹配的,即,的情况下,可以证明,它的上限频率,,则可近似认为,在上限频率范围内,线上电压和电流幅值处处相等(无驻波),即,,,2、传输线变压器结构,图4.4.3 1︰1传输线变压器 (a) 结构图 (b) 传输线电路 (c) 等效为1:1的倒相变压器电路,3、传输线变压器的工作原理,传输线变压器的两种工作方式: 低频端:分布电容影响小,变压器工作模式起主要作用; 高频端:传输线模式起主要作用;初次级线圈之间能量的传播靠线圈之间的分布电容的耦合作用,上限频率,,上千M,波段覆盖,,当信号由1.3端加入时,利用 与 的能量交换——信息传输显然,线间分布电容,电感不再影响高频能量的传播,而是电磁波赖以传播的主要因素注意:A、匹配:外接负载 等于传输线特性阻抗 ,,,,与结构,尺寸和介质有关。

      B、传输线无耗且终端匹配匹配时,沿传输线上任一位置上的电压,电流幅度处处相等,且,① 双线并绕,所以任意长度的线间电容( )很大,且分布均匀② 双线绕在高导磁率的铁氧体磁芯上,所以线上每段的电感量 都很大,而且均匀分布C、理想和终端匹配的传输线,具有无限宽的工作频带 D、终端做到严格匹配很困难,一般认为:,,,,( 对应于 的波长,传输线长),4、电路特点,4.4.2 传输线变压器的应用举例,1、高频反相器,图4.4.4 1:1高频反相器,,,,理想、无耗的情况下:,又(2.3)端或(1.4) 端同时接地,所以,实现了倒相器功能同时,故,称之为1:1倒相器,阻抗匹配条件,图4.4.5 平衡与不平衡变换器 (a)平衡—不平衡 (b)不平衡—与平衡,2、1:1传输线实现平衡和不平衡的相互转换,3、 1:4(4:1)阻抗变换,所以,而,所以,故,同时,图4.4.6 1:4阻抗变换器,变压器实现1:4的阻抗变换b)4:1阻抗变换器,所以,又,所以,同时,结论:,,① 阻抗匹配条件,,② 匹配时完成,不同连接时还可以构成更多的阻抗变换电路图4.4.7 两级宽带高频功率放大电路,两级宽带高频功率放大电路实例,利用多个功率放大电路同时对输入信号进行放大, 然后设法将各个功放的输出信号相加, 这样得到的总输出功率可以远远大于单个功放电路的输出功率,这就是功率合成技术。

      1)功率相加条件即若有N个相同功率放大器,每个功率放大器为匹配负载提供额定的功率,理想的功率合成器不但应具有功率合成的功能,还必须满足下列条件:,4.5 功率合成器,(2)相互无关条件即N个功率放大器彼此是隔离的也就是说当任何一个功率放大器损坏时,不影响其余放大器工作,它们各自仍能够向负载提供自己的额定功率图4.5.1为采用7个功率增益为2,最大输出功率为10 W的高频功放,利用功率合成技术,可以获得40W的功率输出图4.5.1 功率合成与分配电路框图,其中采用了三个一分为二的功率分配器和三个二合一的功率合成器很显然,讨论功率合成技术,首先应该讨论功率分配和功率合成网络实现理想功率合成的关键是魔T型混合网络(Hybrid Circuit)魔T型混合网络有四个端点,分别是A端、B端、C端和D端,如图4.5.2所示它的作用是:,1.C端为同相功率合成端当A、B两端输入等值,图4.5.2 功率合成示意图,2.D端为反相功率合成端当A、B两端输入等值反相功率时,D端负载,上获得两输入功率的合成,而C端,A、B两输入端彼此隔离即任一端功率放大器的工作状态变化或损坏时,不会影响另一端功率放大器的工作状态,并维持其原输出功率。

      4.利用该网络还可实现功率分配的功能当,时,加在D端的功率放大器将其输出功率均等地,输出;加到C端的功率放大器将其输出功率均等地分配给,4.5.1 魔T网络,利用传输线变压器可以组成各种类型的功率分配器和功率合成器, 且具有频带宽、 结构简单、插入损耗小等优点, 然后可进一步组成宽频带大功率高频功放电路图4.5.3所示的网络就具有上述特性,它既可以作功率分配,又可作功率合成,因此称之为魔T网络图4.5.3 魔T网络,魔T网络由4:1传输线变压器和相应的AO、BO、CO、DD四条臂组成,其中DD臂是平衡臂,臂的两端均不接地传输线变压器的特性阻抗,和每条臂上的阻值(负载,电阻或信号源内阻)满足以下关系:,一.魔T网络的结构特点,图4.5.3 魔T网络,当 AO、BO上接有相同的信号源,,且内阻为R,见图4.5.4所示设各臂的电流方向如图示,则有,二.魔T网络的功能,1.功率合成,图4.5.4 功率合成网络,将上面两式相加或相减,分别得到,及,设AO、BO两臂的信号源的正负极性如图4.5.4(a)所示,称之为同相源,则此时电流,7.4.1,图4.5.4 功率合成网络,看作两个电阻R的并联,所以AO、BO两支路上的信号,源均工作于匹配状态,输出额定功率,图4.5.4(b),鉴于AO、BO为同相源,故称为同相功率合成。

      当AO、BO两臂的信号源为反相源时,即,传输线上无电流,可将其开路图4.5.4 功率合成网络,AO、BO两臂上的两信号源工作于匹配状态,它们的输出功率为,在 DD臂上得到合成功率,,输出功率为,鉴于AO、BO为反相源,故称为反相功率合成得到图4.5.4(C)所示等效电路图4.5.4(C),若信号源接在CO臂,见图4.5.5(a)其输出功率同相地(见图中,、,平均分配给AO、BO臂上的负载,DD臂上无电流即CO臂与DD臂相互隔离7.4.1,2.功率分配,图4.5.5 同相功率分配,同相分配:,方向,均流向地),由电路可知,,时,电路对称,,始端电压与终端电压相等,即,,因而,图4.5.5 同相功率分配,当,所以有,因此必有,A、B、C三个点短路,得到图4.5.5(b)电路可见在规定的各臂阻值条件下,信号源与负载匹配,,CO臂上信号源输出额定功率,而AO、BO上获得地同相等功率信号,图4.5.5 同相功率分配,传输线上无电压可将传输线变压器的,信号源接在DD臂,见图4.5.6其输出功率,上的负载,CO臂上无电流图4.5.6 反相功率分配,反相分配:,由电路可知,当,时,由于电路对称,必有,,,,,,得图4.5.6(b)等效电路。

      由图知,,可见在规定的各臂阻值下,信号源与负载匹配信号源输出的额定功率,AO、BO上获得反相等功率输出C端无输出由于传输线上两电流相等,因此有,,传输线上无电流可将传输线开路,,图4.5.6 反相功率分配,4.5.2 功率合成电路介绍,图4.5.7是典型的反相功率合成原理电路图4.5.7 反相功率合成电路举例,,,,转换,将不平衡转变为平衡端,送入魔T网络,的平衡臂,DD端,实现反相功率分配由于两晶体管的输入电阻为,管的匹配电阻晶体管的输出最佳负载电阻为,由于两放大器工作在乙类推挽状态,轮流导通,它们将两个等值反相的等功率信号放大后,利用魔T网络,7.4.1,作为平衡转换为不平衡网络,将合成后的功率,各传输线变压器的特性阻抗应为,反相功率合成电路的优点是:输出没有偶次谐波,因此失真较小;输入电阻比单边工作时高,因而引线电感的影响减小图4.5.8 同相功率合成电路举例,图4.5.8表示一个典型的同相功率合成器电路,图中,将C端的输入功率平均分配,供给A端与B端同相激励功率为同相功率合成网络,它的作用是将两个晶体,管输至 A、B两端的功率在C端合成,供给负载们的作用是完成阻抗匹配晶体管发射极接入1.1,的负反馈电阻,用来提高晶体管的输入阻抗。

      各基极串,在同相功率合成器中,由于偶次谐波在输出端是相加的,因此输出中有偶次谐波存在,这是不如反相功率合成电路的地方(反相功率合成电路中的偶次谐波在输出端互相抵消)。

      点击阅读更多内容
      关于金锄头网 - 版权申诉 - 免责声明 - 诚邀英才 - 联系我们
      手机版 | 川公网安备 51140202000112号 | 经营许可证(蜀ICP备13022795号)
      ©2008-2016 by Sichuan Goldhoe Inc. All Rights Reserved.