网络匹配原理与计算剖析.ppt

3.4.2 匹配网络原理与计算,根据谐振功率放大器在发射机中所处位置的不同，常将谐振功率放大器所采用的匹配网络分为输入、级间耦合、输出三种匹配电路 输入匹配网络用于信号源与谐振功率放大器之间； 输出匹配网络用于输出级与负载（天线）之间； 级间耦合匹配网络用于高频功率放大器的推动级与输出级之间 1. 匹配网络在电路中的功能 ①滤波功能，保证负载获取工作频率的功率，抑制工作频率以外的谐波分量及干扰 ②阻抗匹配，将信号功率传送到负载上去,,输入匹配网络举例,一个给定的信号源，当负载电阻跟信号源内阻相等时，负载可获得最大输出功率，这就是常说的阻抗匹配之一直流,交流,高频功率晶体管的输入阻抗实数部分的数值通常只有几Ω，而信号源的内阻比晶体管的输入电阻要高为了使信号源的功率有效地加到高频功率晶体管的发射结上，可采用输入匹配网络来实现高频功率晶体管的输入电阻与信号源内阻的匹配 其中电感L1的品质因数在大功率电路中取QL=2~10，R2是T 的输入电阻仅几Ω,级间耦合匹配网络举例,对级间耦合匹配网络，其负载是下一级功率放大器的输入阻抗为保证级间功率放大器在其负载变化时，仍能向下一级提供平稳的输出电压，应选取级间功率放大器工作在过压状态。

R1是保证T1工作在过压状态所需的最佳电阻，Co=2Cob（T1的输出电容），R2是T2的输入电阻输出匹配网络模型,,,,,,,,,,匹配网络,,,,,,,,使负载阻抗与放大器所需要最佳阻抗匹配，即将负载阻抗转换为放大器所需要最佳阻抗（临界状态） 抑制工作频率范围以外的不需要的频率，即滤波作用,希望在负载天线上输出最大功率,输出匹配网络举例,为了输出得到最高输出功率，功率放大器应工作于临界状态 R1是保证T工作在临界状态所需的最佳电阻，Co=2Cob，R2是负载电阻天线负载50Ω,1. 匹配网络在电路中的功能,①滤波功能，保证负载获取工作频率的功率，抑制工作频率以外的谐波分量及干扰 ②阻抗匹配，将信号功率传送到负载上去,2. L型匹配网络,L 型匹配网络是最简单和最常用的匹配网络之一两种基本形式，如下图示,,,,,,,,,,,,,,,R1,R2,us,X1,X2,,,,,,,,,,,,,,,,,R1,R2,us,X2,X1,,,R2 R1,R2 R1,(1) R2R1 的L型匹配网络,X1、X2 是电抗，且两者电抗性质相反，一个是感抗,另一个必须是容抗阻抗匹配要求满足：,,,,,,,,,,,,,,,R1,R2,us,X1,X2,,,,,,,,,,,,,,,R1,us,X1,,,,,(1) R2R1 的L型匹配网络,例3-1 已知谐振功放的工作频率10 MHz、输出电阻Ro=280 欧，负载天线的阻抗RL=50 欧，计算L型匹配网络参数值,,,,,,,,,,,,,R1,R2,us,X1,X2,,,,(1) R2R1 的L型匹配网络,例3-1 已知谐振功放的工作频率10 MHz、输出电阻Ro=280 欧，负载天线的阻抗RL=50 欧，计算L型匹配网络参数值,,,,,,,,,,,,,R1,R2,us,X1,X2,,,,（2） R2R1 的L型匹配网络,X1、X2 是电抗，且两者电抗性质相反，一个是感抗,另一个必须是容抗。

阻抗匹配要求满足：,,,,,,,,,,,,,,,R1,R2,us,X1,X2,,,,,,,,,,,,R1,us,X1,,,,,L型匹配网络特点,3. п型匹配网络,,,,,,,,,,,,,,,R1,R2,us,XP1,XS,,,XP2,,,,,,,,,,,,,,,,,,R1,R2,us,XP1,XS1,XP2,,,,,XS2,,,,,Rinter,,XS = XS1+XS2,п型网络变成两个L型网络,负载电阻R2经XP2和XS2向左变换为中间假想电阻Rinter2 ，必满足Rinter2 R2; 信源电阻R1经XP1和XS1向右变换为中间假想电阻Rinter1 ，必满足Rinter1 R1 只要Rinter2= Rinter1 = Rinter，此п型网络就完成R1和 R2之间的阻抗变换， Rinter的选取必须同时小于R1和R2п型匹配网络参数计算,,,,,,,,,,,,,,,R1,R2,us,XP1,XS,,,XP2,,,,,,,,,,,,,,,,,,R1,R2,us,XP1,XS1,XP2,,,,,XS2,,,,,Rinter,,XS = XS1+XS2,п型网络变成两个L型网络,п型匹配网络参数计算,,,,,,,,,,,,,,,R1,R2,us,XP1,XS,,,XP2,,,,,,,,,,,,,,,,,,R1,R2,us,XP1,XS1,XP2,,,,,XS2,,,,,Rinter,,XS = XS1+XS2,п型网络变成两个L型网络,,п型匹配网络的6种电路形式和特点,,,,,,,,,,,,,R1,R2,us,XPC1,XSL,,,XPC2,,,,,,,,,,,,,,,R1,R2,us,XPC1,XSL1,XPC2,,,XSL2,,,,,Rinter,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,R1,R2,us,XPL1,XSC,,,XPL2,,,,,,,,,,,,,,,R1,R2,us,XPL1,XSC1,XPL2,,,,,,Rinter,,,,,,,,XSC2,(a),(b),串联支路用相同性质的两个电抗串联等效 对信源电阻R1和负载电阻R2的大小关系没有限制,,,,,п型网络变成两个L型网络,п型网络变成两个L型网络,,,п型匹配网络的6种电路形式和特点,,,,,,,,,,,,,R1,R2,us,XPC1,XSC,,,XPL,,,,,,,,,,,,,,,R1,R2,us,XPC1,XSL1,XPL,,,XSC2,,,,,Rinter,,,,,,,,,,,,,,,,,,,R1,R2,us,XPL1,XSL,,,XPC,,,,,,,,,,,,,,,R1,R2,us,XPL1,XSC1,XPC,,,,,,Rinter,,,,,XSL2,(c),(d),串联支路用不相同性质的两个电抗串联等效 对信源电阻R1和负载电阻R2的大小关系有限制R2 R1,,,п型网络变成两个L型网络,п型网络变成两个L型网络,,,,,,,,,,,,,п型匹配网络的6种电路形式和特点,,,,,,,,,,,,,R1,R2,us,XPC2,XSC,,,XPL,,,,,,,,,,,,,,,R1,R2,us,XPC2,XSL2,XPL,,,XSC1,,,,,Rinter,,,,,,,,,,,,,,,,,,,R1,R2,us,XPC,XSL,,,XPL2,,,,,,,,,,,,,,,R1,R2,us,XSL1,XPL2,XPC,,,,,,Rinter,,,,,XSC2,(e),(f),串联支路用不相同性质的两个电抗串联等效 对信源电阻R1和负载电阻R2的大小关系有限制R1 R2,,,п型网络变成两个L型网络,п型网络变成两个L型网络,,,,,,,,,,,,,П型匹配网络参数计算举例,,,,,,,,,,,,,R1,R2,us,C1,L,,,C2,,,,,,,,,,,,,,,R1,R2,us,XC1,XL1,XC2,,,,,,,Rinter,,,,,,,,,,,XL2,例3-2 已知信源电阻R1 =20Ω，负载电阻R2 =120 Ω，工作频率f = 5 MHz,通频带1.2 MHz.设计如上图的п型匹配网络。

C1,C2,L1,L2,解：将L分成L1、L2两个电感，则п型匹配网络由信源端的L1C1和负载端的L2C2两个L型网络组成4. T型匹配网络,,,,,,,,,,,,R1,R2,us,XP,XS1,,,XS2,,,,,,,,,,,,,,,,,,R1,R2,us,XP1,XS1,XP2,,,,,XS2,,,,,Rinter,,,,T 型网络变成两个L型网络,负载电阻R2经XS2和XP2向左变换为中间假想电阻Rinter2 ，必满足Rinter2R2; 信源电阻R1经XS1和XP1向右变换为中间假想电阻Rinter1 ，必满足Rinter1R1 只要Rinter2= Rinter1 = Rinter，此T型网络就完成R1和 R2之间的阻抗变换， Rinter的选取必须同时大于R1和R24. T型匹配网络,,,,,,,,,,,,R1,R2,us,XP,XS1,,,XS2,,,,,,,,,,,,,,,,,,R1,R2,us,XP1,XS1,XP2,,,,,XS2,,,,,Rinter,,,,T 型网络变成两个L型网络,T型匹配网络参数计算,,,,,,,,,,,,R1,R2,us,XP,XS1,,,XS2,,,,,,,,,,,,,,,,,,R1,R2,us,XP1,XS1,XP2,,,,,XS2,,,,,Rinter,,,,T 型网络变成两个L型网络,,T型匹配网络的6种电路形式和特点,,,,,,,,,,,,,R1,R2,us,XPC,XSL1,,,,,,,,,,,,,,,R1,R2,us,XPC1,XSL1,XPC2,,,XSL2,,,,,Rinter,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,R1,R2,us,XPL,XSC1,,,XSC2,,,,,,,,,,,,,R1,R2,us,XPL1,XSC1,XPL2,,,,,,Rinter,,,,,,,XSC2,(a),(b),并联支路用相同性质的两个电抗串联等效 对信源电阻R1和负载电阻R2的大小关系没有限制,,,,,T型网络变成两个L型网络,T型网络变成两个L型网络,,,XSL2,,,,,,T型匹配网络的6种电路形式和特点,,,,,,,,,,,,,R1,R2,us,XPC,XSL2,,,,,,,,,,,,,,,R1,R2,us,XPL1,XSC1,XPC2,,,XSL2,,,,,Rinter,,,,,,,,,,,,,,,,,,,R1,R2,us,XSL1,,,XPL,,,,,,,,,,,,,R1,R2,us,XPC1,XSL1,XPL2,,,,,Rinter,,,,XSC2,(c),(d),并联支路用不相同性质的两个电抗并联等效 对信源电阻R1和负载电阻R2的大小关系有限制R1 R2,,,T型网络变成两个L型网络,T型网络变成两个L型网络,,,,,,,,,,XSC1,,,,XSC2,,,,,T型匹配网络的6种电路形式和特点,,,,,,,,,,,R1,R2,us,XPC,XSL1,,,,,,,,,,,,,,,,,R1,R2,us,XPL2,XSC2,XPC1,,XSL1,,,,,Rinter,,,,,,,,,,,,,,,,R1,R2,us,XSC1,XSL2,,,XPL,,,,,,,,,,,,,,,R1,R2,us,XSC1,XPC2,XPL1,,,,,,Rinter,,,,,XSL2,(e),(f),并联支路用不相同性质的两个电抗并联等效 对信源电阻R1和负载电阻R2的大小关系有限制R2 R1,,,T型网络变成两个L型网络,T型网络变成两个L型网络,,,,,,,,,,XSC2,,,,,,,,T型匹配网络参数计算举例,,,,,,,,,,,R1,R2,us,C1,L,,,C2,,,,,,,,,,,R1,R2,us,XC1,XLP1,XC2,,,,,Rinter,,,XLP2,例3-3 已知T型网络如下图，信源电阻R1 =300Ω，负载电阻R2 =50 Ω，工作频率f = 10 MHz, 求网络中各元件值。

C2,L1,L2,解：将L分成L1、L2两个电感，则T型匹配网络由信源端的C1L1和负载端的C2L2两个L型网络组成,,,,,,,,,,,,,,,,,,C1,,5. 信源阻抗和负载阻抗为复阻抗的匹配网络,（1）信源阻抗和负载阻抗的串联和并联表示 （2）信源容抗与电阻并联 （3）信源容抗与电阻串联 （4）负载阻抗为复数的匹配网络参数计算,3.4.3 实际电路举例,3.5 丙类倍频器,LC 回路谐振在2ω、或3ω,最大输出功率通角θc =120ْ/n 2ω：60ْْ 3ω：40ْ,3.6 宽频带高频功。