当前课程知识点：高频电子线路 > 第4章 高频功率放大器 > 4.3 丙类谐振功率放大器的实际电路 > 4.3.2滤波匹配网络
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为了使谐振功放
具有足够大的输出功率
除了正确设置功率管的
工作状态外
还必须有能够实现滤波
和阻抗匹配的网络
这些网络一般是由电感线圈和
电容器组成
本讲我们就介绍滤波匹配网络
滤波匹配网络的分析是以LC串
并联阻抗变换为基础的
我们在第2章第2讲的介绍中
把串联形式等效变换成了并联形式
其等效结果是
那么
如果把L换成电抗Xs
r换成Rs
Lp换成电抗Xp
则等效关系可变换为
下面我们就以这些变换关系为依据
分析滤波匹配网络
常用的滤波匹配网络有
其中
L型是最基本 最简单的滤波匹配网络
因此
弄清楚L型滤波匹配网络的匹配条件
是至关重要的
L型滤波匹配网络是由两个异性的
电抗元件组成
常用的有两种形式
一种是电阻经过匹配网络后
阻值变大
即低阻到高阻匹配网络
另一种是电阻经过匹配网络后
阻值变小
即高阻到低阻匹配网络
我们先介绍第一种
图中
RL是外接负载电阻
Ri是双端口网络在工作频率处的
最佳输入电阻
也可以看作是前级放大器所要求的
最佳负载电阻
X1 X2构成滤波匹配网络
为了便于计算X1和X2
将图a中的X2 RL串联支路
等效为图b中的并联形式
若等效后的并联回路在
工作频率上谐振
则有
即
由串 并联等效阻抗的关系式可得
也等于
由此式可得
显然
该式若成立
必须满足RL 表明在谐振频率处 原来的低阻RL 经过滤波匹配网络 变换成高阻Ri 故图a称为低阻 → 高阻变换网络 根据Q值 就可以分别求出匹配网络中的 两个电抗元件 在图a中 由可对应得到 进而求出电抗元件 同理 由可对应得到 进而求得匹配网络中电抗元件的参数|X2| 下面 我们仿照着刚才的求解思路 分析另外一种L型滤波匹配网络 即高阻到低阻的变换网络 为了分析的方便 仍然将图a中的X2 RL并联形式 等效为图b中的串联形式 若等效后的回路谐振 则有 由串并联等效阻抗变换关系式可得 也等于 进而得到Q值表达式 显然 该式若成立 必须满足RL>Ri的条件 表明在谐振频率处 原来的高阻RL 经过滤波匹配网络 变换成低阻Ri 故图a称为高阻→低阻变换网络 根据Q值 就可以分别求出滤波匹配网络中的 两个电抗元件 在图a中 由 可对应得到 进而求得匹配网络中电抗元件的参数|X1| 同理 由可对应得到 进而求出电抗元件|X2| 下面 我们共同做一个练习题 看看如何根据条件要求 设计一个匹配网络 显然 设计条件有两个 一是将10Ω的低阻变换为50Ω的高阻 所以应采用低阻到高阻变换的网络 二是谐振频率为20MHz 回路应该在f=20MHz的频率处谐振 根据这两个条件 设计如图所示的匹配网络 并假设X1为容抗 X2为感抗 仿照着我们刚刚介绍的 低阻到高阻的变换网路的 分析方法 可计算出|X1|=25Ω |X2|=20Ω 由此可得 C约等于318.47pF L约等于0.16µH 显然 所计算的结果只是在20MHz这一频率上满足 所以常将匹配网络又称为 滤波匹配网络 当然 在设计电路中 也可以假设X1为感抗 X2为容抗 由于L型滤波匹配网络阻抗变换前后的 若在实际中要求的变换倍数并不高 这将势必造成回路Q值过小 使滤波性能变差 为了克服上述矛盾 可采用下面将要介绍的π型 和T型滤波匹配网络 π型和T型滤波匹配网络各由 三个电抗元件组成 其中 两个性质相同 一个性质相反 每一个网络都可以看作是由 两个L型滤波匹配网络串接组成的 例如图a所示的π型滤波匹配网络 可以分解为由 组成的低阻→高阻变换网络 以及组成的高阻→ 低阻变换网络 两部分 图中 为中间变换电阻 图b所示的T型滤波匹配网络 可以分解为由组成的高阻→ 低阻变换网络 以及组成的低阻→ 高阻变换网络两部分 而且 也是中间变换电阻 如果恰当选择两个L型滤波匹配网络的Q值 就可以兼顾到滤波 和阻抗匹配的要求 由于T型滤波匹配网络的输入端 有近似于 串联谐振电路的特性 一般不用做高频功放的 输出匹配网络 常用于高频功放的级间耦合 可见 只要我们熟练掌握了 两种L型滤波匹配网络的计算方法 是不难计算出 π型和T型滤波匹配网络的元件参数
-1.1 通信系统的组成
-第1章 绪论--1.1 通信系统的组成
-1.2 调制与解调
-第1章 绪论--1.2 调制与解调
-1.3 发射机和接收机的组成
-第1章 绪论--1.3 发射机和接收机的组成
-2.1选频网络
-第2章 高频电路基础--2.1选频网络
-2.2非线性电路分析基础
-第2章 高频电路基础--2.2非线性电路分析基础
-3.1 分散选频放大器
-第3章 高频小信号放大器--3.1 分散选频放大器
-3.2 集中选频放大器
-第3章 高频小信号放大器--3.2 集中选频放大器
-4.1 丙类谐振功率放大器的工作原理
-第4章 高频功率放大器--4.1 丙类谐振功率放
-4.2丙类谐振功率放大器的性能分析
-第4章 高频功率放大器--4.2丙类谐振功率放大
-4.3 丙类谐振功率放大器的实际电路
-第4章 高频功率放大器--4.3 丙类谐振功率放大
-4.4宽带高频功率放大器
-第4章 高频功率放大器--4.4宽带高频功率放大器
-4.5 功率合成
--4.5功率合成
-第4章 高频功率放大器--4.5 功率合成
-5.1反馈型振荡器原理
-第5章 正弦波振荡器--5.1反馈型振荡器原理
-5.2 LC正弦波振荡器
-第5章 正弦波振荡器--5.2 LC正弦波振荡器
-5.3 石英晶体振荡器
-第5章 正弦波振荡器--5.3 石英晶体振荡器
-5.4 压控振荡器
--5.4压控振荡器
-第5章 正弦波振荡器--5.4 压控振荡器
-6.1 调幅信号的分析
-第6章 振幅调制、解调及混频--6.1 调幅信号的分析
-6.2 调幅信号的产生电路
-第6章 振幅调制、解调及混频--6.2 调幅信号的产生电路
-6.3 调幅信号的解调电路
-第6章 振幅调制、解调及混频--6.3 调幅信号
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-第6章 振幅调制、解调及混频--6.4 变频电路
-7.1调角信号的分析
--7.1 调角信号
-第7章 角度调制与解调--7.1调角信号的分析
-7.2 调频信号的产生电路
-第7章 角度调制与解调--7.2 调频信号的产生
-7.3 调频信号的解调电路
-第7章 角度调制与解调--7.3 调频信号的解调电
-8.1反馈控制电路概述
-第8章 反馈控制电路--8.1反馈控制电路概述
-8.2 自动增益控制电路
-第8章 反馈控制电路--8.2 自动增益控制电路
-8.3 自动频率控制电路
-第8章 反馈控制电路--8.3 自动频率控制电路
-8.4 锁相环路
-第8章 反馈控制电路--8.4 锁相环路
