功率合成器ppt课件.ppt

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1、7.4功率合成器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。，则N个负载上得到总功率为。7.4（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：（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。（3）功率相减条件。即当一个或数

2、个功率放大器损坏时，负载上所得到的功率虽然下降，但下降要尽可能小。在理想情况下，减少值等于损坏放大器数目M与额定功率的乘积，即M。图7.4.1为采用7个功率增益为2，最大输出功率为10W的高频功放，利用功率合成技术，可以获得40W的功率输出。7.4图7.4.1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。7.4实现理想功率合成的关键是魔T型混合网络（HybridCircuit）。魔T型混合网络有四个端点，分别是A端、B端、C端和

3、D端，如图7.4.2所示。它的作用是：1．C端为同相功率合成端。当A、B两端输入等值而D端负载上无功率输出。上获得两输入功率的合成，同相功率时，C端负载图7.4.2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端负载上无功率输出。间满足特定关系时，３．当C端和D端的负载、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。7.44．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

4、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和且它们之间是同相的，而D端无功率输出。7.4，且它们之间是反相的，而C端无功率和分配给7.4.1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7.4.3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。7.4.1图7.4.3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

5、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7.4.3魔T网络当AO、BO上接有相同的信号源，且内阻为R，见图7.4.4所示。设各臂的电流方向如图示，则有7.4.1二．魔T网络的功能1．功率合成图7.4.4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7.4.4（a）所示，称之为同相源，则此时电流、为正。7.4.1图7.4.4功率合成网络由于电路对称，所以，则，可将电路等效为图7.4.4（b）所示。CO臂上的可以看作两个

6、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7.4.4（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。则为负，因此图7.4.4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7.4.4（C）所示等效电路。，图7.4.4（C）若信号源接在CO臂，见图7.4.5（a）。其输出功率同相地（见图中、平均分配给AO、BO臂上的负载，

7、DD臂上无电流。即CO臂与DD臂相互隔离。7.4.12．功率分配图7.4.5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，，，D端无输出。而又已知传输线变压器的始端电压与终端电压相等，即，因而图7.4.5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7.4.5（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7.4.5同相功率分配7.4.1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7.4.6。其输出功率上的负载，C

8、O臂上无电流。7.4.1图7.4.6反相功率分配、方向]分配给AO、BO臂反相地[见图7.4.6（a）中反相分配：由电路可知，当时，由于电路对称，必有，，得图7.4.6（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。7.