功率合成器
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引言
在高频功率放大器中，当需要的输出功率超过单个电子 器件所能输出的功率时，可以将几个电子器件的输出功率叠 加起来，以获得足够大的输出功率。这就是功率合成技术。 在低频电子线路中，可能采用推挽或并联电路来增加输 出功率。同样，高频功率放大器也可以采用推挽或并联电路 来增加输出功率。因此，单从增加功率这一点来看，并联与 推挽电路也可认为是功率合成电路。 但是，这两种电路都有不可克服的共同缺点：当一管损 坏失效时，会使其他管子的工作状态产生剧烈变化，甚至导 致这些管子的损坏。因此，并联和推挽电路不是理想的功率 合成电路。
RA
RB B RC C RD
功率合成(分配)网络变压器形式
RA= RB= Zc=R Zc R Rc= — = — 2 2 RD=2Zc=2R Zc为传输变压器特性阻抗 本页完 继续
功
(1)证C、D无关及同相功率分配网络的连接。
率
合
成
A
器
D + · + VD=0 RD C
二、功率合成(或分配)网络 原理
引言 本页完 返回
引言
理想的功率合成电路应该满足的条件为： 1）N个同类型的放大器，它们的输出振幅相等，每个放 大器供给匹配负载额定功率Pso，则N个放大器输至负载的总 功率为NPso，这叫做功率相加条件。并联和推挽电路能满足 这一条件； 2）合成器的各单元放大电路彼此隔离，也就是说，任何 一个放大单元发生故障时，不影响其他放大单元的工作，这 些没有发生故障的放大器照旧向电路输出自己的额定输出功 率Pso。这叫做相互无关条件。这是功率合成器的最主要条件。 并联和推挽电路不能满足这一条件。
二、功率合成(或分配)网络 原理
3、功率合成器原理和相互无 关条件的分析 (1)在A、B两点接入反相电压 信号源，在RD上可以匹配地得 到两个信号源的功率之和。且 与RC无关。
+ · RA=R I + · · Vs Ic=0 + · RC Vs - R =R · B I B
2R -
功率合成(分配)网络变压器形式
率
合
成
A
器
D
二、功率合成(或分配)网络 原理
3、功率合成器原理和相互无 关条件的分析 (1)在A、B两点接入反相电压 信号源，在RD上可以匹配地得 到两个信号源的功率之和。且 与RC无关。 (2)在A、B两点接入同相电压 信号源，在RC上可以匹配地得 到两个信号源的功率之和。且 与RD无关。
+ + · RA=R I + · · R · D Vs Ic=2I C · RC=R/2 Vs + R =R · B I + + B
C
功率合成(分配)网络变压器形式
RA= RB= Zc=R Zc R Rc= — = — 2 2 RD=2Zc=2R Zc为传输变压器特性阻抗 本页完 继续
功
率
功率分配网络分析结论
合
成
A
器
D
二、功率合成(或分配)网络 原理
1、功率合成器(分配器)的等 效电路 2、功率分配器原理和相互无 关条件的分析 结论1：要使本网络作为功率 分配器使用，必须在C点或D点 馈入信号。在C点馈入信号时可 作为同相等功率分配器。在D点 馈入信号，可以作为反相功率分 配器。且C、D点相互无关。
RA= RB= Zc=R Zc R Rc= — = — 2 2 RD=2Zc=2R Zc为传输变压器特性阻抗 本页完 继续
功
(2)证C、D无关及反相功率分配网络的连接。 。
率
合
成
A + I· 1 RA · I=0 + R C RB · I2 - B
器
D + RD
二、功率合成(或分配)网络 原理
1、功率合成器(分配器)的等 效电路 2、功率分配器原理和相互无 关条件的分析 (1)在C点馈入信号，D点信号 为0，RA和RB上获得同相电压的 等功率信号，此时可以作为同相 电压功率分配网络。简称同相等 功率分配器 。 (2)在D点馈入信号，C点信号 为0， RA和RB上获得反相电压的 等功率信号，此时可以作为反相 功率分配网络。
2）要使本网络作为功率合成器使用，必须在C点或D点馈 入信号。在A、B两点接入电压信号源，就可以在RD或RC上 匹配地得到两个信号源的功率之和。且 RD与RC无关。
本页完 继续
求集电极效率ηc和电路效率η
作业
无
本页完 继续
再见
RA RB B RC
C
RD
本页完 继续
求集电极效率ηc和电路效率η
三、小结
A RA RB B RC C RD D
2、功率合成(或分配)网络原理
1）要使本网络作为功率分配 器使用，必须在C点或D点馈入 信号。在C点馈入信号时可作为 同相等功率分配器。在D点馈入 信号，可以作为反相功率分配器。 且C、D点相互无关。
1W 4W 11W 11W 5W
11W
11W 19W
35W
5W 5W
负载
输入1W。 功率合成器方框图示例
5W
11W
本页完 继续
功
率
功率合成器的条件一
合
成
器
一、功率合成与分配网络应满足的条件
功率合成器的关键部分是功率分配与合成网络。 由合成网络组成的功率合成器应满足两个条件： 1)功率相加条件。N个同类型的放大器，它们的输出振幅相 等，每个放大器供给匹配负载以额定功率Pso，则N个放大器输 至负载总功率N Pso 。
RA
RB B RC C RD
功率合成(分配)网络变压器形式
RA= RB= Zc=R Zc R Rc= — = — 2 2 RD=2Zc=2R Zc为传输变压器特性阻抗 本页完 继续
功
3、功率合成网络原理和相互无关分析 (1)在A、B接入反相电压信号可在RD上得到合成功率。
率
合
成
A
器
D + RD C
RA= RB= Zc=R Zc R Rc= — = — 2 2 RD=2Zc=2R Zc为传输变压器特性阻抗 本页完 继续
功
率
分析在A、B接入同相电压信号时工作原理
合
成
A
器
D
二、功率合成(或分配)网络 原理
3、功率合成器原理和相互无 关条件的分析 (1)在A、B两点接入反相电压 信号源，在RD上可以匹配地得 到两个信号源的功率之和。且 与RC无关。
5W 5W 1W 4W 11W 11W 11W 5W 11W 19W
11W
11W 19W
35W
5W 5W
负载
功率合成器方框图示例
5W
11W
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功
率
功率合成器的条件二
合
成
器
一、功率合成与分配网络应满足的条件
由合成网络组成的功率合成器应满足两个条件： 1)功率相加条件。N个同类型的放大器，它们的输出振幅相 等，每个放大器供给匹配负载以额定功率Pso，则N个放大器输 至负载总功率N Pso 。 2)相互无关条件。合成器的各单元放大电路彼此隔离，也就 是说，任何一个放大单元发生故障时，不影响其他放大单元的 11W 5W 工作，这些没有发生故障的放大器照旧向电路输出自己的额定 功率Pso。 19W 5W 11W
功率合成(分配)网络变压器形式
RA= RB= Zc=R Zc R Rc= — = — 2 2 RD=2Zc=2R Zc为传输变压器特性阻抗 本页完 继续
功
率
功率合成网络分析结论
合
成
A
Vs
s
器
D RD RC=R/2 C
二、功率合成(或分配)网络 原理
3、功率合成器原理和相互无 关条件的分析 结论2：在A、B两点接入电 压信号源，就可以在RD或RC上 匹配地得到两个信号源的功率 之和。且 RD与RC无关。 ·
1W 4W 11W 11W 5W
11W
11W 19W
35W
5W 5W
负载
功率合成器方框图示例
5W
11W
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功
二、功率合成(或分配)网络原理 1、功率合成（分配器）等效电路 2、功率分配器原理和相互无关条件分析
率
合
成
A
器
D
二、功率合成(或分配)网络 原理
1、功率合成器(分配器)的等 效电路 2、功率分配器原理和相互无 关条件的分析 这个网络可以是功率 合成器，也可以是功率 分配器，关键是看信号 从哪里输入 。
RA=R
· V
RB=R
B
功率合成(分配)网络变压器形式
RA= RB= Zc=R Zc R Rc= — = — 2 2 RD=2Zc=2R Zc为传输变压器特性阻抗 本页完 继续
求集电极效率ηc和电路效率η
三、小结
1、功率合成与分配网络应满足的条件
1)功率相加条件。N个同类型的放大器，它们的输出振幅相 等，每个放大器供给匹配负载以额定功率Pso，则N个放大器输 至负载总功率N Pso 。 2)相互无关条件。合成器的各单元放大电路彼此隔离，也就 是说，任何一个放大单元发生故障时，不影响其他放大单元的 工作，这些没有发生故障的放大器照旧向电路输出自己的额定 D 功率Pso。 A
+ + · RA=R I + · · R · D Vs Ic=2I C · RC=R/2 Vs + R =R · B I + + B
功率合成(分配)网络变压器形式
RA= RB= Zc=R Zc R Rc= — = — 2 2 RD=2Zc=2R Zc为传输变压器特性阻抗 本页完 继续
功
(2)在A、B接入同相电压信号可在RC上得到合成功率。
引言 本页完 返回
本 节 学 习 要 点 和 要 求 求
1、了解高频功率合成器的要求
2、了解功率合成（或分配）网络原理
返回
功
一、功率合成与分配网络应满足的条件 功率合成方框图示例
率
合
成
器
源自文库
一、功率合成与分配网络应满足的条件
要得到较大功率的高频功率输出，有时单靠一个功率放大器 是现不了的。高频大功率输出，通常是利用几个功率放大器各 自进行放大，然后通过功率合成器合成。 这些是电阻，作 例如，当输入功率为1W时，要得到输出35W 的高频功率，可 为假负载使用。 利用功率分配 以按照以下思路进行。 功率合成网络 功率分 网络等分功率 配网络 11W 5W 这是功率 输出4W。 放大器 19W 5W 11W
1、功率合成器(分配器)的等 效电路 2、功率分配器原理和相互无 关条件的分析 (1)在C点馈入信号，D点信号 为0，RA和RB上获得同相电压的 等功率信号，此时可以作为同相 电压功率分配网络。简称同相等 功率分配器 。
+ · I RA - R C RB I· + B
+
功率合成(分配)网络变压器形式
封面
引言
在高频功率放大器中，当需要的输出功率超过单个电子 器件所能输出的功率时，可以将几个电子器件的输出功率叠 加起来，以获得足够大的输出功率。这就是功率合成技术。 在低频电子线路中，可能采用推挽或并联电路来增加输 出功率。同样，高频功率放大器也可以采用推挽或并联电路 来增加输出功率。因此，单从增加功率这一点来看，并联与 推挽电路也可认为是功率合成电路。 但是，这两种电路都有不可克服的共同缺点：当一管损 坏失效时，会使其他管子的工作状态产生剧烈变化，甚至导 致这些管子的损坏。因此，并联和推挽电路不是理想的功率 合成电路。
RA
RB B RC C RD
功率合成(分配)网络变压器形式
RA= RB= Zc=R Zc R Rc= — = — 2 2 RD=2Zc=2R Zc为传输变压器特性阻抗 本页完 继续
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(1)证C、D无关及同相功率分配网络的连接。
率
合
成
A
器
D + · + VD=0 RD C
二、功率合成(或分配)网络 原理
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引言
理想的功率合成电路应该满足的条件为： 1）N个同类型的放大器，它们的输出振幅相等，每个放 大器供给匹配负载额定功率Pso，则N个放大器输至负载的总 功率为NPso，这叫做功率相加条件。并联和推挽电路能满足 这一条件； 2）合成器的各单元放大电路彼此隔离，也就是说，任何 一个放大单元发生故障时，不影响其他放大单元的工作，这 些没有发生故障的放大器照旧向电路输出自己的额定输出功 率Pso。这叫做相互无关条件。这是功率合成器的最主要条件。 并联和推挽电路不能满足这一条件。
二、功率合成(或分配)网络 原理
3、功率合成器原理和相互无 关条件的分析 (1)在A、B两点接入反相电压 信号源，在RD上可以匹配地得 到两个信号源的功率之和。且 与RC无关。
+ · RA=R I + · · Vs Ic=0 + · RC Vs - R =R · B I B
2R -
功率合成(分配)网络变压器形式
率
合
成
A
器
D
二、功率合成(或分配)网络 原理
3、功率合成器原理和相互无 关条件的分析 (1)在A、B两点接入反相电压 信号源，在RD上可以匹配地得 到两个信号源的功率之和。且 与RC无关。 (2)在A、B两点接入同相电压 信号源，在RC上可以匹配地得 到两个信号源的功率之和。且 与RD无关。
+ + · RA=R I + · · R · D Vs Ic=2I C · RC=R/2 Vs + R =R · B I + + B
C
功率合成(分配)网络变压器形式
RA= RB= Zc=R Zc R Rc= — = — 2 2 RD=2Zc=2R Zc为传输变压器特性阻抗 本页完 继续
功
率
功率分配网络分析结论
合
成
A
器
D
二、功率合成(或分配)网络 原理
1、功率合成器(分配器)的等 效电路 2、功率分配器原理和相互无 关条件的分析 结论1：要使本网络作为功率 分配器使用，必须在C点或D点 馈入信号。在C点馈入信号时可 作为同相等功率分配器。在D点 馈入信号，可以作为反相功率分 配器。且C、D点相互无关。
RA= RB= Zc=R Zc R Rc= — = — 2 2 RD=2Zc=2R Zc为传输变压器特性阻抗 本页完 继续
功
(2)证C、D无关及反相功率分配网络的连接。 。
率
合
成
A + I· 1 RA · I=0 + R C RB · I2 - B
器
D + RD
二、功率合成(或分配)网络 原理
1、功率合成器(分配器)的等 效电路 2、功率分配器原理和相互无 关条件的分析 (1)在C点馈入信号，D点信号 为0，RA和RB上获得同相电压的 等功率信号，此时可以作为同相 电压功率分配网络。简称同相等 功率分配器 。 (2)在D点馈入信号，C点信号 为0， RA和RB上获得反相电压的 等功率信号，此时可以作为反相 功率分配网络。
2）要使本网络作为功率合成器使用，必须在C点或D点馈 入信号。在A、B两点接入电压信号源，就可以在RD或RC上 匹配地得到两个信号源的功率之和。且 RD与RC无关。
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求集电极效率ηc和电路效率η
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无
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RA RB B RC
C
RD
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求集电极效率ηc和电路效率η
三、小结
A RA RB B RC C RD D
2、功率合成(或分配)网络原理
1）要使本网络作为功率分配 器使用，必须在C点或D点馈入 信号。在C点馈入信号时可作为 同相等功率分配器。在D点馈入 信号，可以作为反相功率分配器。 且C、D点相互无关。
1W 4W 11W 11W 5W
11W
11W 19W
35W
5W 5W
负载
输入1W。 功率合成器方框图示例
5W
11W
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功
率
功率合成器的条件一
合
成
器
一、功率合成与分配网络应满足的条件
功率合成器的关键部分是功率分配与合成网络。 由合成网络组成的功率合成器应满足两个条件： 1)功率相加条件。N个同类型的放大器，它们的输出振幅相 等，每个放大器供给匹配负载以额定功率Pso，则N个放大器输 至负载总功率N Pso 。
RA
RB B RC C RD
功率合成(分配)网络变压器形式
RA= RB= Zc=R Zc R Rc= — = — 2 2 RD=2Zc=2R Zc为传输变压器特性阻抗 本页完 继续
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3、功率合成网络原理和相互无关分析 (1)在A、B接入反相电压信号可在RD上得到合成功率。
率
合
成
A
器
D + RD C
RA= RB= Zc=R Zc R Rc= — = — 2 2 RD=2Zc=2R Zc为传输变压器特性阻抗 本页完 继续
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率
分析在A、B接入同相电压信号时工作原理
合
成
A
器
D
二、功率合成(或分配)网络 原理
3、功率合成器原理和相互无 关条件的分析 (1)在A、B两点接入反相电压 信号源，在RD上可以匹配地得 到两个信号源的功率之和。且 与RC无关。
5W 5W 1W 4W 11W 11W 11W 5W 11W 19W
11W
11W 19W
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5W 5W
负载
功率合成器方框图示例
5W
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率
功率合成器的条件二
合
成
器
一、功率合成与分配网络应满足的条件
由合成网络组成的功率合成器应满足两个条件： 1)功率相加条件。N个同类型的放大器，它们的输出振幅相 等，每个放大器供给匹配负载以额定功率Pso，则N个放大器输 至负载总功率N Pso 。 2)相互无关条件。合成器的各单元放大电路彼此隔离，也就 是说，任何一个放大单元发生故障时，不影响其他放大单元的 11W 5W 工作，这些没有发生故障的放大器照旧向电路输出自己的额定 功率Pso。 19W 5W 11W
功率合成(分配)网络变压器形式
RA= RB= Zc=R Zc R Rc= — = — 2 2 RD=2Zc=2R Zc为传输变压器特性阻抗 本页完 继续
功
率
功率合成网络分析结论
合
成
A
Vs
s
器
D RD RC=R/2 C
二、功率合成(或分配)网络 原理
3、功率合成器原理和相互无 关条件的分析 结论2：在A、B两点接入电 压信号源，就可以在RD或RC上 匹配地得到两个信号源的功率 之和。且 RD与RC无关。 ·
1W 4W 11W 11W 5W
11W
11W 19W
35W
5W 5W
负载
功率合成器方框图示例
5W
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功
二、功率合成(或分配)网络原理 1、功率合成（分配器）等效电路 2、功率分配器原理和相互无关条件分析
率
合
成
A
器
D
二、功率合成(或分配)网络 原理
1、功率合成器(分配器)的等 效电路 2、功率分配器原理和相互无 关条件的分析 这个网络可以是功率 合成器，也可以是功率 分配器，关键是看信号 从哪里输入 。
RA=R
· V
RB=R
B
功率合成(分配)网络变压器形式
RA= RB= Zc=R Zc R Rc= — = — 2 2 RD=2Zc=2R Zc为传输变压器特性阻抗 本页完 继续
求集电极效率ηc和电路效率η
三、小结
1、功率合成与分配网络应满足的条件
1)功率相加条件。N个同类型的放大器，它们的输出振幅相 等，每个放大器供给匹配负载以额定功率Pso，则N个放大器输 至负载总功率N Pso 。 2)相互无关条件。合成器的各单元放大电路彼此隔离，也就 是说，任何一个放大单元发生故障时，不影响其他放大单元的 工作，这些没有发生故障的放大器照旧向电路输出自己的额定 D 功率Pso。 A
+ + · RA=R I + · · R · D Vs Ic=2I C · RC=R/2 Vs + R =R · B I + + B
功率合成(分配)网络变压器形式
RA= RB= Zc=R Zc R Rc= — = — 2 2 RD=2Zc=2R Zc为传输变压器特性阻抗 本页完 继续
功
(2)在A、B接入同相电压信号可在RC上得到合成功率。
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本 节 学 习 要 点 和 要 求 求
1、了解高频功率合成器的要求
2、了解功率合成（或分配）网络原理
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一、功率合成与分配网络应满足的条件 功率合成方框图示例
率
合
成
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一、功率合成与分配网络应满足的条件
要得到较大功率的高频功率输出，有时单靠一个功率放大器 是现不了的。高频大功率输出，通常是利用几个功率放大器各 自进行放大，然后通过功率合成器合成。 这些是电阻，作 例如，当输入功率为1W时，要得到输出35W 的高频功率，可 为假负载使用。 利用功率分配 以按照以下思路进行。 功率合成网络 功率分 网络等分功率 配网络 11W 5W 这是功率 输出4W。 放大器 19W 5W 11W
1、功率合成器(分配器)的等 效电路 2、功率分配器原理和相互无 关条件的分析 (1)在C点馈入信号，D点信号 为0，RA和RB上获得同相电压的 等功率信号，此时可以作为同相 电压功率分配网络。简称同相等 功率分配器 。
+ · I RA - R C RB I· + B
+
功率合成(分配)网络变压器形式