FM放大器輸出電路阻抗匹配分析

歐陽開勇

放大電路分析，首先查元件參數(shù)表，知道放電管的導(dǎo)通電阻Ron和負載阻抗，再計算出電路板的介電常數(shù)εr。放大電路中微帶線L4長度及其特性阻抗都是已知數(shù)。還必須知道放大器工作波段，才能確定中心頻率數(shù)值。頻率確定后，將放大器電路中的電感、電容元件，變換出電抗電路，方便進行阻抗匹配分析。

1 放大電路阻抗匹配分析

場效應(yīng)管BLF244組成的小功率調(diào)頻放大器輸出電路，如圖1所示。

場效應(yīng)管BLF244組成的小功率調(diào)頻放大器輸出電路，常作為BLF177的推動電路。已知場效應(yīng)管導(dǎo)通電阻Ron=0.8Ω，電路板的介電常數(shù)εr=3.9，微帶線長度1.6cm，微帶線特性阻抗Z0=30Ω，電路的負載阻抗RL=50Ω（已知數(shù)根據(jù)實際電路測量、計算獲得）。調(diào)頻波段中心頻率設(shè)為100MHz，波長λ=3m，介質(zhì)中的波長。在圖1中，電感L5對高頻開路，阻抗無窮大。所以，圖1電路可以變換成為圖2電路。

圖1 小功率調(diào)頻放大器輸出電路

圖2 LCR阻抗電路

2 將電路集中參數(shù)變換成阻抗電路圖

圖2是LCR阻抗電路。由于電路工作在88MHz至108MHz頻帶內(nèi)，因此，電路中的C9，應(yīng)該設(shè)計為可變電容，當(dāng)工作頻率與調(diào)頻波段中心頻率相差大時，調(diào)整C9，使電路達到阻抗匹配。計算圖2電路的阻抗匹配，由于C9是可變的，我們就首先只計算C9的兩邊電路，最后確定C9的值。

3 用傳輸線理論計算C9右邊的總阻抗

首先計算C9右邊的總阻抗。對Ron=0.8Ω進行規(guī)劃阻抗：

對微帶線L4進行規(guī)劃線段：

在圖3阻抗圓圖中找到的點。

規(guī)劃阻抗在圖3阻抗圓圖中為A點，A點的規(guī)劃阻抗在阻抗圓圖中反時針推進0.01，得到B點的規(guī)劃阻抗，反規(guī)劃阻抗：

所以，Zon=ZB+j12=0.9-j1.86+j12≈0.9+j10（Ω），即圖2中C9右邊的阻抗等于Zon，如圖4所示。

圖3 阻抗圓圖計算法

圖4 設(shè)C9的阻抗為6.75Ω

圖4中，由于C9是可調(diào)電容，設(shè)C9的阻抗為6.75Ω，得出：

圖4右邊阻抗Zon與左阻抗Z0L兩阻抗的實部相等，說明電路匹配。總之，調(diào)整C9，電路的駐波系數(shù)：VSWR=1，即放大管輸出功率全部輸出到負載。