《谐振功率放大器》PPT课件

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1、谐振功率放大器1功率放大器定义：在输入信号作用下，将直流电源供给的功率，部分的转换为按输入信号规律变化的输出信号功率的电子线路。任务：功率管在安全工作的条件下，非线性失真在允许的范围内，高效率地输出大的功率。集电极最大允许管耗集电极最大允许电流放大器集电极效率集电极击穿电压直流电源提供的直流功率输出信号功率功率管耗散功率2分析功放时，应注意：输出功率是指交流功率，即交变电流与交变电压的乘积；交流功率是在输入为正弦波、输出波形不失真时定义的；大信号工作，采用图解法分析；功率管极限运用，要满足极限参数的要求。3功率放大器分类按负载性质划分：非谐振功放：纯电阻性负载；谐振功放

2、：电抗性负载。按工作状态划分：甲类――一个周期内导通乙类――半个周期内导通甲乙类――大于半个周期而小于一个周期丙类――小于半个周期丁类――开关工作4功率管运用状态通常靠选择静态工作点来实现。不同运用状态下的C不同5思考：若减少PC，则要减少iCvCE…方法1：由甲类甲乙类乙类丙类方法2：管子运用于开关状态(又称丁类)结论：导通时间越短，效率越高，失真也会越严重，需采取特定的措施来实现不失真的放大。6谐振功率放大器定义：用谐振系统作为匹配网络的功率放大器。用途：对载波或已调波进行功率放大。应用状态：丙类(或丁类、乙类)。特点：效率高，频带较窄。7谐振功率放大器原理

3、电路电路组成ZL——外接负载，呈阻抗性;Lr和Cr——匹配网络，与ZL组成并联谐振回路。调节Cr使回路谐振在输入信号频率；VBB——基极偏置电压，使功率管Q点设在截止区，以实现丙类工作。8集电极电流iC输入：vb(t)=VbmcosstvBE=VBB+vb(t)=VBB+vbmcosst集电极电流iC傅里叶级数展开：为平均分量、基波分量和各次谐波分量之和。9输出电压vo(1)对基波分量阻抗最大，为谐振电阻Re，在高Q回路中，Re近似为其中回路总电容回路谐振频率回路有载品质因数怎么来的？10(2)对非基波分量阻抗很小，产生的电压均可忽略。丙类谐振功率放大器谐振回路的功

4、能：①选频：利用谐振回路的选频作用，可将失真的集电极电流脉冲变换为不失真的输出电压。②阻抗匹配：调节Lr和Cr，谐振回路将含有电抗分量的外接负载变换为谐振电阻Re，并阻抗匹配。11功率特性分析(1)丙类功放的问题效率与功率的矛盾，即导通时间与iC基波分量幅度Ic1m大小的矛盾。(2)解决方法①②采用开关工作的谐振功放，即丁类谐振功率放大器。12实际电路13PSPICE仿真14丁类和戊类谐振功率放大器（要求了解）(1)丁类谐振功率放大器15①VCE(sat)小，管耗小，放大器的效率高(90%以上)；②因结电容、分布电容等影响，实际波形不理想，使管耗增大，丁类功放效率受限。

5、结论：(2)戊类放大器16倍频器（要求了解）原理：在丙类谐振功率放大器中，若将输出谐振回路调谐在输入信号频率的n次谐波上。结论：倍频次数不能太高，2～3倍；高次数的倍频（如40倍）一般采用变容二极管、阶跃二极管等构成的参量倍频器。（第四章将会说明）。17谐振功率放大器的性能特点精确分析——非线性微分方程/可用电路仿真软件近似分析方法——准静态分析法准静态分析法（两个假设）假设一：谐振回路具有理想的滤波特性，其上只能产生基波电压，而其它分量的电压均可忽略；因而虽然基极和集电极的电流是脉冲电流，但它们的电压均是余弦的。假设二：功率管的特性可用输入和输出静态特性曲线表示，其高

6、频效应可忽略。但分析时，采用的输出特性曲线的参量是vBE，而不是iB（可根据输入特性曲线上iB与vBE的关系转换）18分析步骤（1）求动态点，即对应不同的t，求vBE和vCE设定VBB、Vbm、VCC、Vcm，将t按等间隔(t=0º，15º，30º，)给定数值，由：便可确定vBE和vCE19（2）连动态线，画iC波形：不到VCC，因为导通角小于根据vBE和vCE值，在输出特性曲线上(以vBE为参变量)找对应的动态点，画动态线(动态点的连线，并标有角度)。根据动态线的角度及对应的iC值，便可画出iC的波形。注意：iC是周期波形，导通角小于半个周期。

7、动态点20Pspice中用直流扫描分析可得到三极管输出特性曲线！2122（3）利用傅里叶级数分解求得iC中的IC0和Ic1m分量谐振电阻（4）计算功率性能思考：VBB、Vbm、VCC、Vcm以及Re这些参数如何影响放大器性能？23欠压、临界和过压状态（1）VBB、Vbm、VCC不变，Vcm由小变大观察时，当VBB、Vbm（vBEmax）为定值时，随着Vcm由小增大，vCEmin将由大减小，对应的动态点A将沿vBE＝vBEmax的那条特性曲线向左移动24①欠压状态Vcm的取值，使所对应的动态点均处在放大区。iC电流脉冲单峰，接近余弦变化的脉