《丙类功放》PPT课件

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1、第2章谐振功率放大器2.1谐振功率放大器的工作原理2.2谐振功率放大器的性能特点2.3谐振功率放大器电路2.4高频功率放大器谐振功放：用谐振系统作为匹配网络的功率放大器。谐振功率放大器原理电路特点：负载匹配网络为谐振系统用途：对载波或已调波进行功率放大种类：丙类谐振功放丁类、戊类谐振功放倍频器2.1谐振功率放大器的工作原理2.1.1丙类谐振功率放大器2.1.2丁类和戊类谐振功率放大器2.1.3倍频器2.1.1丙类谐振功率放大器1．电路组成谐振功率放大器原理电路ZL——外接负载，呈阻抗性，用CL与RL串联等效电路表示。Lr和Cr——匹配网络，与ZL组成并联谐振回路。调节C

2、r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。2．集电极电流iC输入vb(t)=Vbmcosst则vBE=VBB+vb(t)=VBB+vbmcosst由静态转移特性(iC-vBE)，得集电极电流iC波形：脉宽小于半个周期的脉冲序列。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。3．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，其Re近似为式中，——回路总电容——回路谐振角频率——回路有载品质因数(2)对非基波分量（谐波分量）阻抗很小，产生的电压可忽略。故输出电压仅有由基波分量产生的电压vc，负

3、载获得的信号功率不失真。因此，丙类谐振功率放大器谐振回路的功能：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。4．功率特性分析(1)丙类功放的问题若提高效率，管子导通角c应继续减小；但引起iC中基波分量Icm1减小，导致输出功率减小。脉冲宽度变化的示意图(2)解决方法VBB负向增大(c减小)同时，提高输入激励电压Vbm，以维持输出功率不变。但需警惕管发射结反向击穿。为进一步提高效率，可采用开关工作的丁类、戊类谐振功率放大器。2.1.2丁类和戊

4、类谐振功率放大器1．丁类谐振功率放大器(1)电路Tr二侧两绕组相同，极性相反。T1和T2特性配对，为同型管。(2)原理若vi足够大，则vi正半周，T1饱和导通，T2截止，vA1=VCC–VCE(sat)vi负半周，T2饱和导通，T1截止，vA2=VCE(sat)A点最大振幅值：vA=vA1vA2=VCC2VCE(sat)电流加到串联谐振回路，若谐振回路工作在输入信号角频率上，可近似认为输出电流iL是角频率为的余弦波，RL上获得不失真输出功率。(3)讨论①VCE(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

5、，丁类功放效率受限。2．戊类放大器为了克服这个缺点，在开关工作的基础上采用一个特殊设计的集电极回路，保证vCE为最小值的一段期间内，才有集电极电流流通——戊类放大器。2.1.3倍频器1．概念倍频器(FrequencyMultiplier)：将输入信号的频率倍增n倍的电路。2．原理在丙类谐振放大器中，将输出谐振回路调谐在输入信号频率的n次谐波上，则输出谐振回路上仅有iC中的n次谐波分量产生的高频电压，而其他分量产生的电压均可忽略，因而RL上得到了频率为输入信号频率n倍的输出信号功率。3．实现办法(1)晶体管倍频器倍频次数不能太高，一般为二倍或三倍频。原因：①效率。集电极电

6、流脉冲中包含的谐波分量的幅度随着n的增加而迅速减小。倍频次数过高，倍频器的输出功率和效率就会过低。②滤波。谐振回路需滤除高于n和低于n的各次分量。低于n的分量幅度较大，滤除较难。倍频次数越高，对谐振回路提出的滤波要求越苛刻，不易实现。(2)变容二极管、阶跃二极管构成参量倍频器，适用于倍频次数较高时。2.2谐振功率放大器的性能特点2.2.1近似分析方法2.2.2欠压、临界和过压状态2.2.3四个电压量对性能影响的定性讨论2.2.1近似分析方法非谐振功放丙类谐振功放集电极负载纯电阻谐振回路，含电抗元件求功率性能图解法准静态分析法要点求负载线求动态线1．使用条件——两个假设①

7、谐振回路滤波特性理想，即尽管集电极、基极电流为脉冲波，但两回路只产生基波(余弦)电压，其他分量的电压均可忽略。有②功率管特性用输入和输出静态特性曲线表示，忽略高频效应，其参变量采用vBE(而不是通常的iB)。2．分析步骤①求动态点，画波形；②连动态线，画iC波形；③图解积分求分量；④计算功率性能。①求动态点，画波形设定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vCE(如图)。②连动态线，画iC波形根据vBE和vCE值，在输出特性曲线上(以vBE为参变量)找对应