0910高频电子线路-高频功放

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1、图无线模拟发送、接收系统方框图第3章高频功率放大电路在无线电广播和通信的发射机中,为了获得足够大功率的高频信号,必须采用高频功率放大器。高频功率放大器研究的主要问题是如何获得高效率、大功率输出.由于高频功放要求高频工作、信号电平高和高效率，因此工作在高频状态的功率放大器和低频有很大的不同。其电路结构、工作原理和分析方法有很大的不同。大信号、非线性状态是高频功放的主要特点.工程上通常采用近似的分析方法来研究高频功放的原理和工作状态。1、使用高频功率放大器的目的放大高频大信号使发射机末级获得足够大的发

2、射功率。2、高频功率信号放大器使用中需要解决的两个问题①高效率输出②高功率输出高频功率放大器的原理电路效率要高放大器实质上是一个能量转换器,它是将电源供给的直流能量转换成交流信号的能量输送给负载.因此,要求能量转换效率要高.功率效率定义为输出功率与直流电源向电路提供的功率之比,即输出大功率功率放大器的一个主要任务是向负载提供较大的信号功率.如输入是某一频率的正弦信号,则输出功率表示为（U、I为有效值）（Um、Im为幅值）或高频功率放大器和低频功率放大器的共同特点都是输出功率大和效率高。联想对比：本

3、章主要学习内容谐振功率放大器的工作原理谐振功率放大器的工作状态分析高频功率放大器的实用电路谐振功率放大器的电路组成晶体管的主要功用是在基极输入信号的控制下,将集电极电源UCC提供的直流能量转换为高频信号能量,即集电极回路负责完成直流能量转变为高频交流能量.谐振功率放大器的工作原理在低频电路中,经常强调晶体管共发射极功放电路的发射结正偏,集电结反偏.让我们来研究一下,给基极加上不同的偏置电压,会发生什么情况?(a)基极正偏输入小信号时,这种情况与低频时类似(UBB>Uon)(c)基极加反向偏压

4、(UBB

5、启电压,输出半个波形,信号出现失真.(甲类)(乙类)(丙类)uBEuBE1uBE2uBE3图丙类工作状态时的输入电压输出电流波形丙类状态下,集电极电流为周期性脉冲电流,电流导通不足半个周期,相当于电流导通角度小于180。.设集电极电流导通的相角为2θ,通常称θ为集电极电流的导通角.丙类状态下θ<π/2。甲类---整个周期导通------导通角θ=π乙类---半个周期导通------导通角θ=π/2丙类---小半个周期导通---导通角θ<π/2输入电压是连续正弦波集电极电流是尖顶余弦脉冲电流丙类工作

6、状态（基极偏压为负）时,即使输入为完整的正弦波形,但是输出电流为尖顶脉冲波,出现严重失真,这种电路还有作用吗?如前所述,在丙类工作状态时,集电极电流iC为余弦脉冲,设其最大值为Icm。集电极电流的导通角为θ。把集电极电流脉冲用傅氏级数展开，可分解为直流、基波和各次谐波。因此集电极电流ic的傅里叶展开式为:ic=IC0+Ic1mcosω0t+Ic2mcos2ω0t+…+Icnmcosnω0t+…式中，IC0为直流电流成份，而Ic1mcosω0t、…、Icnmcosnω0t则为基波和n次谐波。可以看到

7、，基波与输入信号的频率相同，显然幅度也有一定的关系。进一步讨论其中被称为尖顶余弦脉冲的分解系数。可以求出由于iC可以用最大值Icm和导通角θ来表征，因此Ic0、Ic1m等应为Icm和θ的函数。图尖顶余弦脉冲的分解系数与输入信号ub相比,尽管ic的形状失真了,但是其基波分量中仍保留了ic的幅度和频率信息。这意味着,如果谐振功率放大器的集电极负载采用一高Q值的LC谐振回路作为负载,则只要调谐在输入信号的频率上,根据回路的选频滤波特性,就能取出基波而滤除直流和高次谐波分量。也就是说LC谐振回路响应的是尖

8、顶脉冲的集电极电流的基波成分,而基波成分则是一个与输入信号同频率的完整连续的波形.想一想,这对我们有什么用处?集电极电流是尖顶脉冲余弦波基波是连续正弦电流这样在负载上就得到了与输入信号同频率的、连续的、不失真的输出电压uc：uc=Ic1mR∑cosω0t=Ucmcosω0t其中Ucm为uc的振幅，R∑为LC谐振回路的谐振电阻。集电极电流波形(尖顶脉冲)基波波形(连续正弦波)集电极电压波形(连续正弦波)而晶体管集电、发射极之间电压uCE等于uCE=UCC-uc=UCC-Ic1mR∑c