高频电子线路4

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1、第4章高频功率放大器4.1谐振功率放大器的工作原理4.2晶体管功率放大器的性能分析4.3高频功率放大器的电路组成4.4宽带高频功率放大电路与功率合成电路4.5丙类倍频器4.1谐振功率放大器的工作原理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和低频功率放大器的共同特点都是输出功率大和高。联想对比：icebtooictVBZ3、谐振功率放大器与小信号谐振放大器的异同之处相同之处：它们放大的信号均为高频信号，而且放大器的负载均为谐振回路。不同之处：为激励信号幅度大小不同；

2、放大器工作点不同；晶体管动态范围不同。谐振功率放大器波形图小信号谐振放大器波形图icQebtooicticQebtooict小信号谐振放大器波形图icebtooictVBZ谐振功率放大器波形图4、谐振功率放大器与非谐振功率放大器的异同共同之处:都要求输出功率大和效率高。功率放大器实质上是一个能量转换器，把电源供给的直流能量转化为交流能量，能量转换的能力即为功率放大器的效率。谐振功率放大器通常用来放大窄带高频信号(信号的通带宽度只有其中心频率的1%或更小)，其工作状态通常选为丙类工作状态(c＜90)，为了不失真的放大信号，它的负载必须是谐振回路。非谐振放大器可分为低频功率放大器和

3、宽带高频功率放大器。低频功率放大器的负载为无调谐负载，工作在甲类或乙类工作状态；宽带高频功率放大器以宽带传输线为负载。电路。功率放大器的主要技术指标是输出功率与效率。表2-1不同工作状态时放大器的特点工作状态半导通角理想效率负载应用甲类qc=180°50%电阻低频乙类qc=90°78.5%推挽，回路低频，高频甲乙类90°＜qc＜180°50%＜h＜78.5%推挽低频丙类qc＜90°h＞78.5%选频回路高频丁类开关状态90%~100%选频回路高频工作状态功率放大器一般分为甲类、乙类、甲乙类、丙类等工作方式，为了进一步提高工作效率还提出了丁类与戊类放大器。谐振功率放大器通常工作于丙类

4、工作状态，属于非线性4.1.1谐振功率放大器的折线近似分析法一、折线法对谐振功率放大器进行分析计算，关键在于求出电流的直流分量Ic0和基频分量Icm1。工程上都采用近似估算和实验调整相结合的方法对高频功率放大器进行分析和计算。折线法就是常用的一种分析法。所谓折线法是将电子器件的特性曲线理想化，用一组折线代替晶体管静态特性曲线后进行分析和计算的方法。二、晶体管特性曲线的理想化及其特性曲线晶体管实际特性和理想折线根据理想化原理,晶体管的静态转移特性可用交横轴于VBZ的一条直线来表示(VBZ为截止偏压)。理想化折线（虚线）icgceb0VBZic过压区临界线欠压区ebec0(a)(b)g

5、cr若临界线的斜率为gcr，则临界线方程可写为ic=gcrec由上图可见，在饱和区，根据理想化原理，集电极电流只受集电极电压的控制，而与基极电压无关。则ic=gc(eb–VBZ)(eb＞VBZ)4.1.3谐振功率放大器的工作原理1、原理电路谐振功率放大器的基本电路晶体管的作用是在将供电电源的直流能量转变为交流能量的过程中起开关控制作用。谐振回路LC是晶体管的负载电路工作在丙类工作状态外部电路关系式：晶体管的内部特性：+–vb–iB–+VBB–+VCC–+ecC–+vcL输出iEiceb4.1.3谐振功率放大器的工作原理1、原理电路谐振功率放大器的基本电路+–vb–iB–+VBB–+

6、VCC–+ecC–+vcL输出iEiceb谐振功率放大器转移特性曲线谐振功率放大器转移特性曲线故晶体管的转移特性曲线表达式：谐振功率放大器转移特性曲线故得：必须强调指出，集电极电流ic虽然是脉冲状，但由于谐振回路的这种滤波作用，仍然能得到正弦波形的输出。谐振功率放大器各部分的电压与电流的波形图如下页的图所示VBZ–VBBwtVCCwtwtwtebibicecVcmVcmvb高频功率放大器中各分电压与电流的关系（a）wt或电压电流VBZoicmaxecminicqcecVcmVCCicvcebmax2pp–VBZvBVbmvb23p2p25p(b)高频功率放大器中各部分电压与电流的关

7、系2、谐振功率放大器的功率关系和效率功率放大器的作用原理是利用输入到基极的信号来控制集电极的直流电源所供给的直流功率，使之转变为交流信号功率输出去。由前述所知：有一部分功率以热能的形式消耗在集电极上，成为集电极耗散功率。PDC=直流电源供给的直流功率；Po=交流输出信号功率；Pc=集电极耗散功率；根据能量守衡定理：故集电极效率：由上式可以得出以下两点结论：1)设法尽量降低集电极耗散功率Pc，则集电极效率c自然会提高。这样，在给定PDC时，晶体管的交流输出功率Po就会