通信电子线路 第二章

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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1.1功率电子线路概述作用：高效地实现能量变换和控制。种类：根据应用领域和处理对象不同(1)功率放大电路：放大器的一类。用于通信、音像等电子设备。(2)电源变换电路：对电源能量进行特定变换。用于电源设备、电子系统、工业控制。1.1.1功率放大器与其它放大器相比相同点：均在输入信号作用下，将直流电源的直流功率转换为输出信号功率。不同点：性能要求和运用特性不同。一、功率放大器的性能要求1.安全。输出功率大，管子大信号极限条件下运用。2.高效率。用ηc集电极效率(Collect

2、orEfficiency)衡量转换效率：Po——输出信号功率(OutputSignalPower)；PD——电源提供的功率；PC——管耗(PowerDissipation)式中：Po一定，ηc高→PD小→PC小→可选PCM小的管子，以降低成本；同时减少能源消耗。3.失真小。输出功率越大，相应的动态电压电流越大，器件特性非线性引起的非线性失真也越大。除采用反馈技术外，还必须限制输出功率。作为放大器，功率增益是重要的性能指标，但与上述三个要求相比，安全、高效和小失真是第一位的。功率增益可用增加前置级的级数或提高相应的增益来弥补。二、功率管的运用特点1.功率管的运用状态根据功率管

3、在一个信号周期内导通时间的不同，功率管运用状态可分为甲类、乙类、甲乙类、丙类等多种。功率管运用状态通常靠选择静态工作点来实现。甲类：功率管在一个周期内导通(如小信号放大)。乙类：功率管仅在半个周期内导通。甲乙类：管子在大于半个周期小于一个周期内导通。丙类：功率管小于半个周期内导通。2.不同运用状态下的ηC管子的运用状态不同，相应的ηCmax也不同。减小PC可提高ηC。假设集电极瞬时电流和电压分别为iC和vCE，则PC为讨论：若减少PC，则要减少iC×vCE途径1：由甲类→甲乙类→乙类→丙类，减小管子在信号周期内的导通时间，即增大iC＝0的时间。途径2：使管子运用在开关状态(

4、又称丁类)；管子在半个周期内饱和导通，另半个周期内截止。饱和导通时，vCE≈vCE(sat)很小，因此导通的半个周期内，瞬时管耗iC×vCE处在很小的值上。截止时，不论vCE为何值，iC趋于0，iC×vCE也处在零值附近。结果PC很小，ηC显著增大。1.电路(1)输入端：RB——偏置电阻CB——旁路电容Tr1——耦合变压器(2)输出端：Tr2——耦合变压器，对交流，Tr2起阻抗变换作用，1.2.2甲类、乙类功放的电路组成及功率性能一、甲类变压器耦合功放二、乙类推挽功率放大器乙类工作时，为了在负载上合成完整的正弦波，必须采用两管轮流导通的推挽(Push-Pull)电路。可有多

5、种实现方案：(1)变压器耦合乙类推挽功放(2)互补推挽功放第2章谐振功率放大器谐振功放是一种用谐振系统作为匹配网络的功率放大器，一般工作在丙类（或丁类、乙类），主要用在无线电发射机中，用来对载波或已调波进行功率放大。用途：对载波或已调波进行功率放大构成：匹配网络为谐振系统应用状态：丙类（或丁类、乙类）2.1谐振功率放大器的工作原理在谐振功率放大器中，它的管外电路由直流馈电电路和滤波匹配网络两部分组成。2.1.1丙类谐振功率放大器1.电路组成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Cr使回路谐振在输入信号频

6、率。VBB——基极偏置电压，设置在功率管的截止区，以实现丙类工作。2.集电极电流ic若忽略基区宽度调制效应及管子结电容的影响，则在输入信号电压的作用下，根据，在静态转移特性曲线(ic～vBE)上画出的集电极电流波形是一串周期重复的脉冲序列，脉冲宽度小于半周用付里叶级数可将电流脉冲序列分解为平均分量、基波分量和各次谐波分量之和，即3.输出电压vo(1)对基波分量由于集电极谐振回路调谐在输入信号频率上，因而它对iC中的基波分量呈现的阻抗最大，且为纯电阻，称为谐振电阻，在高Q回路中，其值Re近似为其中：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

7、振回路对iC中的其它分量呈现的阻抗均很小，平均分量和各次谐波分量产生的电压均可忽略。结论：回路上仅有由基波分量产生的电压vc，因而在负载上可得到所需的不失真信号功率。小结：丙类谐振功率放大器的功能(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余弦电压。(2)阻抗匹配：谐振回路将含有电抗分量的外接负载变换为谐振电阻Re，而且调节Lr和Cr还能保持回路谐振时使Re等于放大管所需的集电极负载值，实现阻抗匹配。所以，谐振功率放大器中，谐振回路起到选频和匹配负载的双重作用。4.丙类功放的功率特