射频电子线路电子教案：谐振功率防大器_ok原理all.ppt

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1、2.2高频谐振功率放大器射频电子线路第六讲第二章作业汇总：2-3、2-4、2-5、2-6、2-7、2-9、2-11、2-12、2-13、2-14、2-17、2-18、2-192.2高频谐振功率放大器高频谐振功率放大器在无线通信系统中的位置1.高频、低频功放工作的异同点相同点：输出功率大、效率高；不同点：工作频率与相对带宽、负载网络与工作状态不同；2.高频功率放大器分类从工作频带宽度来分：窄带功放-以谐振回路、选频网络为负载；宽带功放-以频率响应宽的传输线为负载回路。这样，可以在很宽的范围内变换工作频率，不必重新调

2、谐。从电流导通角来分：A(甲)类：电流的流通角等于360°；AB(甲乙)类：电流的流通角约大于180°；B(乙)类：电流的流通角约小于180°；C(丙)类：电流的流通角小于180°；D类、E类及S类开关功率放大器。2.2高频谐振功率放大器D类谐振功率放大器(1)电路Tr二次侧两绕组相同，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<0时，T1饱和导通，T2截止，vA1=VCC–VCE(sat)vi>0时，T2饱和导通，T1截止，vA2=VCE(sat)A点最大振幅值：vA=vA1vA2

3、=VCC2VCE(sat)•••Q•••QicebtooictVBZ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：激励信号幅度大小不同；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icQebtooict2.2.1高频谐振功率放大器的基本工作原理（A）晶体管：大功率晶体管，能承受高电压，大电流，一般工作时发射极反偏(C类)1.基本电路结构除电源和偏置电路外，主要由三个部分组成：（B）输入激励电路：提供所需

4、信号电压；（C）输出谐振回路：1)滤波选频，2)阻抗匹配；C’说明，对于高次谐波谐振回路近似为短路，直接把谐波能量接地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。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：2)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

5、管的交流输出功率Po就会增大；1）由式知如果维持晶体管的集电极耗散功率Pc不超过规定值，那么提高集电极效率c，将使交流输出功率Po大为增加。谐振功率放大器就是从这方面入手，来提高输出功率与效率的。如何减小集电极耗散功率Pc可见使ic在vce最低的时候才能通过，那么，集电极耗散功率自然会大为减小。晶体管集电极平均耗散功率：谐振功率放大器工作在丙类工作状态时c＜90，集电极余弦电流脉冲可分解为傅里叶级数：Vcm回路两端的基频电压Ic1基频电流Rp回路的谐振阻抗输出交流功率：电源输入的直流功率(平均功率)放大器的

6、集电极效率：波形系数电压利用系数2.2.2高频谐振功率放大器折线近似分析法折线分析法的主要步骤：1、测出晶体管的转移特性曲线ic~vb及输出特性曲线ic~vc，并将这两组曲线作理想折线化处理2、作出动态特性曲线3、是根据激励电压vb的大小在已知理想特性曲线上画出对应电流脉冲ic和输出电压vc的波形4、求出ic的各次谐波分量Ic0、Ic1、Ic2……由给定的负载谐振阻抗的大小，即可求得放大器的输出电压、输出功率、直流供给功率、效率等指标晶体管特性曲线的理想化及其特性曲线根据理想化原理晶体管的静态转移特性可用交横轴于

7、VBZ的一条直线来表示(VBZ为截止偏压)。晶体管实际特性和理想折线理想化折线（虚线）icgcvb0VBZic过压区临界线欠压区vbvc0(a)(b)gcr2.工作原理分析VBEic•-VBB•-VBZVbic•iCVbmgC+VBE_iC+VBE_VBEic•-VBB•-VBZVbic•VbmgCicmaxiCiC1iC2ICO其中各系数分别为：iC频谱(2)集电极输出电压iCICOiC1iC2LC回路阻抗RpiC+VBE_经LC并联谐振回路后，此回路对基波产生谐振，呈纯电阻（最大值）Rp，而对其它谐波失谐阻抗

8、很低，呈电容性。因而回路选出基波电压，而滤除各次谐波电压。高频功放的功率关系当晶体管允许的耗散功率一定时，，功放管的集电极损耗功率。试计算：直流电源提供的功率例某高频谐振功率放大器工作于临界状态，输出功率,集电极电源=24V，集电极电流直流分量，电压利用系数及效率，临界负载电阻解：2.2.3高频功率放大器的动态特性负载特性：考虑负载反作用后，输入信号随时间变化时，工作点移