高频电子线路课件 第4章 高频谐振功率放大器.ppt

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1、§4.1概述工作特点：高频、大信号、非线性窄带高频功率放大器：以谐振回路为负载，所以又称谐振功率放大器谐振功率放大器的分析方法：折线法近似分析宽带高频功率放大器：采用非选频性负载，如传输线变压器或其他宽带匹配电路作用：用于对各种高频信号进行功率放大或倍频；可实现调幅。工作要求：输出功率大、效率高、波形失真小(谐波少)、散热要好谐振功率放大器丙类谐振功率放大器丁类谐振功率放大器戊类谐振功率放大器第4章高频谐振功率放大器§4.2丙类高频谐振功率放大器的工作原理特点：组成：BJT、LC谐振回路、馈电电源UCCUBBiBiCuCEuBELCR

2、LuiVT一、基本电路构成及工作原理1、NPN高频大功率晶体管，高fT；改变UBB可以改变放大器的工作类型；3、发射结在一个周期内只有部分时间导通，iB、iC均为一系列高频脉冲；2、大信号激励：1～2V；4、谐振回路作负载可以滤除高频脉冲电流iC中的谐波分量，同时实现阻抗匹配。二、工作原理的折线分析uCE0ic输出特性uBE0ibUD输入特性转移特性uBE0icUDgm1、三极管特性曲线的折线化2、各极电流、电压波形uBEibtUim-UBBUBZ-uBEibt-t-icuBEict-图解可见，iB和iC的都是

3、余弦脉冲，定义θ为导通角，三极管只在（－θ，θ）内导通，当θ<90o时，功率放大器工作于丙类状态。iCt-0ic1Ic1mt0ucUc1mt0......2coscos2m1m0+++=tItIIiicccccww余弦脉冲展开为傅立叶级数：将当iC流过LC谐振回路时，在回路两端产生电压uC。由于谐振回路的选频特性，uC中只有基波分量幅度最大，其它频率的信号电压幅度较小可以忽略。设Re—并联回路谐振时的等效负载电阻，包括BJT的输出电导和等效的RL。从图中可以看出，丙类高频谐振功放由于选频作用，即使iC是不连续的脉冲电流，在谐

4、振回路两端也会得到余弦电压。即能对输入信号进行不失真放大。如果振荡回路的0=n，则在回路两端可得到频率为n的电压:u0=Umcosnt；相当于实现了对输入信号的n倍倍频。还可以利用选频特性实现倍频器。3、ic余弦脉冲的分解icicmax-/2-/2tgcUimgcUimcos其中0(θ)、1(θ)、…、n(θ)为尖顶余弦脉冲的分解系数；/1/0=g101230,1,2,32.01.00.50.40.30.20.10-0.051030507090110130150170另定义g1(θ)

5、=Ic1m/Ic0=1(θ)/0(θ)为波形系数，随减小而增大。4、能量关系与效率2）集电极电源提供功率：1）集电极输出功率：3）集电极损耗功率：4）集电极效率：5）对效率的影响电压利用系数c=Uc1m/UCC<1，c≤1，g1随而变化；乙类功放：=/2，g1=/2，max=/4=78.5%；丙类功放：</2，减小，g1提高，c提高；但是很小时，g1提高不多，输出功率却降低很多。故通常选在60o~90o之间。6）放大器的激励功率：7）功率放大倍数：三点法作图：t=0，uBE=-UBB+Uim；uC

6、E=UCC-Uc1m得到C点t=/2，uBE=-UBB；uCE=UCC得到B点t=，uBE=-UBB-Uim<0---iC=0；uCE=UCC+Uc1m得到D点直线BC与横轴交于A点CBD一、动态特性分析UBE=-UBB+UimUBE=-UBBUCC§4.3工作状态分析uCE0icUc1mA折线CAD即为谐振功率放大器的动态特性曲线动特性曲线：iC、uBE和uCE的关系曲线，即交流负载线二、丙类谐振功率放大器的工作状态工作状态根据uBE=uBEmax，uCE=uCEmin时，动态特性上瞬时工作点C的位置确定。欠压状态：C点在输

7、出特性曲线的放大区临界状态：C点在输出特性曲线的放大区和饱和区的交界点过压状态：C点在输出特性曲线的饱和区uce0iciCuBEmax欠压和临界状态：iC是相同的余弦脉冲；但临界状态UC1m大；过压状态：iC中间凹陷；UC1m较临界略有增大。tuceUC10RL=RLcrRL增大RL减小t三种工作状态比较：（1）临界状态：PO最大；较高；最佳工作状态(对应最佳负载RLcr)；主要用于发射机末级。（2）过压状态：较高（弱过压状态最高)；负载阻抗变化时，UC1m基本不变；用于发射机中间级。（3）欠压状态：Po较小；较低；PC大

8、；输出电压不够稳定；很少采用，基极调幅电路工作于此状态。三、丙类谐振功率放大器的外部特性当激励源（Uim)、负载(RL)或直流电源(UBB、UCC)发生变化时，都会影响到功放的工作状态，改变输出功率与效率；另一方面可以通