第4章 高频功率放大电路ppt课件.ppt

《第4章 高频功率放大电路ppt课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第4章　高频功率放大电路第4章　高频功率放大电路概述4.1　丙类谐振功率放大电路的工作原理4.2　丙类谐振功率放大器的特性分析4.3丙类谐振功率放大器的电路组成和输出匹配网络高频功放：将高频信号进行功率放大的电路，实质是在输入高频信号的控制下，将电源的直流功率转变成高频功率。主要功用:放大高频信号,以高效率输出大功率，并且尽量保证非线性失真小。分类：低频功放：甲类（3600导通，效率50%）乙类（1800导通，效率78.5%）甲乙类（大于1800导通，效率75%）高频功放：丙类（小于1800导通，效率92%）

2、丁类、戊类（开关型，理论上效率100％）特点：工作频率高，相对带宽小，大信号非线性状态，采用选频网络作为负载（故称谐振功率放大器）。技术指标：输出功率、效率、功率增益、带宽、谐波抑制度。概　述4.1　丙类谐振功率放大电路的工作原理一、丙类谐振功率放大电路的结构图4-1所示的是高频谐振功率放大器的原理线路图。构成：电源、偏置电路、晶体管、谐振回路和输入回路。。谐振回路：1、减小失真，丙、丁、戊类的电流失真大；2、实现阻抗匹配。3、对窄带系统，实现滤波；图4-1晶体管高频谐振功率放大器的原理线路图4-2　谐振功率

3、放大器的原理线路二、工作原理1.工作条件工作在丙类状态Eb倒置，使T在截止区；LC回路为集电极负载，调谐在输入信号中心频率上；Rp为考虑实际负载与抽头等效后的并联谐振电阻。4-2　谐振功率放大器的原理线路2.工作过程：无输入T截至；ui+Eb>VthT导通ib(周期性)ic(周期性)ic的基波分量通过谐振电阻产生uo输出，回路失谐时，电抗小，ic的谐波分量直接通过，直流分量通过电感，均无电压。结论：只有基波可通过，无失真。3.电流、电压波形设输入信号为则由图4-2得基极回路电压为(4-1)ib、ic周期性脉

4、冲，可以分解成直流、基波(信号频率分量)和各次谐波分量,即余弦电流脉冲的分解：(4-2)(3─19b)(3─19a)2θ为导通角，θ=1800，甲类,θ>900，甲乙类,θ=900，乙类,θ<900，丙类。αi（θ）:各次波的分解系数。余弦脉冲的分解：（4-3）（4-4）输出回路：放大器的负载为并联谐振回路，其谐振频率ω0等于激励信号频率ω时，回路对ω频率呈现一大的谐振阻抗　　，因此集电极电流基波分量在回路上产生电压；对远离ω的直流和谐波分量2ω、3ω等呈现很小的阻抗，因而输出很小，几乎为零。因此有：（4

5、-5）（4-6）结论：1、icmax、ubemax、ucemin出现在同一时刻；2、集电极功耗=icuce，很低，效率高；丙类谐振功率放大器的电压、电流波形4.高频功放的能量关系电源功率（直流功率）=输出功率（基波功率）+集电极耗散功率电源功率Pd为：输出功率P0为：集电极损耗功率Pc为：(4-7)(4-8)(4-9)集电极效率η为：其中：集电极电流波形系数集电极电压利用系数结论：提高效率的两种途径：提高电压利用系数ξ，通过提高谐振电阻实现，同时尽量使放大管工作在尽限运用状态；提高波形系数g1(θ)，降低导

6、通角，一般取65-75度，使放大器工作在丙类工作状态。(4-10)g1(θ)、α0(θ)、α1(θ)、α2(θ)、α3(θ)与θ的关系4.2　丙类谐振功率放大器的特性分析一、晶体管静态特性曲线的折线化折线化分析：用几条直线近似晶体管的实际特性曲线，然后用数学解析式写出表达式并进行分析的方法。特点:物理概念清晰,方法简单;准确度差。应用:工程实际(a)静态输出特性曲线(b)静态转移特性曲线晶体管特性曲线的折线化Vth临界线饱和区放大区截止区(a)静态输出特性曲线:以ube为参变量，ic与uce的关系曲线；如图

7、,由临界线分为饱和区与放大区.(b)静态转移特性曲线：ic与ube的关系曲线；折线化后的直线斜率为:(通常为几十-几百mA/V)(4-11)(4-12)二、高频功放管集电极的动态特性动态特性：当基极加上输入信号并且集电极接上负载阻抗时，晶体管集电极电流ic与集电极电压uce之间的关系。动态特性曲线:功率放大器工作点变化的轨迹，也称动态交流负载线，由集电极电流ic与集电极电压uce曲线构成。由于晶体管的静态特性曲线是非线性的，所以实际动态特线性曲线也是非线性的，但可以证明：当静态特性曲线折线化后，且放大器负载

8、处于谐振状态，即负载为纯电阻，则动态特性曲线也为一条直线。当负载回路处于谐振状态时，有：由以上两式可得：(4-13)将（4-13）代入（4-12）有：动态特性图如下页图所示。(4-14)(4-15)丙类谐振放大电路的动态特性图图中:ωt=0,ube=-Eb+Ubm=ubemaxA点uce=Ec-Ucm=uceminωt=π/2,ube=-Eb=ubeminQ点uce=Ecic=gc(ube-Vth)