第3章高频功率放大器fp 高频电子线路 课件要点.ppt

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1、哈尔滨工业大学2009.10高频电子线路第三章高频功率放大器第三章高频功率放大器主要内容概述丙类（C类）高频功率放大器原理丙类（C类）高频功率放大器折线分析法丙类（C类）高频功率放大电路宽频带高频功率放大器第一节概述高频功率放大的必要性远距离无线传输，弥补信号衰落，提高信号抗噪声干扰能力一些其他需要，如高频加热装置、微波功率源等需要高频功率放大电路最主要的技术指标：（与低频功率放大电路一样）输出功率、效率和非线性失真。高频功率放大器的特点：放大信号频率高，输出功率高、效率高。高频功率放大器的功能：用小功率的高频信号去控制高频功率放大器，将直流电源供给的能量转换为大功率的高频能量输出，并保证输

2、出与输入的频谱相同。高频功率放大器ωω从节省能量的角度考虑,效率更加重要。高频功放常采用效率较高的丙类工作状态,即晶体管集电极电流导通时间（导通角c）小于输入信号半个周期的工作状态。为了滤除丙类工作时产生的众多高次谐波分量,采用LC谐振回路作为选频网络,也称为谐振高频功率放大电路。有源放大元件选频网络使用高频功率放大器的目的放大高频信号使发射机末级获得足够大的发射功率高频功率信号放大器使用中需要解决的两个问题高效率输出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效率高高频功率放大器与小信号谐振放大器的对比相同点：①放大的信号均为高频信号，②放大器的负载均为谐振回路。不

3、同点：①激励信号幅度大小不同；②放大器工作点不同；③晶体管动态范围不同。高频功率放大器波形图小信号谐振放大器波形图高频功率放大器与非谐振功率放大器的对比相同点：①输出功率大，②输出效率高。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。不同点：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(导通角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；

4、宽带高频功率放大器以宽带传输线为负载功率放大器的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。高频功率放大器通常工作于丙类工作状态，属于非线性电路功率放大器的主要技术指标是输出功率与效率.甲、乙、丙三种状态下的转移特性甲类乙类丙类高频功率放大器的分类宽带和窄带宽带高频功放采用具有宽带特性的传输线变压器作为负载，不需要调谐，适于频率相对变化范围大的通信系统，选用甲类和乙类推挽放大；窄带高频功放多选用丙类或丁类，甚至戊类放大，以提高效率。相对带宽在1%左右，甚至更小。中波调幅：载波：535~1602kHz，信息带宽：9kHz相对带宽

5、：0.6%~1.7%高频功率放大器的主要技术指标1.输出功率：放大器的负载得到的功率2.效率：高频输出功率与直流电源提供功率的比值。即能量转换的效率3.功率增益：高频输出功率和信号输入功率的比值4.谐波抑制度：是对非线性高频功率放大器而提出的，谐波分量相对于基波分量越小越好第二节丙类(C类)高频功放工作原理无论中间级还是输出级，其负载可以等效为并联谐振回路一、基本电路形式二、基本特点为了提高效率，放大器常工作于丙类状态，流过晶体管的电流为失真的脉冲波形；负载为谐振回路取出基波分量，获得正弦电压波形。阻抗匹配。谐振于输入信号的频率谐振功率放大器原理图谐振功率放大器原理图icibubeuceuo

6、ic三、工作原理发射结处于负偏压状态无输入时，晶体管截止，ic=0输入时，ib为脉冲形状，可用傅立叶级数展开同理负载回路谐振频率为ω高频功率放大器中各部分电压与电流的关系第三节丙类(C类)高频功放折线分析法工作在大信号和非线性工作状态——小信号分析方法不适用将晶体管特性曲线理想化成为折线进行分析——称为折线分析法有一定误差，但较为简便。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。对高频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折线分析法的主要步骤：1、测出晶体管的转移特性曲线ic-ube及输出特性曲线i

7、c-uce，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、根据激励电压ub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uce的波形；4、求出ic的各次谐波分量Ic0、Ic1m、Ic2m……，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。3.1晶体管特性曲线的理想化一、正向传输特性曲线理想化由理想化输入特性可得理想化的正向传输特性——称为理想化