通信电路――高频功率放大器ppt课件.ppt

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1、倍频高频放大调制话筒声音发射天线图1.2.8调幅发射机方框图音频放大高频振荡缓冲5.1概述5.1概述功率放大电路是一种以输出较大功率为目的的放大电路。电压增益：电流增益：ββ+1三种组态的基本放大电路CECCCB1.谐振（高频）功放与非谐振（低频）功放的比较相同:要求输出功率大，效率高非线性(大信号)不同:低频（音频）:20Hz～20kHz高频（射频）:（以调幅为例）已调信号lowhighωAM广播信号:535kHz～1605kHz，BW=10kHz谐振与非谐振(工作状态)高频窄带信号工作频率与相对频宽不同,5.1概述功率

2、放大电路的主要特点输入为大信号要求输出功率尽可能大,管子工作在接近极限状态效率要高非线性失真要小BJT的散热问题(管子的保护)(a)甲类class-Aamplifier(b)乙类class-Bamplifier(c)甲乙类class-ABamplifier(d)丙类class-Camplifier2.分类5.1概述流通角:一个周期内有电流流通的相角.5.1概述3.要解决的问题减小失真（线性度）管子的保护提高输出功率提高效率丙类(C类)放大器的效率最高，但是波形失真也最严重。4.效率与失真矛盾的解决ωlowhigh3ωnω2ω

3、05.1概述4.效率与失真矛盾的解决有源器件谐振回路窄带谐振放大器丙类通过谐振负载，从丙类余弦周期脉冲里恢复基波完整周期信号。32154Tr1Tr2CLyLT输入回路输出回路晶体管5.1概述5.1概述功能：将直流功率转换为交流信号功率。主要指标：输出功率与效率工作状态：丙类大信号的非线性状态（非线性失真）分析方法：折线近似分析法。(大信号)高频谐振功率放大器5.2谐振功率放大器的工作原理5.2.1获得高效率所需要的条件5.2.2功率关系5.2.1获得高效率所需要的条件Vbmvbwt小信号谐振放大器与丙类谐振功率放大器的区别之

4、处在于：工作状态分别为小信号甲类与大信号丙类。因此，采用负电源作基极偏置。wtiC0-qc+qcVBB0-qc+qcvbe转移特性iCVBZo理想化图5.2.1高频功率放大器的基本电路失真(b)tw或电压电流0VBZVCCV－BBVbmVcmvbEmaxqiCicmaxciCvCEvBEvCEmin1.iC与vBE同相，与vCE反相；2.iC脉冲最大时，vCE最小；3.通角和vCEmin越小，Pc越小；5.2.1获得高效率所需要的条件5.2.2功率关系电路正常工作（丙类、谐振）时，外部电路关系式：谐振回路直流功率：输出交流功

5、率：集电极效率：集电极电压利用系数波形系数5.2.2功率关系5.3晶体管谐振功率放大器的折线近似分析法5.3.2集电极余弦电流脉冲的分解5.3.3高频功率放大器的动态特性与负载特性5.3.4各极电压对工作状态的影响5.3.5工作状态的计算(估算)举例5.3.1晶体管特性曲线的理想化及其解析式5.3晶体管谐振功率放大器的折线近似分析法β00.5fβfβ0.2fTfT为了对高频功率放大器进行定量分析与计算，关键在于求出电流的直流分量Ic0与基频分量Icm1。最好能有一个明确的数学表达式来显示二者与通角θc的关系，以便于电路设计和

6、调试时，对放大器工作状态的选择指明方向。考虑到谐振功率放大器工作于丙类（非线性、大信号）状态，采取图解法与数学解析分析相折中的办法：折线近似分析法。5.3晶体管谐振功率放大器的折线近似分析法5.3.1晶体管特性曲线的理想化及其解析式图5.3.1晶体管的输出特性及其理想化iC=gcrvCE欠压临界过压图5.3.2晶体管静态转移特性及其理想化iC=gc(vBE–VBZ)(vBE＞VBZ)5.3.1晶体管特性曲线的理想化及其解析式VbmvbwtwtiC0-qc+qcVBB0-qc+qcvbe转移特性iCVBZ0理想化以上建立了晶体

7、管的简化分析模型，下面求解集电极余弦脉冲电流中的各个频率分量。首先，写出其表达式。iC=gc(vBE–VBZ)(vBE＞VBZ)=gc(Vbmcosωt–VBZ－VBB)=gcVbm(cosωt–cosc)=gcVbm(1–cosc)当t=0时，iC=iCmax当t=c时，iC=05.3.2集电极余弦电流脉冲的分解5.3.2集电极余弦电流脉冲的分解图5.3.3尖顶余弦脉冲由傅里叶级数求系数，得其中：尖顶余弦脉冲的分解系数波形系数ic取决于脉冲高度iCmax与通角c下面分析基波分量Icm1、集电极效率ηc和输出功率

8、Po随通角c变化的情况，从而选择合适的工作状态。尖顶脉冲的分解系数当c≈120时，Icm1/iCmax最大。在iCmax与负载阻抗Rp为某定值的情况下，输出功率将达到最大值。但此时放大器处于甲乙类状态，效率太低。5.3.2集电极余弦电流脉冲的分解由曲线可知：极端情况c=0时，如果此