2019年版高频电路第3章谐振功放ppt课件.ppt

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1、第3章高频谐振功放大器1本章基本要求掌握丙类功放的电路组成、工作原理及其分析方法；了解宽带放大器的原理；23.1　概述高频谐振功率放大器是无线电发送设备的重要组成部分，为了把信息有效地进行远距离的传输，在发送端必须有足够大的高频发射功率。高频谐振功率放大器的主要特点是：输出功率足够大、效率高、非线性失真小及频带宽度满足要求等。高频谐振功率放大器与低频功率放大器有很大差异。首先，工作频率以及相对频带宽度相差较大。其次，低频功率放大器主要要求较大的输出功率由于高频功率放大器以BPF作为负载，既要有足够的输出,又要求提高放大器的效率，因此工作在丙类、功率丁类等工作状态

2、。33.1.1影响放大器输出功率的主要因素为了获得足够大的输出功率，要求放大器输出较大的电压和电流的幅度，这样就会使功率放大器件接近甚至超过其极限运用状态。只要功率管的集电极电流、电压和功耗中的任意一个参数超过其极限值，都可能使器件烧坏。影响功率放大器输出功率的主要因素是功率管本身的集电极最大允许电流、反向击穿电压和最大允许耗散功率三个极限参数。43.1.2提高放大器输出功率的方法根据放大器的工作原理，高频输出功率是高频放大器在输入信号的控制下，把直流电源所供给的直流功率转换成为按高频输入信号规律变化的交流输出功率。根据能量守恒定律(3-1-1)(3-1-2)为

3、电源提供的直流功率,为放大器的交流输出功率,为功率管集电极耗散功率。5在“模拟电子技术基础”课程中已知,功率放大器的工作点不同,其效率也不同。因此,可通过选择高频功率放大器的工作点来提高效率及其输出功率。根据以上讨论,可得出如下几种提高高频功率放大器输出功率的方法:选用耐压高、允许工作电流大、允许耗散功率大的功率器件2)适当选择器件的工作状态,提高效率。3)采用功率合成电路。4)改善器件的散热条件，如加散热片,强迫冷却等。63.1.3工作状态的选择根据放大管集电极电流的导通时间的不同，将功率放大器分为甲类、乙类、丙类等工作状态。其中放大器工作于甲类状态时，效率最

4、低，工作于乙类状态时，其效率比甲类状态时高，而工作于丙类状态时，其效率又高于乙类状态。晶体管集电极功耗为：(3-1-3)可见,如较大时使最小,或较大时使最小,都可降低,且电流导通的时间越短,就越小。使7由于功率放大器(特别是输出级)都是在大信号条件下工作，即工作于非线性状态，使放大器输出的信号波形产生各种失真，尤其是非线性失真。然而，由于它的工作频率很高，相对频带窄，因而高频功率放大器通常采用选频网络作为负载回路。通过选频回路的选频滤波作用，从放大器输出的失真波形中，选出与输入信号相同频率的基波分量，使输出信号波形几乎不失真或失真很小。高频功率放大器按工作频带的

5、宽窄，可以分为窄带高频功率放大器和宽带高频功率放大器。窄带高频功率放大器以调谐网络作为输出回路或匹配网络，所以称为调谐式功率放大器，而宽带高频功率放大器的输出电路则是传输线变压器或宽带匹配电路。8表3-2-1不同工作状态的功率放大器的特点半流通角工作状态理想效率负载情况甲类50%纯电阻，选频回路乙类78.5%推挽电路，选频回路甲乙类50%~78.5%推挽电路，选频回路丙类>78.5%选频回路丁类开关工作状态90%~100%选频回路93.2丙类谐振功率放大器丙类高频功率放大器的工作频率高，相对频带窄，通常采用选频网络作为高频功率放大器的输出回路或匹配网络。3.2.

6、1电路的组成及特点103.2.2工作原理及性能分析3.2.2.1工作原理:假设输入高频信号为,则放大管基—射极间的电压为:若不考虑对的反作用,且忽略晶体管极间电容的的作用下由图3-2-2a可看出,影响,则在只有当>(－～+)时,晶体管才导通,产生集电极电流,为导通角,且2<180°,这种工作状态为丙类工作状态。当时,=,由此可得:(3-2-2)1112由于集电极电流波形是周期性的脉冲序列,用傅里叶级数分解,其表达式为:将集电极电流(3-2-3)由于集电极负载采用调谐回路，且回路调谐在基波频率中的基波分量呈现的(即输入信号频率)上，因而回路对阻抗很高,且为纯阻,而

7、对各次谐波分量呈现的阻抗很小,可视为短路。131415因此，由于集电极LC回路的选频作用，在回路两端仅有，其余集电极脉冲电流中的基波分量产生的高频电压各次谐波电流分量在回路两端产生的电压近似为零。回路电感线圈对直流分量相当于短路，于是集电极电压可表示为：(3-2-4)式中,为输出基波电压的振幅,通过变压器耦合,则天线上也得到了所需的余弦高频功率。163.2.2.2性能分析对高频功率放大器进行分析与计算,关键在于求出集电极和基波分量的振幅。然而，丙类电流的直流分量谐振功率放大器工作在大信号(非线性状态)，不能用分析线性放大器的方法来分析丙类功放。本章介绍折线分析法

8、在丙类功率放大器分析中的