高频谐振功率放大电路

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1、3.1引言3.2丙类谐振功率放大器的基本原理3.3丙类功放的性能分析3.4晶体管功放的高频特性3.5谐振功率放大器电路3.6倍频器3.7功率合成技术第3章高频谐振功率放大器功放按负载分按工作频率分按工作状态分谐振功放（窄带）电抗性负载非谐振功放（宽带）电阻性负载低频功放－大多属于非LC谐振功放高频功放－大多属于谐振功放甲类、乙类、甲乙类功放丙类、丁类功放3.1引言1.功放：在输入信号的控制下，把直流能量变换为交流能量的转换器。2.类型3.主要指标：输出功率Po、效率、BW0.74.研究的主要问题：在安全高效率的条件下，

2、尽量输出大功率。谐振放大器按其工作信号大小可分为小信号谐振放大器：输入信号通常为数十微伏至毫伏，器件工作于甲类大信号谐振放大器：器件工作于丙类3.2丙类谐振功率放大器的基本原理高频功率放大器的主要作用是放大高频信号，并且以高效输出大功率为目的，它主要应用于各种无线电发射机中。在通信系统中，高频功率放大电路作为发射机的重要组成部分，用于对高频已调波信号进行功率放大，然后经天线将其辐射到空间，所以要求输出功率很大。输出功率大，从节省能量的角度考虑,效率更加显得重要。因此,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

3、电流导通时间小于输入信号半个周期的工作状态。同时，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，故称为丙类谐振功率放大电路。一、基本电路下图是一个采用晶体管的高频功率放大器的原理线路，除电源和偏置电路外，它是由晶体管、谐振回路和输入回路三部分组成的。天线(c1和c2称作为高频旁路电容:对高频起旁路作用)c1c2二、特点1.负载是谐振回路，电抗性负载，所以为窄带放大器。2.为了提高效率，通常采用VBB

4、支路不同。⑵回路阻抗⑶回路对n次谐波呈现的阻抗（nw）代入由此可见，Z下降到原来幅值的1/15。2.阻抗变换作用⑴外接负载常含电抗分量，我们通过外加一个异性电抗元件使其变成一个谐振电阻Re。⑵可以保持回路谐振时Re等于放大管所需的集电极负载值，实现阻抗匹配。四、电流电压的关系波形图由转移特性，当VCC、VBB和Re一定时，放大器在Vbe的作用下，集电极出现一连串的电流脉冲，周期性脉冲可以分解成直流、基波(信号频率分量)和各次谐波分量。书82页图α0(θ)、α1(θ)、αn(θ)分别称为余弦脉冲的直流、基波、n次谐波的分

5、解系数。见书88页式2－2－4当回路谐振时，回路上产生的电压为：且VCE与VBE反相其中五、提高效率的途径1.输出功率：2.输入功率：3.集电极耗散功率：4.效率：所以降低Pc才会有的提高，可以减小电流流过时间，即的减小。5.通角：集电极电流流通时间的一半甲类：180o、乙类：90o、丙类：<90o，一般取70o。3.3丙类功放的性能分析（工作状态）一、分析目的：求能量关系所以关键在求ic和ib的表达式。二、解ic和ib的基本方法㈠分析方法——求非线性微分方程数值分析：用计算机做工程解法图解法解析近似分析法（准静态分析

6、法）㈡准静态分析法目的：将非线性转换为线性来分析假设1：输入、输出均有回路，Qe较高，回路两端均只有基波电压。则①②VCE、VBE与Ic1m、Ib1m线性关系VCE、VBE与ic、ib非线性关系假设2：当工作频率f<0.5fB，此时可以略去Cb’c，Cb’e的影响，放大管的特性可用静态特性表示。以此为基础准静态分析法：图解法，折线法㈢图解法1.依据：以上①、②式。静态特性：在C极电路没有负载情况下，以某一电压为参变量，ic（ib）随另一极电压变化的曲线。动态特性：在C极电路有负载情况下，C极电压VCE和b极电压VBE同

7、时改变时，C极电流ic变化曲线。3.求ic、ib（wt）具体方法静态特性动态特性⑴选取4个基本变量VCC，VBB，Vbm和Vcm。⑵作图：用VCE，VBE的7组值，一点一点描绘出来。a.由给定wt＝0o，15o，30o，45o，60o，75o，90o得到7组值。b.利用输入特性曲线ib～VBE，将输出特性曲线中的ib用VBE代替，得到静态特性曲线。c.根据VBE，VCE取值，连接相应各点，得动态曲线AB。A点：B点：㈣折线近似法画图：截距法、虚拟电流法谐振时由所做的动态特性曲线图ic(wt)Ic0和Ic1三、参数变化对

8、功放工作状态的影响㈠工作状态：四个基本量：VCC，VBB，Vbm，Vcm。当前三个量一定时Re变化Vcm变化Ic0，Ic1变化变化1.当Re＝Re2时⑴Q点：，位置始终不变⑵A2点：⑶工作状态：按动态线端落在静特性线上的位置，确定功放的工作状态。A2点落在VBEmax静态线的转折点上，称临界工作状态⑷动态线变化时，通角并没发生改变