高频谐振放大器第2节

《高频谐振放大器第2节》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、3.2.1谐振功率放大器的工作原理3.2.2高频谐振功率放大器的图解分析法3.2.3高频功率放大器的外部特性3.2.4高频功率放大器的实际线路3.2高频功率放大器的原理与特性1、使用高频功率放大器的目的放大高频大信号使发射机末级获得足够大的发射功率。2、高频功率放大器与低频功率放大器的异同相同之处：高频功率放大器与低频功率放大器的共同要求：①高功率输出　　　②高效率输出相异之处：(1)工作频率与相对频宽不同，故低频功放采用阻性负载；而高频功放采用选频网络作负载回路；(2)所用工作状态不同，低功放一般工作于甲类、乙类或甲乙类；高功放一般工作于丙

2、类、丁类等。(3)不能用线性模型电路分析，一般采用图解法和折线法进行分析对比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等开关功率放大器。谐振功率放大器通常工作于丙类工作状态，属于非线性电路3、谐振功率放大器与小信号谐振放大器的异同之处相同之处：它们放大的信号均为高频信号，而且放大器的负载均为谐振回路。不同之处：激励信号幅度大小不同；放大器工作点不同；晶体管动态范围不同。谐振功率放大器波形图小信号谐振放大器波形图ECICEOuCEiCO••Q•••Q•截止区饱和区转移特性

3、曲线输出特性曲线共同之处：都要求输出功率大和效率高。不同之处：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(＜90)，为了不失真的放大信号，它的负载必须是谐振回路。非谐振功率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；宽带高频功率放大器以宽带传输线为负载。4、谐振功率放大器与非谐振功率放大器的异同3.2.1谐振功率放大器的工作原理一、谐振放大器的基本电路结构除电源和偏置电路外，主要由三个部分组成：晶体管的作

4、用是在将供电电源的直流能量转变为交流能量的过程中起开关控制作用。(1)谐振回路LC是晶体管的负载(2)电路工作在丙类工作状态；基极负偏压（或零偏压）线路特点：+ub-RpCL+uCE-ECUBB-uc1+ic二、工作原理分析uBEic•-UBB•UBZubic•UbmgC+uBE_根据晶体管的转移特性曲线可得：谐振功率放大器转移特性曲线故得：必须强调指出：集电极电流ic虽然是脉冲状，但由于谐振回路的这种滤波作用，仍然能得到正弦波形的输出。(2)(半)导通角即集电极电流的导通角是由输入回路决定的icvBEic•-UBB•-UBZvb•UbmgC

5、Icmax(3)尖顶余弦脉冲的数学表达式推导icωtθcθcic1ic2ic3IcoIcmax(4)集电极尖顶余弦电流脉冲的分解当晶体管特性曲线理想化后，丙类工作状态的集电极电流脉冲是尖顶余弦脉冲。而周期性的尖顶脉冲可以进行傅里叶频谱分解：由傅里叶级数的求系数法得其中：尖顶脉冲的分解系数也可查余弦脉冲的分解系数表得到iC频谱2、集电极输出电压LC回路阻抗Rp+ub-RpCL+uCE-ECUBB-uc1+ic+uBE_icωtθcθcic1ic2ic3IcoIcmaxubUBZUBBIcmaxuBEtibtictuCEuctECUcmUbmuB

6、Eic•-UBB•UBZubUbmgC信号特点：4、谐振功率放大器的功率关系和效率(1)功率关系功率放大器的作用原理是利用输入到基极的信号来控制集电极的直流电源所供给的直流功率PD，使之一部分转变为交流信号功率Po输出去，另一部分功率以热能的形式消耗在集电极上，成为集电极耗散功率Pc。根据能量守衡定理：直流功率：输出交流功率：Uc-----回路两端的基频电压Ic1-----基频电流RL------回路的负载阻抗讨论：如何提高Po?1)保持Ic1不变，提高Uc：即输入回路不变，调整输出回路，通过提高RL及Ucc以获得大的Uc，Po；2)保持RL

7、不变，提高IC1:即输出回路不变，RL及Ucc不变，可调整输入回路，通过提高icmax及调整以获得大的IC1，Uc，Po；（2）放大器的集电极效率：集电极电压利用系数波形系数，为通角的函数；越小γ越大讨论：如何提高效率?因此，丙类谐振功率放大器提高效率的途径有：1)提高电压利用系数。2)提高波形系数。由曲线可知：极端情况=0o时，若此时=1，可达100%但此时PO=0，无功率输出尖顶脉冲的分解系数当≈120时，Ic1/icmax达到最大值。在Icmax与负载阻抗RL为某定值的情况下，输出功率将达到最大值。这样看来，取=120

8、应该是最佳通角了。但此时放大器处于甲已类工作状态，效率太低。右图可见：因此，为了兼顾功率与效率，最佳半通角取70左右。图解分析法的步骤：1.测出晶体管的转移特性