谐振功率放大器的工作原理

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1、课题：4.1概述4.2谐振功率放大器的工作原理教学目的：1.了解高频功率放大器的基本概念和类型2.掌握高频谐振功率放大器的特点3.掌握高频谐振功率放大器的工作原理教学重点：高频功率放大器的基本概念和类型高频谐振功率放大器的特点教学难点：高频谐振功率放大器的工作原理教学方法：讲授课时：2学时教学进程单元四功率放大器概述及电路4.1概述顾名思义,高频功率放大器用于放大器高频信号并获得足够大的输出功率,常又称为射频功率放大器(RadioFrequencyPowerAmplifier)。它广泛用于发射机、

2、高频加热装置和微波功率源等电子设备中。一、高频放大器的分类根据相对工作频带的宽窄不同，高频功率放大器可分为窄带型和宽带型两大类。1.窄带型高频功率放大器通常采用谐振网络作负载，又称为谐振功率放大器。为了提高效率，谐振功率放大器一般工作于丙类状态或乙类状态，近年来出现了工作在开关状态的丁类状态的谐振功率放大器。2.宽带型高频功率放大器采用传输线变压器作负载。传输线变压器的工作频带很宽，可以实现功率合成。二、谐振功率放大器的特点1.采用谐振网络作负载。2.一般工作在丙类或乙类状态。3.工作频率和相对通

3、频带相差很大。4.技术指标要求输出功率大、效率高。三、高频功率放大器的技术指标1.输出功率:PO2.效率:η3.功率增益:Ap4.2谐振功率放大器的工作原理一、丙类谐振功率放大器电路电路图如4-1所示图4-1丙类谐振功率放大器LC谐振网络为放大器的并联谐振网络。谐振网络的谐振频率为信号的中心频率。作用：滤波、匹配。VBB:基极直流电压作用:保证三极管工作在丙类状态。VBB的值应小于放大管的导通电压Uon；通常取VBB≤0。VCC：集电极直流电压作用：给放大管合理的静态偏置，提供直流能量。二、丙类谐

4、振功率放大器的工作原理ui→uBE→iB→iC→uCui为余弦电压，可表示为ui=UimCOSωct则：uBE=VBB+ui=VBB+UimCOSωct根据三极管的转移特性可得到集电极电流iC，为余弦脉冲波，如图4-2所示：图4-2iC波形根据傅立叶级数的理论，iC可分解为：ic=Ico+iC1+iC2+iC3+………+iCn+………式中：Ico为直流电流分量iC1为基波分量；iC1=Icm1COSωctiC2为二次谐波分量；iC2=Icm2COS2ωctiCn为n次谐波分量；iCn=IcmnCO

5、Snωct其中，它们的大小分别为：Ico=iCmax·α0（θ）Icm1=iCmax·α1（θ）Icmn=iCmax·αn（θ）iCmax是ic波形的脉冲幅度。αn（θ）的大小可根据余弦脉冲分解系数表查。Ic信号的导电角可以用下面的公式进行计算UUonBBcosUbmUUonBBarccosUbm当iC信号通过谐振网络时，由于谐振网络的作用，可得其谐振网络压降为：uc=RIcm1COSωct=UcmCOSωctuCE=VCC-uc=VCC-UcmCOSωct各信号的波形如图4-3所示：

6、图4-3波形图三、功率关系直流功率：PV=VCCICO1输出功率：PO=Icm1Ucm2放大管功耗：PT=PV-PO效率：η=PO/PV本课小结：1.高频功率放大器有宽带型和窄带型两大类。2.谐振功率放大器具有输出功率大、效率高、采用谐振网络作负载等特点。3.高频功率放大器的技术指标有输出功率、效率、功率增益等。4.讲解了丙类谐振功率放大器的工作原理及脉冲电流的分解特点。5.讨论了直流功率、输出功率、管耗功率三者之间的功率关系及效率的计算方式。本课作业：1.为什么低频功率放大器不能工作于丙类？而高

7、频功率放大器可以工作于丙类？2.为什么高频功率放大器一般要工作于乙类或丙类状态？为什么采用谐振回路作负载？谐振回路为什么要调谐在工作频率？3.简述丙类谐振功率放大器电路中各部分的作用。4.一谐振功放的输出功率Po=5W,Vcc=24V。(1)当集电极效率=60%时,求其集电极功耗Pc和集电极电流直流分量Ico；(2)若保持Po不变,将η提高到80%,问此时Pc为多少?课题：4.3丙类谐振功率放大器的性能分析教学目的：1.了解丙类谐振功率放大器的工作状态2.掌握丙类谐振功率放大器的动态线3.掌握集电

8、极余弦电流脉冲的分解教学重点：丙类谐振功率放大器的工作状态教学难点：丙类谐振功率放大器的动态线集电极余弦电流脉冲的分解教学方法：讲授课时：2学时教学进程4.3丙类谐振功率放大器的性能分析一、丙类谐振功率放大器的工作状态欠压状态：管子导通时均处于放大区；临界状态：管子导通时从放大区进入临界饱和；过压状态：管子导通时将从放大区进入饱和区；在实际工作中，丙类放大器的工作状态不但与Ubm有关，还与VCC、VBB和R有关。在丙类谐振功放中，工作状态不同，放大器的输出功率和管耗就大不相同，因此