高频功率放大器的原理和特性课件.ppt

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1、为什么进行调制？发射装置：3.2高频功率放大器的原理和特性无线电发射机中，放大高频信号,高效输出大功率为目的1、使用高频功率放大器的目的2、高频功率信号放大器使用中需要解决的两个问题①高效率输出②高功率输出二、功放工作状态分类根据直流工作点的位置不同，放大器的工作状态可分为A类(甲类)、B类(乙类)、C类(丙类)等。A类(甲类)：工作点Q较高(ICQ大)，信号360°内，管子均导通。通角：θ＝180°iCt0iCuBEQ0iCuBEQ0B类(乙类)：工作点Q选在截止点，管子只有半周导通，另外半周截止。通角：θ＝90

2、°iCt0π2πiCuBEQ0C类(丙类)：工作点Q选在截止点外，信号导通角小于180°。通角：θ<90°iCt0πθθAB类功率放大器的主要技术指标是输出功率与效率。表2-1不同工作状态时放大器的特点工作状态半导通角理想效率负载应用甲类qc=180°50%电阻低频乙类qc=90°78.5%推挽，回路低频，高频甲乙类90°＜qc＜180°50%＜h＜78.5%推挽低频丙类qc＜90°h＞78.5%选频回路高频丁类开关状态90%~100%选频回路高频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

3、一步提高工作效率还提出了丁类与戊类放大器。高频功率放大器通常工作于丙类工作状态，属于非线性电路分类：窄带功放———谐振回路为负载，丙类（C类），效率高晶体管工作延伸到非线性区（重点介绍）——可采用功率合成技术来增大输出功率与低放比较：高频功放——C类、工作频率高、带宽窄，效率高采用谐振回路作负载低频功放——A、B、AB类，工作频率低，带宽宽，效率低采用电阻、变压器作负载高频谐振功率放大器宽带功放———传输线变压器为负载，甲类（A类）icebtooictVBZ与小信号谐振放大器相比相同之处：放大的信号均为高频信号，而

4、且放大器的负载均为为谐振回路。不同之处：为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icQebtooict原理线路：3.2.1工作原理放大电路输入回路谐振电路零、负值、较小正值常采用自给偏压或零偏特点：5、谐振回路作负载可以滤除高频脉冲电流ic中的谐波分量，同时实现阻抗匹配。4、发射结在一个周期内只有部分时间导通，ib、ic均为一系列高频脉冲；3、大信号激励：1—2V；2、Eb为基极偏置电压，可以改变放大器的工作类型；1、NPN高频大功率晶体管，将直流功

5、率转变成交流功率；输入信号：基极回路电压：1．电流、电压波形集电极电压：时：谐振阻抗RL最大输出电压：C（丙）类思考：如何确定导通角因为：直流输入功率P0：输出功率P1：集电极损耗功率Pc：2．高频功放的能量关系集电极效率η：A类B类C类（电源供给的直流能量转换为高频交流输出）见P98提高效率的途径：一、提高电压利用系数，即提高谐振回路电阻RL。二、提高波形系数，导通角θ越小，越大，效率越高，但输出效率降低兼顾输出功率和效率，通常θ取值在65o~75o之间高频功放的功率放大倍数为用dB表示为忽略实际存在的容性电流，

6、激励功率为激励功率（由基极电路的信号源提供）：——转化为发射节和基区的损耗输出功率P1：转移特性输出特性临界线在放大区，集电极电流只受基极电压的控制，与集电极电压无关；在饱和区，集电极电流只受集电极电压的控制，而与基极电压无关。3.2.2高频谐振功率放大器的工作状态晶体管特性曲线的折线化处理Eb’Ube=Eb’为什么采用折线法？1、由于功率放大器工作在大信号状态下，如果考虑晶体管的非线性特性，将使计算变得复杂。2、采用折线近似分析法，利用折线段来”代替“晶体管的实际特性曲线”，就可以用简单的数学解析式来表征特性曲线

7、，使工程计算变得简单。折线化后，①内部特性方程②外部特性方程放大区饱和区—加激励信号并接负载阻抗时:ic～uce,ube1．高频功放的动特性ube最大——A：ube=Eb’——B：ube最小——C：2．高频功放的工作状态——当Ｕc增加时，根据动态曲线经过区分为三种状态:欠压临界过压①欠压状态Ucm不是很大：动态曲线在放大区、截止区。②临界状态Ucm较大：动态曲线在临界点、放大区、截止区③过压状态Ucm较大：动态曲线在饱和区、放大区、截止区。RL增加①晶体管工作在截止区、放大区③输出功率Ｐ1增加④直流输入功率P0基本

8、不变⑤效率随Uc增加⑥集电极电压利用不充分欠压状态:②ic为余弦脉冲Uc增加时,Ｉc0，Ic1基本不变临界状态：①晶体管工作在截止、放大、临界饱和区④效率随Uc增加③输出功率Ｐ1最大②Ｉc1较大，Uc较大①晶体管工作在截止、放大、饱和区③Uc增加时,Ｉc0，Ic1减小④输出功率Ｐ1下降⑤直流输入功率P0下降⑥效率随Uc增加到最大，再下降过压状态②ic为凹陷余