高频电子线路第 3 章 高频功率放ppt课件.ppt

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1、第3章高频功率放大器3.1谐振功率放大器的工作原理3.2谐振功率放大器的特性分析3.3谐振功率放大器与倍频电路3.4宽带高频功率放大器3.1谐振功率放大器工作原理谐振功率放大器的原理电路如图3-1所示图3-1为确保放大器可靠地工作在丙类状态，常使为负压或不加基极电源。显然，当没有激励信号时（静态时），三极管VT处于截止状态，LC并联谐振回路作为集电极负载，它调谐在激励信号的频率上。当基极输入一高频余弦激励信号后，三极管基极和发射极之间的电压为将晶体管输入特性曲线理想化，近似为直线交横轴于。可见管子工作在丙类状态，只在小半小

2、时周期内导通。如图3-2所示。图3-2集电级输出回路谐调在输入信号频率ω上，若回路谐振电阻为，则可得为三极管集电极和发射极之间的瞬时电压为虽丙类放大器的三级管在一个信号周期内，只在很短的时间内导通，形成余弦脉冲电流，但由于LC谐振回路的选频作用，集电极的输出电压仍然是不失真的余弦波。根据三极管的输入特性可知，将产生基极脉冲电流，将用傅氏级数展开即将用傅氏级数展开得集电极电流基波分量在负载上的平均功率集电极直流电源供给功率集电极耗散功率放大器集电极效率等于输出功率与直流电源供给功率之比，即理论分析可以得出故集电极效率可以写成

3、不同通角时的各分量的分解系数可作不同的曲线，如图3-3所示。图3-33.2谐振功率放大器的特性分析谐振功放的交流负载线称为动态负载线，简称动态线。动态线实际上就是在输入信号作用下，功率管的集电集电电流和C-E极间电压在-平面内工作点移动的轨迹。为了便于分析，输出特性曲线的参变量采用电压,而不是。曲线由和决定。图3-4集电极电流脉冲的宽度主要取决于和的大小。由图3-4还可以看出：1.欠压状态：较小，也较小的情况。在高频一个周期内各种动态工作点都处在晶体管特性曲线的放大区，此时集电极电流波形为尖顶余弦脉冲，且脉冲幅度较高。2.

4、临界状态：较大也较大的情况，在高频一个周期内动态工作点恰好达到晶体管特性曲线的临界饱和线，此时集电极电流波形为尖顶余弦脉冲，但脉冲幅度比欠压时略低。3.过压状态：很大，也很大的情况。动态线的上端进入了晶体管特性曲线的饱和区，此时集电极电流波形为凹顶状，且脉冲幅度较低。（1）谐振功率放大器的负载特性所谓的负载特性就是当，，一定时，放大器的电流、电压、功率和效率等随变化的特性。（2）对放电器工作状态的影响当调节时会对放大器的工作状态产生影响。波形也将由中间凹顶状脉冲波变为接近余弦变化的脉冲波，但波形的宽度不变。由图可见，谐振功

5、放只有工作在过压区，才能有效地控制的变化，也就是说，工作在过压区的谐振功率放大器的变化可以有效的控制集电极回路电压振幅的变化，这就是后续章节介绍到的集电路调幅的原理。（3）与对放电器工作状态的影响如图3-7所示。由图可见，谐振功放只有工作在欠压区，才能有效地控制(或)的变化。也就是说，工作在欠压区的谐振功率放大器，的变化可以有效地控制集电极回路电压振幅的变化，就也是后续章节介绍大的基极调幅的原理。3.3谐振功率放大器与倍频器电路谐振功率放大器电路包括集电极馈电电路，基极馈电电路等．1.基极馈电电路基极馈电电路也分为串联和并

6、联两种输入信号、基极支流电源和晶体管的发射结串联，称为串联馈电电路；并联，称为并联馈电电路。要使放大器工作在丙类状态，晶体管基极应加反向偏压或加小于截止电压的正向偏压，反向偏压常采用自给偏置的方法获得。2.集电极馈电电路集电极馈电电路也分为串联和并联两种，如图所示。滤波匹配网络是指为了与前级放大器和后级实际负载相匹配，而在谐振功率放大器出入和输出端所接入的耦合电路。介于末级放大器与实际负载之间的耦合电路，叫输出滤波匹配网络；接于放大器输入端的耦合电路，叫输入滤波匹配网络。输入和输出滤波匹配网络在谐振功率放大器中的连接如图所

7、示。对于输入匹配网络，要求它把放大器的输入阻抗变换为前级信号源所需的负载阻抗，以使电路能从前级信号源获得最大的激励功率；对于输出匹配网络，要求它具有滤波和阻抗变换能力，可以滤除各次级谐波，使负载上只有基波电压，并将外接负载变换为谐振功率所要求的负载电阻，以保证放大器输出所需的功率。1.L形匹配网络图3-11a所示为低阻抗的输出匹配网络。在工作频率上，等效并联回路发生谐振，此时，L形匹配网络可把实际电阻变换为放大器处于临界状态时所要求的较大的谐振阻抗,理论分析可以求得:图3-12a所示为高阻抗变低阻抗的输出匹配网络图3-12

8、a据分析得：2.Π形和T形匹配网路图3-13a所示为Π形匹配网路的结构图，它可以分成两个串联的L形网络，如图3-13b所示。图3-13图3-14a所示为T形匹配网络的结构图，他同样也可以分成两个串联的L形网络，如图3-14b所示。它们阻抗变换关系不介绍了。a）T形匹配网络b）等效成串接的L形网络图3-1