高频电子线路之通信信号的发送技术分析.ppt

高频电子线路 第三章 通信信号的发送 3.1 概述（通信信号的功率放大、 功率放大器基本工作原理） 一、高频功率放大器的任务及应用 1.任务：输出足够大的功率、高效率的功率转换、减小非线性失真。 2.应用 振荡器 二、高频功率放大器的特点 1. 与高频小信号调谐放大器的异同点 相同点：工作在高频段、调谐回路作负载 不同点：（1）输入信号大小不同 （2）分析方法不同 （3）任务不同 （4）工作状态不同 2.与低频功率放大器的异同点 相同点：输出功率大、效率高 不同点：（1）频带宽度不同 低功放：工作频率20Hz～20kHz，相对频带宽。 高功放：工作频率几百kHz～几百MHz，相对频带窄。 （2）负载不同 高频功率放大器的特点 高功放功率大、效率高、相对频带很窄，所以负载为调谐回路，采用折线分析，工作在丙类工作状态。 三、高频功率放大器的工作原理（一）放大器工作状态的分类 1.通角?的概念：在信号的整个周期中，电流导通角度的一半称通角? 2.分类 可见，甲类工作状态整个周期导通，即iC永远不为0，所以甲类管功耗大、效率低；乙类工作状态iC仅在半个周期导通，且iC正好是uCe负半周，管耗小、效率高（小于等于78%）；丙类工作状态?90? ，iC仅在uCe较小的期间半个周期导通，故比乙类效率高，可达80%以上。 所以，高功放一般工作在丙类，且负载要用调谐回路，滤出谐波，保证完整基波。 （二）高频功率放大器（丙类放大器）的分析方法－－折线分析法 丙类放大器在负载上的输出功率，不是由本身，而是由其基波分量所引起，要精确分析较困难。只能用近似估算的方法。 所谓折线法，是指用几条直线段来代替晶体管的实际特性曲线，然后用简单的数学解析式写出电压、电流关系的方法。 其中，Uj为 晶体管截止电压。 要放大器工作在丙类，要求晶体管发射结为小于Uj的正偏置或负偏置。 高频功率放大器原理电路 （三）高频功率放大器工作原理图 各元件作用 1. 晶体管：能量转换作用。 2. 输出调谐回路 作用：传输基波功率、滤除各次谐波、阻抗匹配 3. 电源 UCC－－功放能源 UBB－－基极电源，决定功放工作状态 4. Cb、CC高频短路电容 高频功率放大器电压电流波形 （四）高功放工作原理 晶体管截止电压Uj（硅管0.5～0.7v，锗管0.2～0.3v） 当UBB ? Uj时，放大器无外加激励时，晶体管截止。即当UBB为负值或为小于Uj的正电压，放大器工作在丙类。 （四）高功放工作原理 设ub＝Ubm coswt uBE＝UBB＋Ubm coswt 当uBE Uj时，晶体管才导通，才有电流通过。电流iC为周期性的余弦脉冲，用傅里叶级数展开得 iC＝IC0＋IC1m coswt＋IC2m cos2wt ＋…＋ICnm cosnwt 当输出回路的选频网络谐振于基波频率时，iC只有基波电流才产生压降，因此输出电压uCE近似为余弦波形，且与输入电压ub同频、反相。 谐振电阻RP＝w0LQ L= QL/ w0C UCm＝IC1m RP （四）高功放工作原理 工作原理： 高功放输入完整正弦波，由于放大器工作在丙类状态，产生的iC为周期性余弦脉冲波，但负载为调谐回路，谐振于基波频率，可选出iC的基波。故在负载两端得到的电压仍为与输入信号同频的完整正弦波。 四、主要计算指标 1. 输出功率P0 P0＝IC1m UCm/2 其中 IC1m为iC中基波振幅 UCm为负载两端电压振幅 2. 效率?C ?C＝P0 / PD 其中PD为集电极直流电源提供的直流功率（利用基极激励控制，使其转换为交流功率） PD＝UCC IC0 PC为集电极耗散功率 PC＝PD－P0 3. 谐波辐射 功率放大器不论工作在哪一状态，不论输出功率多大，在距离发射机1km处的谐波辐射功率不得大于25mW。 4.功率增益GP GP＝P0 / Pb ＝（0.5 UCm IC1m）/（0.5Ubm Ib1m） ＝（UCm IC1m）/（Ubm Ib1m） Pb为基极激励功率（最后变为发射结、基区的热损耗） 小结 高频功率放大器的特点 通角?的概念、丙类状态偏置的选择 高频功率放大器工作原理（图、元件作用、原理） 输出功率、效率的计算 高频电子线路 第三章