通信电子线路侯丽敏版第3章.pptVIP

第三章;第3章 高频功率放大器 (Power Amplifier);§3.1 高频功率放大器的特点;一. 功率放大器的性能要求：; 功放是能量转换器。在输入信号的作用下，直流电源提供的直流功率PD中，一部分被转换为输出信号功率Po(Output signal power)，其余部分消耗在功率管中，成为功率管的耗散功率Pc ( Power Dissipation)，即管耗。 ; 可见 hc 越大，给出Po所需的PD就越小。 PD变小，可节省能源，延长器件寿命。 ;二. 功率管的运用特性; 管子的运用状态不同，相应的最大集电极效率也就不同。假定管子集电极电流为iC，电压为vCE;§ 3.2 丙类谐振功率放大器 (Resonate Power Amplifier);一. 工作原理：; 为了实现丙类工作，基极偏置电压VBB应设置在功率管的截止区。; 集电极电流是一串周期重复的脉冲序列，脉冲宽度小于半个周期。;余弦脉冲的幅值：;……;集电极谐振回路阻抗为：;二. 性能分析 (近似分析);直流功率：;令集电极电源电压利用系数：;bm;查表得知：;;工作状态 ;;直线AB、BC动态特性曲线;在A没有进入饱和区时，动态特性曲线斜率为;1. A1在欠压区，ic为余弦脉冲，脉冲高度随Vcm增大略有减小。;icmax;高频功放临界状态的计算;所需的激励电压vbm ,VBB可从晶体管转移特性曲线上 得到;为了三极管能安全工作，应要求;1. 负载特性：;集电极电流由余弦脉冲变化为中间凹陷的脉冲波。;;在欠压区;在过压区; a. 集电极调制 b. 基极调制;集电极调制： 一定。 变化对性能的影响;工作在过压区（近似线性）;;基极调制特性：Re，VCC，Vbm一定，VBB的变化;V;;;3. 放大特性;Vbm增大;当谐振功率放大器作为线性放大器，用来放大振幅按调制信号规律变化的调幅信号时，为了使输出信号Vcm反映输入信号振幅Vbm变化，放大器必须工作在欠压区; 当谐振功率放大器作振幅限幅器时（Amplitude Limiter）。将振幅Vbm在较大范围变化变换为振幅恒定的输出信号时，放大器必须工作在过压状态; 某谐振频率放大器的动特性如图所示，试回答并计算以下各选项： (1)此时功放工作于何种状态？写出A，B，C三点坐标,画出ic的波形。 (2)计算 和 。 (3)若要求功率放大器的效率最大，应如何调整？;(1) A，B，C三点坐标：;由 和 可求得;(3) 弱过压状态效率最大（但输出功率下降）;一谐振功放，原来工作在临界状态，后来发现该功放的输出功率下降，效率反而提高，但电源电压VCC ，输出电压振幅Vcm及Vbemax不变，问这是什么原因造成的，此时功放工作在什么状态？; 与 成反比，是递减曲线。;某高频谐振功放工作于临界状态，输出功率为15 W，且VCC=24 V，导通角θ=70°，功放管参数 SC=1.5 A/V, 试问： （1） 直流功率PD , 耗损 PC, , 临界谐振电阻Re （2） 若输入信号振幅增加一倍。功放工作状态如何 变化？此时输出功率为多少？ （3） 若谐振电阻增加一倍，功放的工作状态如何改 变？ （4） 若回路失谐，会有何危险?;(1);;(2) 根据功放振幅特性，放大器 → 过压状态，此时输出功率基本不变。;3.0 V; 分析：临界状态下功放的动态特性曲线是两个折线段组成的，其中电流是完整的脉冲；而过压状态时，动特性曲线进入到饱和区的部分用临界饱和线代替后，电流为具有凹陷的脉冲。但无论是哪种状态，由于负载为选频网络，故输出电压都是完整的余弦信号。; 输入为 时，临界状态下，输出电流为余弦脉冲，由于输入信号频率等于功放的工作频率，故输出电压为余弦信号；过压状态下，输出电流为出现凹陷的余弦脉冲，由于负载的选频作用，输出电压还是余弦信号，如图所示：;§ 3.3 丁类谐振功率放大器 丁类 (class D);丁类谐振功率放大器的原理;;输入激励电压vb1，vb2为角频率是 的余弦波， 且其幅值足够大，足以使vi 正半周时，T1管饱 和导通，T2管截止；vi 负半周时， T2管饱和导 通，T1管截止。 A点对地电压VA， (