第五章 高频功放.ppt

当集电极LC并联回路调谐在输入信号频率ω上时，集电极余弦电流脉冲iC的基波分量产生较大的压降；LC回路的电感L对直流呈现很小的阻抗并且可以看作短路，各高次谐波对LC回路呈现的阻抗很小并且可以看作短路，因此直流分量、各高次谐波分量不会在LC回路两端产生压降。 例： 某调谐功率放大器，已知Vcc=20V,Po=6W,求 1. 当集电极效率=60%时，Pc及Ic0是多少？ 2.若Po保持不变，将集电极效率提高到80%，则Pc减少多少？ 例：某一晶体管谐振功率放大器，已知Vcc=24V, Ic0=250mA, Po=5W, 集电极电压利用系数ξ=1。试求P=, η，Rp, Ic1m和θ的值 总结 电路特点：基极负偏压或较小正偏压 参数特点：半导角θ90° 集电极电流的非线性失真及各次分量。 放大器的负载特性和三种工作状态。 三种状态下功率的变化及计算。 实际电路组成：集电极馈电电路、基极馈电电路、输入输出匹配网络。 倍频器 谐振功率放大器电路举例 160 MHz谐振功率放大器电路 基极馈电电路 集电极馈电电路 输入匹配网络 输出匹配网络 在高频功率放大器的输入端采用由C1、C2、L1组成的T形匹配网络，通过调谐使该网络的谐振频率为160MHz，一方面起滤波的作用，滤除160MHz以外信号的进入；另一方面起阻抗变换的作用，即将放大器的输入阻抗变换为与前级阻抗相匹配。 高频功率放大器的输出端由C3、C4、L2组成的L形匹配网络，通过调整C3、C4使该网络的谐振频率为160MHz，一方面滤除放大器工作在非线性状态所产生的高次谐波；另一方面进行阻抗变换，将负载变换为放大器所要求的最佳阻抗。 如图所示为频率160MHz的谐振功率放大器电路，该电路通过高频扼流圈Lb给基极提供自给偏压电路，集电极馈电采用并馈方式，电源VCC通过高频扼流圈Lc给集电极供电，电容Cc为高频旁路电容，滤除高次谐波以免其通过电源形成寄生干扰。 5.10 丙(C)类倍频器 倍频：使输出信号频率为输入信号频率的n倍 倍频电路谐振回路的中心频率不是调谐在输入信号的频率ω上，而是调谐在输入信号的高次谐波频率n ω上 调谐在 n ω上 集电极输出电流 输出n次谐波的功率 当作为谐振功率放大器时，其导通角 时输出功率最大； 为最大时输出功率最大 当作为二次倍频电路使用时，其导通角 时输出功率最大； 当作为三次倍频电路使用时，其导通角 时输出功率最大。 若保持集电极电流的最大值相同，则作为二倍频和三倍频使用时，其获得的最大电流振幅分别为基波电流振幅的1/2和1/3。故在相同的情况下，倍频次数越高，获得的输出电流、输出电压以及输出功率越小。所以，丙类倍频器的倍频次数不能太大，一般为2～3次，如果需要更高次数多倍频，可采用多个倍频器级联的方式。 由于 * 输入信号在整个周期内都有电流通过放大器件。 电源始终不断的提供能量。 在无信号输入时，这些功率全部消耗在管子和电阻上，并最终变为热量散发出去 有信号输入时，其中一部分转化为有用的输出功率。 临界状态 欠压状态 过压状态 （1）动态特性曲线1代表R较小因而Vcm也较小的情形，称为欠压工作状态。它与静态曲线交点A1决定了集电极电流脉冲的高度。显然，这时电流波形为尖顶余弦脉冲； （2）随着R的增加，动态线斜率逐渐减小，输出电压Vcm也逐渐增加。直到它与临界线交于一点A2时，放大器工作于临界状态。此时电流波形仍为尖顶余弦脉冲； （3）负载电阻R继续增加，输出电压进一步增大，即进入过压工作状态。动态线3就是这种情形。其波形发生发生凹陷，是由于进入过压区后转移特性为负斜率而产生的。 欠压状态：Icmax接近常数。 过压状态：Icmax出现凹陷，大幅度减小 P= Ic0? Ic1m? 由图可以看出，在临界状态，Po达到最大值。因此在设计高频功率放大器时，如果希望输出功率最大，就应使之工作在临界状态。 集电极功耗PC=P=-Po，在欠压区内，当R减小时，PC上升很快；当R ＝0时，PC达到最大值，可能使晶体管烧坏，必须避免发生这种情况。 效率ηC ＝Po/P=，在欠压时，P=变化很小，所以随Po的增加而增加；到达临界状态，开始时Po的下降没有P=下降快，因而继续增加，但增加缓慢。随着R 的继续增加，Po因Ic1m的急剧下降而下降，因而略有减小。由此可知，在靠近临界的弱过压状态出现最大值。 三种工作状态的特点： 1）临界状态 优点—输出功率最大，效率也较高，可以说是谐振功率放大器最佳工作状态。 主要用于发射机末端。 2）过压状态（强过压和弱过压） 优点—当负载阻抗变化时，输出电压比较平稳；在弱过压时，效率可达最高，但输出功率有所下降。 经常用于需要维持输出电压比较平稳的场合，