3.1谐振功放工作原理.ppt

第 3 章 高频功率放大器 3.1 谐振功率放大器的工作原理 3.1.1 基本工作原理 上图的谐振功率放大器原理电路与第2章所介绍的高频小信号调谐放大器电路结构很相似，但有以下几点区别： （1） 放大管是高频大功率晶体管，常采用平面工艺制造，集电极直接和散热片连接，能承受高电压和大电流。 （2） 输入回路通常为调谐回路，既能实现调谐选频，又能使信号源与放大管输入端匹配。 （3） 输出端的负载回路也为LC调谐回路，既能实现调谐选频，又能实现放大管输入端匹配。 （4） 基极偏置电路为集体管发射结提供负偏压（UBB为负值），常使电路工作在丙类状态。 三、谐振功放的工作原理 3.1.2 余弦电流脉冲的分解 3.1.2 输出功率与效率 EXIT EXIT 3.1 谐振功率放大器的工作原理 高频电子线路 它用作固定频率的选频放大器 uCE能大于VCC ，是由于存在储能元件。 uCE能大于VCC ，是由于存在储能元件。 uCE能大于VCC ，是由于存在储能元件。 作用：高效率地输出足够大的信号功率。 谐振功率放大器 宽带高频功率放大器 放大固定频率信号或窄带信号。需调谐。(丙类） 用于放大需在很宽范围内变换频率的信号或宽带信号。不需调谐。（甲类） 第 3 章 高频功率放大器 谐振功率放大器的工作原理 谐振功率放大器的特性分析 谐振功率放大器电路 丁类谐振功率放大器 集成高频放大器及其应用 宽带高频功率放大器 本章小结 主要要求： 理解谐振功放的电路组成，掌握其工作原理 掌握丙类谐振功放输出功率、管耗和效率 的计算。 一、 放大器工作状态的选择 2θ 2θ 2θ 甲类（ θ＝180?） 乙类（ θ＝90?） 丙类（ θ90?） 谐振功率放大器通常工作于丙类 故θ越小，效率越高 二、 谐振功放的电路组成 iC + ui– RL + uCE – + uBE ? VCC VBB iB + uc – + – – + L C 谐振功放原理电路 VBB使放大器工作于丙类。 LC回路调谐于输入信号 的中心频率，构成滤波匹配 网络。 iC + ui– RL + uCE – + uBE ? VCC VBB iB + uc – + – – + L C 谐振功放电流、电压波形 ?t uBE O VBB uBE(on) ? ?t iB O ? iBmax ?t iC O IC0 ? iCmax ic1 ic2 VCC uc ?t uCE O ?t uBE O VBB uBE(on) ? ?t iC O ? iCmax VCC uc ?t uCE O uc与 ui 反相 。 当uBE为uBEmax时，iC 为iCmax ，而uCE为uCE min。 ic不仅出现时间短，而且只在uCE很小的时段内出现，因此集电极损耗很小，功放效率较高。 谐振功放工作原理小结： 设置VBB UBE(on) ，使晶体管工作于丙类。当输入信号较大时，可得集电极余弦电流脉冲。将LC回路调谐在信号频率上，就可将余弦电流脉冲变换为不失真的余弦电压输出。 iC + ui– RL + uCE – + uBE ? VCC VBB iB + uc – + – – + L C 谐振功放原理电路 iC + ui– RL + uCE – + uBE ? VCC VBB iB + uc – + – – + L C 谐振功放原理电路 谐振功放电路与小信号谐振放大器电路有何区别？ 电流脉冲的近似分析 假设不考虑结电容， 略去uCE对iC的影响， 将转移特性折线化 当? t = ? 时，iC=0，则 利用式（3.1.8）可将式（3.1.7）改写为 当? t = 0 时，iC=iCmax ，由式（3.1.9)可得 因此，可 iC 表示为 利用傅里叶级数，可将iC的脉冲序列展开为（为偶函数，无余弦分量） … 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 20 40 60 80 100 120 140 160 180 ?° ? n(?) ? 3(?) ? 2(?) ? 0 (?) ? 1 (?) g1 (?) 集电极电压利用系数，在尽限使用时， 甲类工作状态： 乙类工作状态： 丙类工作状态： 设 EXI