15第三章高频功率放大器.ppt

利用传输线变压器可以组成各种类型的功率分配器和功率合成器, 且具有频带宽、结构简单、插入损耗小等优点, 然后可进一步组成宽频带大功率高频功放电路。  图中： 1~7为宽频功率放大器， I、II、III为功率分配网络， IV、V、VI 为功率合成网络 由于：IA=IB 等效到34端的RD为 本章小结 1. 谐振功率放大器主要用来放大高频大信号，其目的是为了获得高功率和高效率输出的有用信号。高频谐振功率放大电路可以工作在甲类、乙类或丙类状态。相比之下, 丙类谐振功放的输出功率虽不及甲类和乙类大, 但效率高, 节约能源, 所以是高频功放中经常选用的一种电路形式。 2. 谐振功率放大器的特点是晶体管基极为负偏压，即工作在丙类工作状态，其集电极电流为余弦脉冲状，由于负载为LC回路，则输出电压为完整正弦波。 3. 丙类谐振功放效率高的原因在于导通角θ小, 也就是晶体管导通时间短, 集电极功耗减小。但导通角θ越小, 将导致输出功率越小。 所以选择合适的θ角, 是丙类谐振功放在兼顾效率和输出功率两个指标时的一个重要考虑。 4. 丙类谐振功率放大器工作在非线性区，采用折线分析法是工程上常用的一种近似方法。根据晶体管是否工作在饱和状态而分为欠压、临界和过压三种工作状态。当负载Rp变化时，其工作状态发生变化，由此引起放大器输出电压、功率、效率的变化特性称为负载特性。临界工作时输出功率最大，适合末级功放；过压工作状态适合中间级放大。若用来进行基极调幅, 应该工作在欠压状态；若用来进行集电极调幅，应该工作在过压状态。折线化的动态线在性能分析中起了非常重要的作用。 5. 丙类谐振功放的输入回路常采用自给负偏压方式, 输出回路有串馈和并馈两种直流馈电方式。为了实现和前后级电路的阻抗匹配, 可以采用LC分立元件、微带线或传输线变压器几种不同形式的匹配网络, 分别适用于不同频段和不同工作状态。 在给定功放管后，放大器的设计主要就是馈电电路和阻抗匹配电路的设计。 6. 谐振功放属于窄带功放，而宽带高频功放采用非调谐方式, 工作在甲类状态, 采用具有宽频带特性的传输线变压器进行阻抗匹配, 并可利用功率合成技术增大输出功率。 * * * * * * * * * 1、丙类高频功率信号放大器是如何实现的？ 上节回顾 基极负偏压，减少了导通角。 θc αo α1 α3 g1 1.0 2.0 α2 在 ?=1的条件下 甲类工作状态： 乙类工作状态： 丙类工作状态： 导通角的选择 （1）Rp一定的条件下，θc=120o时输出功率最大，但效率只有66%。 （2）θc=1o～15o时，效率最高，但输出功率很小。 （3）在实际运用中，为了兼顾高的输出功率和高的集电极效率，谐振功率放大器导通角常取θc=60o～80o。 2、效率如何计算？ 3、如何绘制动态特性？ 输出电压波形 欠压、临界、过压 4、丙类功放的三种工作状态 欠压和临界区内Icmax由ubemax决定，后者不改变，Icmax就不变。 无论存在何种工作状态，Ic1m，Ic0正比Icmax。 ic uce ubemax Q Rp 欠压区 过压区 临界区 Rp 欠压区 过压区 临界区 Ic1m Ico P= Pc Ucm Po 5、负载线影响因素分析1——Rp 1、临界状态输出功率最大，效率也较高，可谓末级功放的最佳工作状态。过压效率高，但输出功率小。 2、在欠压状态Ic0，Ic1m几乎不变，功放相当于一个恒流源，而过压状态Ucm几乎不变，相当于一个恒压源（可用于中间级功放）。 uce ic ubemax ?Q2 Vc2 ? ?Q1 Vc1 ?Q3 Vc3 ? ? ? ? ic Vcc 欠压区 过压区 临界区 Vcc 欠压区 过压区 临界区 Ic1 Ico P= PO PC 5、负载线影响因素分析2——Vcc 5、负载线影响因素分析3——Ubm Ubm 欠压区 过压区 临界区 Ic1 Ico P= PO Ubm 欠压区 过压区 临界区 5、负载线影响因素分析4——Vbb Vbb 欠压区 过压区 临界区 Ic1 Ico P= PO Vbb 欠压区 过压区 临界区 固定Vbb、增大Ubm和固定Ubm、增大Vbb的情况类似，它们都使基极输入电压uBEmax随之增大，对应的集电极脉冲电流ic的幅度和宽度均增大，放大器的工作状态由欠压进入过压 。基极幅度调制工作在欠压区。 1、丙类高频功率信号放大器基本组成 谐振功率放大器是由输入谐振回路、非线性器件（晶体管、场效应管）、输出谐振回路组成。 输入谐振回路：基极的馈电电路，分为串馈和并馈。其负偏电压可由自身提供。 CB LB LB LB CE RB Re VT VT VT IBO UBB IBO Ieo