第3章高频功率放大电路.ppt

第3章 高频功率放大电路 3.1 概述 3.2 高频谐振功率放大器的原理和特性 3.3 高频谐振功率放大器的实际线路 3.4 功率合成与射频模块放大器  3.2 高频谐振功率放大器的原理和特性 1．电流、 电压波形 设输入信号为 α0(θ)、 α1(θ)、 αn(θ)分别称为余弦脉冲的直流、 基波、 n次谐波的分解系数。  2． 高频功放的能量关系 在集电极电路中, 谐振回路得到的高频功率(高频一周的平均功率)即输出功率P0为 Pc变为耗散在晶体管集电结中的热能。 定义集电极效率ηc为 3.2.2 高频谐振功率放大器的工作状态 1． 高频谐振功放的动特性 动特性是指当加上激励信号及接上负载阻抗时, 晶 体管集电极电流ic与电极电压(ube或uce)的关系曲线, 它 在ic～uce或ic～ube坐标系统中是一条曲线。 2． 高频谐振功放的工作状态 高频谐振功率放大器根据集电极电流是否进入饱和区可以分为欠压、 临界和过压三种状态。 3.2.3 高频谐振功放的外部特性 高频功放是工作于非线性状态的放大器, 同时也可以看成是一高频功率发生器(在外部激励下的发生器)。 1．高频谐振功放的负载特性 负载特性是指只改变负载电阻R∑，UBB(Eb)、UCC(Ec)和Ubm三个参数固定, 高频功放电流、电压、 功率及效率ηc变化的特性。 由图3-6可知，UBB和UCC固定意味着Q点固定， Ubm固定进一步意味着θ也固定。放大区动态线斜率1/ Rd将仅随RΣ而变化。图中给出了三种不同斜率情况下的动态线。 1）动态线A1B1的斜率最大,即对应的负载RΣ最小，相应的输出电压振幅Ucm1也最小，晶体管工作在放大区和截止区。 2）动态线A2B2的斜率较小，与特性曲线相交于饱和区和放大区的交点处(此点称为临界点)，相应的输出电压振幅Ucm2增大， 晶体管工作在临界点、放大区和截止区。 3）动态线A3B3的斜率最小， 即对应的负载RΣ最大，相应的输出电压振幅Ucm3比Ucm2略为增大，晶体管工作在饱和区、放大区和截止区。 根据输出电压振幅大小的不同，这三种工作状态分别称为欠压状态、临界状态和过压状态，而放大区和饱和区又可分别称为欠压区和过压区。 注意, 在过压状态时， iC波形的顶部发生凹陷，这是由于进入过压区后转移特性为负斜率而产生的。 由图3-7可以看到, 随着RΣ的逐渐增大, 动态线的斜率逐渐减小, 由欠压状态进入临界状态, 再进入过压状态。在临界状态时, 输出功率Po最大, 集电极效率ηc接近最大, 所以是最佳工作状态。 2．高频谐振功放的振幅特性  高频功放的振幅特性是指只改变激励信号振幅Ubm ，UBB、UCC、RΣ三个参数固定时, 放大器电流、电压、功率及效率的变化特性。 图3-8是利用折线化转移特性分析丙类工作时iC波形随Ubm变化的关系, 并给出了Ucm、Ic1m和Ic0与Ubm的关系曲线。 由图3-8可以看到， 在欠压状态时， Ucm随Ubm增大而增大，但不成线性关系，因为θ也会随之增大，使iC脉冲的宽度和高度都随之增大。仅当处于甲类或乙类工作状态时，固定为180°或90°, 不会随Ubm的变化而变化，此时Ucm与Ubm才成正比关系。在过压状态， 随着Ubm增加，Ucm几乎保持不变。 3. 高频谐振功放的调制特性 1) 基极调制特性 若UCC、RΣ和Ubm固定, 输出电压振幅Ucm随基极偏压UBB变化的规律被称为基极调制特性。 3. 高频谐振功放的调制特性 2) 集电极调制特性 ?3.3 高频谐振功率放大器的实际线路 3.3.1 直流馈电线路 直流馈电线路包括集电极和基极馈电线路。下面结合集电极馈电线路和基极馈电线路说明Cb、 Lb的应用方法。  1．集电极馈电线路 图3 ─ 12是集电极馈电线路