第2章 高频功率放大器2.ppt

第2章 高频谐振功率放大器 ? 2.1 谐振功率放大器基本工作原理 2.2 谐振功率放大器的工作状态分析 2.3 谐振功率放大器的外部特性 2.4 谐振功率放大器的高频特性 2.5 谐振功率放大器电路 2.6 高效率高频功率放大器及功率合成技术 2.1 谐振功率放大器基本工作原理 V管为高频功率管； EB是基极偏置电压，调整EB， 可 改变放大器工作的类型； EC是集电极电源电压； ub为输入高频信号，设为 ub=Ubmcosωt 2.1.2 工作原理 要理解谐振功 放的工作原理，必须了解在余弦电压作用下功放管集电极电流ic 与输出电压间的波形关系。为此，下面利用功放管折线近似下的转移特性，通过图解加以定性说明。 利用傅立叶级数展开式，ic可分解为 ic=Ic0 +Ic1mcosωt +Ic2mcos2ωt + . . . 需要指出，如果将高Q值负载回路调谐在信号的n次谐波上，则输出的将是该n次谐波电压，此时电路变成为n倍频器。即 2.2 谐振功率放大器的工作状态分析 要全面了解谐振功放的性能，必须在功放管输出特性上借助图解法分析其工作特性。 2.2.1 动特性曲线 图解法的核心是如何在功放管输出特性上作出动特性曲线，即输入电压作用下瞬时工作点Q (uBE或ic 与uCE的交点)移动轨迹。 由电路可得 2.2.2 谐振功率放大器的工作状态 在上述图解分析中，若电路参数不同，则动特性 曲线上的C点（即ωt = 0 时，uBEmax与 uCEmin的 交点） 可能会移向饱和区。因此，根据C点的位置不同，谐振功放有三种工作状态，即 2.2.3 谐振功率放大器性能指标的估算 在欠压和临界状态下，对谐振功放指标的估算，关键在于确定ic脉冲的参数及其直流和基波分量。其中， iCmax由图解确定，或当功放管的跨导gm已知时，有 iCmax = gm (EB +Ubm － UB′ ) 而通角 下面来确定ic脉冲的表达式 经整理可得 PE=EC ICO=EC iCmaxa0(θ) g1(θ)= a1(θ)/ a0(θ) 其值可在分解系数与θ的关系图中查得。规律是在0o～180o之间变化时， g1(θ)在2～1之间变化，θ越小，g1(θ)越大。因此，通角θ越小，功率放大器的效率越高。 查余弦脉冲分解系数与θ的关系曲线，得a1(72.5o)=0.45，a0(72.5o)=0.27，而 iCmax=3A。因此 作业: 2-4； 2-11； 2-15 复习小结 (1). 谐振功率放大器以LC谐振回路作负载，起选频滤波和阻抗变换作用。 (2). 谐振功率放大器偏置在非甲类(如丙类)工作，当输入余弦电压时: (4).动特性曲线由三个特殊点画出： ωt=0 时: C (uBEmax，uCEmin)点； ωt= θ时: A (UB′， uCE= EC -Ucmcosθ)点；或 ωt=90o时，假想B (uBE=EB，uCE= EC)点： ωt= 180o时：D (uBEmin，uCEmax )点。 (6). 在欠压和临界状态下，谐振功放指标的估算方法： 作业: 2-4； 2-11； 2-15 Re增大，放大器工作状态将由欠压到临界再到过压。进入过压后， iC出现凹陷，其直流分量和基波电流将减小，且凹陷越深，减小越明显。因此，一旦工作到过压状态 ， Re继续增大时，因受iC凹陷的严重制约， Ucm仅能略有增大，亦即 具有恒压特性。 ① 临界状态输出功率最大， 效率较高，作为高频功率放大， 这是最佳工作状态。 2.3.2 调制特性 1. 集电极调制特性 集电极调制特性是指Re、EB、Ubm保持不变，功放性能 随EC变化的特性。 EC很大时，uCEmin (= EC