04射频功率放大器-1教程文件.ppt

晶体管转换能量的效率叫集电极效率，以 表示，其计算式为 (21) 槽路将交流功率Po传送给负载的效率，叫槽路效率以 表示，其计算式为 (22) 下面分析 与哪些因素有关，以便设计出高效率的放大器。 （重点考虑集电极效率，假设槽路效率为1.） 第4章 射频功率放大器 * 4．1 引言 4．2 功率放大器的工作原理 4．5 阻抗匹配网络与网络设计 * 4．1 引言 射频功率放大器RFPA是发射系统中的主要功能电路部分。 在调制器产生射频已调信号后，射频已调信号就由RFPA将它放大到足够功率，经匹配网络，再由天线发射出去。 图4．1．1 发射系统框图 * 4．1 引言 功率放大器输出功率大，从直流电能转换成交流输出功率的转换效率是功率放大器所要研究的主要问题。 为提高效率，将放大器的工作状态从A类(甲类)设计成B类(乙类)，又进一步从B类设计为C类(丙类)、D类(丁类)、E类(戌类) 、F类。 通常在RFPA中，可以用LC谐振回路选出基频或某次谐波，实现不失真放大。D类和E类以及F类功放则是开关型功率放大器，这类功放目前常称的高效功率放大器。 回顾三极管知识 典型小信号三极管放大电路 回顾三极管知识 回顾三极管知识 为什么在三极管内部能够把基极电流变成比它大 β 倍的集电极电流呢？ 很小的 I b 控制着比它大 β 倍的 I c 。 I c 不是由三极管产生的，是由电源 V CC 在 I b 的控制下提供的，所以说三极管起着能量转换作用。 高频功放与高频小信号放大器的比较 高频小信号 放大器 （低噪声放大器） 高频功放 电路性质 线性 非线性 应用场合 发射机送给功放的信号接收机天线送来的信号 发射机末端 放大器类型 甲类 丙类 集电极输出波形 与输入信号一致 余弦脉冲 设计的目的 信号波形放大、传输 将电源的能量尽可能以信号的形式输出 最关心的指标 电压增益 效率 * 功率放大器工作状态： 表 2 - 1 不同工作状态时放大器的特点 工作状态 半导通角 理想效率 负 载 应 用 甲类 q c =180 ° 50% 电阻 低频 乙类 q c =90 ° 78.5% 推挽，回路 低频，高频 甲乙类 90 ° ＜ q c ＜ 180 ° 50% ＜ h ＜ 78.5% 推挽 低频 丙类 q c ＜ 90 ° h ＞ 78.5% 选频回路 高频 丁类 开关状态 90%~100% 选频回路 高频 功率放大器一般分为甲类、乙类、甲乙类、丙类等工作方式，为了进一步提高工作效率还提出了丁类与戊类放大器。 谐振功率放大器通常用来放大窄带高频信号(信号的通带宽度只有其中心频率的1%或更小)，其工作状态通常选为丙类工作状态(?c＜90?)，为了不失真的放大信号，它的负载必须是谐振回路。 * 1.输入信号强，电压在几百毫伏?几伏数量级附近; 2.为了提高放大器的工作效率，它通常工作在丙类，即晶体管工作延伸到非线性区域——饱和区、截止区; 3.要求：输出功率大、效率高。 功放特点和要求 4.2 功率放大器的工作原理 一、电路 二、折线近似分析法——直线段近似法 三、晶体管导通的特点、导通角、 余弦脉冲电流的分析 四、槽路电压 一、电路 各元件的作用： Ec 是直流电源电压； Eb 是基极偏置电源电压。 输入信号经变压器T1 耦合到晶体管基-射极， 这个信号也叫激励信号。 L、C 组成并联谐振回路，作为集电极负载， 这个回路也叫槽路。 放大后的信号通过变压器耦合到负载 RL上以 达到阻抗匹配的要求。 二、折线近似分析法——直线段近似法 晶体管特性及其折线化 iC vbe 近似为 iC Uj Uj vbe 所谓折线近似分析法，是将电子器件的特性理想化，每条特性曲线用一组折线来代替。这样就忽略了特性曲线弯曲部分的影响，简化了电流的计算，可满足工程的需要。 在转移特性的放大区，折线化后的线斜率为（约几十至几百）。此时，理想静态特性可用下式表示