高频电子线路Chapter5高频功率放大器(已排).ppt

;1、使用谐振功率放大器的目的 放大高频大信号使发射机末级获得足够大的发射功率。 2、功率信号放大器使用中需要解决的两个问题： ①高效率输出　　　　②高功率输出 联想对比： 谐振功率放大器与高频小信号谐振放大器； 谐振功率放大器与低频功率放大器；;3、谐振功率放大器与小信号谐振放大器的异同之处;小信号谐振放大器 波形图 ;谐振功率放大器 波形图;共同之处:都要求输出功率大和效率高。 不同之处：工作频率与相对频宽不同； 　　　　　放大器的负载不同； 　　　　　放大器的工作状态不同。 　　功率放大器实质上是一个能量转换器，把电源供给的直流能量转化为交流能量，能量转换的能力即为功率放大器的效率。 　　功率放大器的主要技术指标是输出功率与效率;5、工作状态：;　　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。 　　非谐振功率放大器可分为低频功率放大器和宽带高频功率放大器。低频功率放大器的负载为无调谐负载，工作在甲类或乙类工作状态；宽带高频功率放大器以宽带传输线为负载。 　　谐振功率放大器的分析方法：图解法，解析法;1、原理电路;故晶体管的转移特性曲线表达式：;高频功率放大器中各部分 电压与电流的关系;高频功率放大器中各部分电压与电流的关系;LC回路能量转换过程;4、谐振功率放大器的功率关系和效率;由上式可以得出以下两点结论：;如何减小集电极耗散功率Pc;直流功率：;　　?越大(即Vcm越大或ecmin越小)?c越小效率?c越高。因此，丙类谐振功率放大器提高效率?c的途径为： 　　1、减小?c角； 　　2、使LC回路谐振在信号的基频上， 　　即ic的最大值应对应ec的最小值。;5.3.1　折线法;折线分析法的主要步骤：;晶体管实际特性和理想折线;则临界线方程可写为 ic=gcrec (2) gcr为临界线的斜率;　　在非线性谐振功率放大器中，常常根据集电极是否进入饱和区，将放大区的工作状态分为三种：;　　当晶??管特性曲线理想化后，丙类工作状态的集电极电流脉冲是尖顶余弦脉冲。这适用于欠压或临界状态。;因此，知道了Vbm、VBB与VBZ各值，?c的值便完全确定。 将式(4)与式(5)相减，即得 ic = gcVbm(cos?t–cos?c) (7)当?t=0时，ic= ic max，因此 ic max= gcVbm(1–cos ?c) (8) ;若将尖顶脉冲分解为傅里叶级数;尖顶脉冲的分解系数;尖顶脉冲的分解系数;1. 谐振功率放大器的动态特性;　　高频放大器的工作状态是由负载阻抗Rp、激励电压vb、供电电压VCC、VBB等4个参量决定的。 　　如果VCC、VBB、vb 3个参变量不变，则放大器的工作状态就由负载电阻Rp决定。此时，放大器的电流、输出电压、功率、效率等随Rp而变化的特性，就叫做放大器的负载特性。 　　所谓动态特性是和静态特性相对应而言的，在考虑了负载的反作用后，所获得的vCE、vBE与ic的关系曲线就叫做动态特性。;当放大器工作于谐振状态时，它的外部电路关系式为;　　图中示出动态特性曲线的斜率为负值，它的物理意义是：;动态线作法：AB为动态特性曲线，也称为工作路。 ⑴取B点，作斜率为gd的直线； ⑵取Q、A两点，连成直线。;2. 功率放大器的负载特性;2) 欠压、过压、临界三种工作状态;③ 过压状态;根据上述分析，可以画出谐振功率放大器的负载特性曲线;过压状态的优点是，当负载阻抗变化时，输出电压比较平 稳且幅值较大，在弱过压时，效率可达最高，但输出功率 有所下降，发射机的中间级、集电极调幅级常采用这种状 态。;临界状态的特点是输出功率最大，效率也较高，比最大效 率差不了许多，可以说是最佳工作状态，发射机的末级常 设计成这种状态，在计算谐振功率放大器时，也常以此状 态为例。;1. 导通角?c的调整;2. 欠压、临界、过压工作状态的调整;VCC变化时对工作状态的影响;(3) Vbm变化，但VCC、VBB、Rp不变或VBB变化，但VCC、Vb、Rp不变 这两种情况所引起放大器工作状态的变化是相同的。因为无论是Vbm还是VBB的变化，其结果都是引起eb的变化。;　　在过压区中输出电压随VCC改变而变化的特性为集电极调幅的实现提供依据；因为在集电极调幅电路中是依靠改变VCC来实现调幅过程的。改变VCC时，其工作状态和电流、功率的变化如上图所示。;Vbm变化时电流、功率的变化;谐振功率放大器的主要