高频电子线路之高放.pptVIP

* 第3章 高频谐振功率放大器 功 放 按负载分 按工作频率分 按工作状态分 谐振功放（窄带）电抗性负载 非谐振功放（宽带）电阻性负载 低频功放－大多属于非LC谐振功放 高频功放－大多属于谐振功放 甲类、乙类、甲乙类功放 丙类、丁类功放 3.1 引言 1.功放：在输入信号的控制下，把直流能量变换为交流能 量的转换器。 2.类型 3.主要指标：输出功率Po、效率、BW0.7 4.研究的主要问题：在安全高效率的条件下，尽量输出大功率。 谐振放大器按其工作信号大小可分为 小信号谐振放大器：输入信号通常为数十微伏至毫 伏，器件工作于甲类 大信号谐振放大器：器件工作于丙类 3.2 丙类谐振功率放大器的基本原理 高频功率放大器的主要作用是放大高频信号，并且以高效输出大功率为目的，它主要应用于各种无线电发射机中。在通信系统中，高频功率放大电路作为发射机的重要组成部分，用于对高频已调波信号进行功率放大，然后经天线将其辐射到空间，所以要求输出功率很大。输出功率大，从节省能量的角度考虑, 效率更加显得重要。 因此, 高频功放常采用效率较高的丙类工作状态，即晶体管集电极电流导通时间小于输入信号半个周期的工作状态。 同时，为了滤除丙类工作时产生的众多高次谐波分量，采用LC谐振回路作为选频网络，故称为丙类谐振功率放大电路。 一、基本电路 下图是一个采用晶体管的高频功率放大器的原理线路，除电源和偏置电路外，它是由晶体管、 谐振回路和输入回路三部分组成的。 天线 (c1和c2称作为高频旁路电容:对高频起旁路作用) c1 c2 二、特点 1.负载是谐振回路，电抗性负载，所以为窄带放大器。 2.为了提高效率 ，通常采用VBBVBEon。 三、回路的作用 1.滤波 ⑴回路变换 注：在整个变换过程中Q值是表示的哪一条支路，串并联支路不同。 ⑵回路阻抗 ⑶回路对n次谐波呈现的阻抗（nω） 代入 由此可见，Z下降到原来幅值的1/15。 2.阻抗变换作用 ⑴外接负载常含电抗分量，我们通过外加一个异性电抗元件使其变成一个谐振电阻Re。 ⑵可以保持回路谐振时Re等于放大管所 需的集电极负载值，实现阻抗匹配。 四、电流电压的关系波形图 由转移特性，当VCC、VBB和Re一定时，放大器在Vb的作用下，集电极出现一连串的电流脉冲，周期性脉冲可以分解成直流、 基波(信号频率分量)和各次谐波分量。 书82页图 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。见书88页式2－2－4 当回路谐振时，回路上产生的 电压为： 且VCE与VBE反相 其中 五、提高效率的途径 1.输出功率： 2.输入功率： 3.集电极耗散功率： 4.效率： 所以降低Pc才会有 的提高，可以减小电流流过时间，即 的减小。 5.通角 ：集电极电流流通时间的一半 甲类：180o、乙类：90o、丙类：90o，一般取70o。 3.3 丙类功放的性能分析（工作状态） 一、分析目的：求能量关系 所以关键在求ic和ib的表达式。 二、解ic和ib的基本方法 ㈠分析方法——求非线性微分方程 数值分析：用计算机做 工程解法 图解法 解析近似分析法（准静态分析法） ㈡准静态分析法 目的：将非线性转换为线性来分析 假设1：输入、输出均有回路，Qe较高，回路两端均只有 基波电压。 则 ① ② VCE、VBE与ic、ib非线性关系 VCE、VBE与Ic1m、Ib1m线性关系 假设2 ：当工作频率f0.5fB，此时可以略去Cb’c，Cb’e的影 响，放大管的特性可用静态特性表示。 以此为基础 准静态分析法：图解法，折线法 ㈢图解法 1.依据：以上①、②式。 静态特性：在C极电路没有负载情况下，以某一电压为参 变量，ic（ib）随另一极电压变化的曲线。 动态特性：在C极电路有负载情况下，C极电压VCE和b极 电压VBE同时改变时，C极电流ic变化曲线。 3.求ic、ib（wt）具体方法 静态特性 动态特性 ⑴选取4个基本变量VCC，VBB，Vbm和Vcm。 ⑵作图 ：用VCE，VBE的7组值，一点一点描绘出来。 a.由 给定wt＝0o，15o，30o，45o，60o，75o，90o得到7组值。 b.利用输入特性曲线ib～ VBE，将输出特性曲线中的