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第三章 高频调谐功率放大器
3.1 概述
3.2 调谐功率放大器的工作原理
3.3 功率和效率
3.4 调谐功率放大器的工作状态分析
3.5 调谐功率放大器的实用电路
3.6 功率晶体管的高频效应
3.7 倍频器
3.8 集成高频功率放大电路及应用简介 ;二、本章重点和难点;(二)本章难点
1.工作状态分析——特别是过压状态;
2.自给偏压环节;
3.调谐功率放大器动态负载线。;一、作用
高频功率放大器是一种能量转换器件,它是将电源供给的直流能量转换为高频交流输出。
高频功率放大器是通信系统中发送装置的重要组件。它的作用是放大信号,使之达到足够功率输出,以满足天线发射或其他负载的要求。
;
高频功率放大器的分类(按其工作频带的宽窄划分):
窄带和宽带两种
窄带高频功率放大器:
通常以选频电路作为输出回路,故又称为调谐功率放
大器;
宽带高频功率放大器:
输出电路则是传输线变压器或其他宽带匹配电路,因
此又称为非调谐功率放大器。
注意:
本章主要讨论调谐功率放大器。 ;高频调谐功率放大器和小信号调谐放大器的异同之处:
相同之处:
它们放大的信号均为高频信号,而且放大器的负载均
为谐振回路
不同之处:
小信号调谐放大器的输入信号很小,在微伏到毫伏数量级,晶
体管工作于线性区,它的功率很小,但通过阻抗匹配,可以获
得很大的功率增益(30~40db);小信号放大器一般工作在
甲类状态,效率很低。
; 调谐功率放大器的输入信号很大,为几百毫伏到几伏,晶体管
工作延伸到非线性区域——截至和饱和区。这种放大器的输出
功率大,以满足天线发射或其他负载的要求,效率较高,一般
工作在丙类状态。;不同之处:
1、工作频率与相对带宽不同。
2、放大器的负载不同。
低频负载:电阻、变压器。高频负载:谐振回路
3、放大器的工作状态不同
它的主要技术指标有:
输出功率、效率和谐波抑制??(输出中的谐波分量应尽量小)等。
调谐功率放大器的电子器件:
晶体管或电子管。 ;
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。
; 高频功率放大器因工作于大信号的非线
性状态,用解析法分析较困难,故工程上普
遍采用近似的分析方法——折线法来分析其
工作原理和工作状态。;3.2 调谐功率放大器的工作原理;注意:该电路和小信号调谐放大器的不同(bias);各元件的作用:;3.2.2 晶体管特性的折线化
折线近似分析法:
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。忽略特性曲线弯曲部分的影响,简化了电流
的计算,虽然精度较低,但仍可满足工程的需要。
;图3-2 晶体管特性及其折线化;转移特性曲线:
OA 、AB近似
输出特性曲线:
EO 、OC、 CD近似
临界线:
斜线穿过每一条静态输出特性曲线的拐点-临界点,
称为临界线
临界状态:
当放大器在激励电压 ube 和集电极电压 uc 为最大
值的瞬间工作在临界点时,称为工作在临界状态;;放大状态:
工作在临界线右边时,称为放大状态。
饱和状态或过压状态:
工作在临界线左边即坐标原点与临界线之间的任意一点时,称为工作在……..
临界方程:
ic = gcruce, gcr 具有电导的量纲
在转移特性的放大区,折线化后的AB线斜率为g(约为几十至几百毫
安/伏)。此时,理想静态特性可用下式表示:
;折线近似分析法的优点:
略。;特别注意;图3-3 折线法分析非线性电路电流电压波形;注意:
管子只在一个周期的一小部分时间内导通,故集电极电流是
周期性的余弦脉冲。
导通角:
把集电极电流导通时间的一半
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