第十章高频功率放大器4-2(C类)课件.ppt

* 10.4 C类功率放大器 10.4.1 电路组成与特点 分析内容： 输入电路 输出电路 电流、电压波形 功率、效率 1. 基极偏置 特点：导通角?90度、非线性放大器、效率高 基极偏置 使晶体管静态时截止 静态电流 输入必须是大信号 设输入电压为： 输入回路方程： 为使晶体管导通，应满足： ——输入为大信号 结论： 偏置 输入信号幅度 共同决定了导通角 导通角 （注意 可正可负） 2. 集电极电流 导通角? 小于90? 集电极电流为余弦脉冲 余弦脉冲参数 导通角? 最大幅度 余弦脉冲所含频谱： 将电流 进行傅里叶级数分解 直流分量 基波分量 二次谐波分量 问题： 各分量与余弦脉冲 参数的关系？ ， 最大 最大 ， 最大 基波 ： 二次谐波： 直流： 与脉冲幅度 导通角有关 结论：控制导通角 可控制各分量大小 3. 输出电路 特点——接有LC回路 ——将天线阻抗 变换为放大器最佳负载 输出电路方程 输出电压——正弦波（回路从电流众多频率分量中 只选出了基波） 回路 作用 ① 选频 ② 阻抗变换 中心频率 与输入信号频率相同 带宽——与输入信号带宽相同 谐振功放 窄带功放 4. 电流电压波形 导通角 90度 集电极电流 是脉冲 集电极最大电压 集电极最小电压 回路输出电压 是正弦 幅度 10.4.2 动态负载线 C 类放大器工作特点—— 输入正弦信号一周内 管子轮流导通、截止 动态负载线 ③ 画在晶体管的输出特性曲线上 ① 由管子的集电极电流与电压 共同决定的动态点的运动轨迹 ② 时间——输入信号的一周期内 非线性工作 输出阻抗变化 画动态负载线的依据 ① 晶体管输入输出特性曲线 ② 放大器外电路方程 晶体管的输出特性曲线是 集电极 的关系 外电路输出方程描述的是 集电极电压与基波电流的关系 ？ 画C类放大器负载线的难点： 线性放大器的负载线 （将外电路方程画在 晶体管输出特性曲线上） 逐点描C类放大器的动态负载线 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 0 0 0 0 0 0 0 0 点 A A B B C C D 从动态负载线看出以下几点: 在输入信号变化一周中，管子 ① 动态负载线是条折线 经历了导通?截止?导通过程 ③ 集电极最大电压值为： 选管子要求 ② 输出电压波形如图 ④ C类放大器是非线性放大器 不适合放大非恒定包络的已调信号 放大 AM调幅波 输入信号幅度 不同 导通角 不同 输出电流 的基波分量的 幅度为： 输出电压幅度 问题：输出电压幅度与输入调幅波幅度是否成正比？ 由于 、 的非线性关系 不成正比 输出电压的 包络失真 结论：C类放大器只能放大恒定包络的信号 10.4.3 输出功率与效率 1. 功率与效率 C类谐振功率放大器 C类—集电极电流包含谐波 集电极负载为选频回路 输出为 基波功率 集电极效率 为 为集电极电压利用系数，由后面的分析可知 （ 为集电极负载） 集电极电源 提供的功率： 集电极效率 主要取决于： 称 为波形系数 分析效率与 关系： （设 ） ① 时 效率可达100% 但 基波输出功率为0 ② 增加， 减小，效率降低 ③ 当 时， ， 结论： 功率放大器从A类到B类再到C类，通过减少导通角获得高效率。 为兼顾大的输出功率和高的效率，C类放大器取 左右 导通角减小 效率提高的真正原因？ 集电极效率： －输出功率 －电源供给功率 －管子消耗功率 降低管耗 提高效率 降低管耗的两条途径： ② 积分区间小 ① 与 的乘积小 管耗： 结论： 减小 与 的乘积是提高 效率的根本途径 （减小导通角） 2．最佳负载和功率增益 C类功率放大器 工作状态——导通、截止 输出阻抗——变化 当天线阻抗不等于最佳负载时，阻抗变换 如何匹配？什么是最佳负载？ 最佳负载 ——保证输出最大功率