优·第四章高频功率放大器.ppt

第四章 高频功率放大器 用于发射机的中间级和末级用作功率放大，对它的要求是输出较大的功率并具有较高的效率。 二、分类 按负载分 四、谐振功率放大器与小信号谐振放大器的异同点 相同点：1、放大的信号均为高频信号；2、放大器的负载均为谐振回路。 不同点：1、激励信号幅度大小不同；2、放大器的工作点不同；晶体管动态范围不同。 1、用折线分析法研究正弦信号在非线性元件上的作用 2、尖顶余弦脉冲 i(t)是一个以T=2?/?为周期的周期函数，可以用傅立叶级数展开研究 3、余弦脉冲电流分解系数 各频率成分中，除电流峰值imax外，其余均为流通角?的函数，通常称它们为余弦脉冲电流分解系数 4、余弦脉冲电流分解系数图 例：如果某个非线性器件的伏安特性可用折线表示，其中， =1V，g=10mA/V。现加偏置电压为VB=-1V，输入余弦信号的幅值Vim=4V，查表（pp366-368）计算电流中的直流、基波和二倍频分量幅值。 4.2 谐振功率放大器的工作原理 二、输出功率与效率 如何提高C类功率放大器的效率 提高电压利用系数 选择合适的流通角 例题1： 例题2： 例题2： 解： 4.3 丙类倍频器 * * 4.1 概述 4.2 谐振功率放大器的工作原理 4.3 丙类倍频器 4.1 概述 一、高频功率放大器在无线电发射机中的位置 按晶体管导通情况分 甲类(A类)：集电极电流导通角 ?=180o 乙类（B类）：集电极电流导通角 ?=90o 丙类（C类）：集电极电流导通角 ?90o，放大等幅载波及已调波 三、谐振功率放大器与低频功率放大器的异同点 相同点：1、都要求输出功率大和效率高；2、激励信号幅度均为大信号。 不同点：1、工作频率与相对频宽不同；2、放大器的负载不同；3、放大器的工作状态不同。 用折线来表示非线性曲线可以使计算简化，而且也能反映出特性曲线的基本特点，在强信号作用下，即非线性元件在大幅度的电压和电流的情况，采用这种近似方法是比较合适的 但是，折线化的近似方法是很粗糙的，它完全忽略了曲线微小逐渐的的变化，在某些场合下这种微小变化具有十分重要的意义时，比如信号较小且非线性元件又工作在特性曲线的弯曲部分时，这种方法产生误差太大，不能采用该方法。 补充：折线分析法 …… …… 2.0 1.0 余弦脉冲分解系数表 2 1 可以看出，当 一定时，各次谐波可在特定流通角处取得最大值。 基波最大值出现在 = 120?处。 三次谐波最大值出现在 = 40?。 n 次谐波取最大值时的流通角为： 可以看出，基波最大值出现在 = 120?处。 但是此时 ，这与效率有关。 因此， 值的选择需综合考虑。 二次谐波最大值出现在 = 60?。 查表： 1、电路的基本组成 一、谐振功率放大器的工作原理分析 是集电极直流电源电压， 是基极偏置电压； L、C组成并联谐振回路，作为集电极负载回路，负载回路既可以实现选频滤波的功能，又实现阻抗匹配； 输入信号（又称为激励信号）经变压器耦合到晶体管的输入端得到 ； 放大后的信号通过变压器耦合到负载。 晶体管在将供电电源的直流能量转变为交流能量的过程中起开关控制作用 当 时 为甲类状态； 当 时 为乙类状态； 当 时 为丙类状态。 称为晶体管的导通电压。 7.2.1 放大器的工作状态由偏置电压 的大小决定 2．电路特点： ①电路工作在丙类状态。 高，流过晶体管的电流为 余弦脉冲； ② 谐振回路做负载。其作用是：阻抗匹配，选出余弦脉冲中的基波分量 3、工作原理： ，且 若激励电压 所以电路工作在丙类状态。 7.2.1 电路的工作波形如下图所示。晶体管的集电极电流 为周期性的余弦 脉冲(采用折线分析法)。 可以展开为傅立叶级数。 7.2.1 其中 式中， 、 、 、…、 分别为集电极电流的直流分 量、基波分量、以及各高次谐波分量的振幅。 7.2.1 …… 的傅立叶级数展开式为 其中， 、 、…、 为余弦脉冲分解系数， 的关系曲线。 右图给出了导通角与各分解系数 、 、…、 由图可清楚地看到各次谐波分量随导通角 变化的趋 势。谐波次数越高，振幅就越小。 显然，只要知道电流脉冲的最大值 和导通角 、 就可以计算 、 、…、 。 输出，即： 当 回路谐振于 时，在 回路两端得到 的最大 7.2.1 式中 R∑为谐振回路谐振电阻