ch3.2-3.3通信电子电路.ppt

第 3 章 高频功率放大器 3.2 谐振功率放大器的工作原理 3.2.1 基本工作原理 3.3 功率放大器的功率和效率 * 作用：直流信号受弱小的交流信号作用，转变为具有较大效率的交流信号，携带信息输出。 谐振功率放大器 宽带高频功率放大器 放大固定频率信号或窄带信号。需调谐。 用于放大需在很宽范围内变换频率的信号或宽带信号。不需调谐 构成： 放大回路＋LC调谐回路 其中放大回路中添加了Eb、Ec，以提供直流功率。 信号来自输入交流信号，能量来自Ec。 要求： 能量传递效率高；输出谐波少。 分析方法： 折线法 谐振功率放大器的工作原理 功率和效率 工作状态分析 实用电路 倍频器 主要要求： 理解谐振功放的电路组成，掌握其工作原理 一、 放大器工作状态的选择 2θ 2θ 2θ 甲类（ θ＝180?） 乙类（ θ＝90?） 丙类（ θ90?） 谐振功率放大器通常工作于丙类 故θ越小，效率越高 功率管在一个周期内导通 3.3节知道原因 二、 谐振功放的电路组成 Eb使放大器工作于丙类。 LC回路调谐于输入信号的中心频率，构成滤波匹配网络。 　　输入ub(t) = Vbmcos ?t 据　ube = -Eb + ub(t) = -Eb + ubmcos ?st 由静态转移特性(iC-uBE)，得集电极电流 iC 波形：脉宽小于半个周期的脉冲序列。ube高于导通电压Uj时才有ic。 三、谐振功放的工作原理 由于Eb为负，导通时间小于半个周期，为丙类工作状态。 导通角的表示：公式3-4 对此脉冲序列用傅里叶级数展开 为平均分量（即直流分量）、基波分量（即原信号频率ω）和各次谐波分量（ ω的倍频）之和。 当? t = 0 时，ic=Icmax 利用傅里叶级数，可将ic的脉冲序列展开为 … 　　ic 脉冲越宽，高度越高，Ic0 和 Ic1m 就越大。如果出现凹陷，则凹陷越深，Ic0 和 Ic1m 就越小。 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 20 40 60 80 100 120 140 160 180 ?° ? n(?) ? 3(?) ? 2(?) ? 0 (?) ? 1 (?) g1 (?) LC谐振回路的输出电压 uo 　　(1)对基波分量 　　阻抗最大，为谐振电阻 R(谐振回路调谐在输入信号频率上，因而对 iC 中的基波分量呈现的阻抗最大，且为纯电阻)，因此基波的电压很大，且近似为正弦波。 　　(2)对非基波分量 　　阻抗很小(谐振回路对 iC 中的其他分量呈现的)，产生的电压均可忽略。 　　既然主要由基波分量产生的电压 uc 输出，负载获得的信号功率不失真。 因此，丙类谐振功率放大器的谐振回路的功能： 　　① 选频：利用谐振回路的选频作用，可将失真的集电极电流脉冲变换为不失真的输出电压。 　　② 阻抗匹配：调节 L和C，谐振回路将含有电抗分量的外接负载变换为谐振电阻 R，并阻抗匹配。 谐振功放工作原理小结： 设置Eb ube ，使晶体管工作于丙类。当输入信号较大时，可得集电极余弦电流脉冲。将LC回路调谐在信号频率上，就可将余弦电流脉冲变换为不失真的余弦电压输出。 主要要求： 掌握丙类谐振功放输出功率、管耗和效率 的计算。 集电极电压利用系数 甲类工作状态： 乙类工作状态： 丙类工作状态： 设