浅析高频电子线路_2-12放大.pptVIP

2.1 谐振功率放大器的原理和特性 谐振功率放大器与小信号谐振放大器的异同之处： 相同之处：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：激励信号幅度大小不同；放大器工作特点不同；晶体管动态范围不同。 * 2.1 谐振功率放大器的原理和特性 谐振功率放大器与非谐振功率放大器的异同： 相同之处：都要求输出功率大和效率高； 功率放大器实质上是一个能量转换器，把电源供给的直流能量转换为交流能量，能量转换的能力即为功率放大的效率。 谐振功率放大器通常用来放大窄带高频信号（信号的通带宽度只有其中心频率的1%或者更小），其工作状态通常选为丙类工作状态（导通角小于90度），为了不失真的放大信号，它的负载必须是谐振回路。 非谐振功率放大器可以分为低频功率放大器和宽带高频功率放大器，低频功率放大器的负载为无调谐负载，工作在甲类或者乙类工作状态，宽带高频功率放大器以宽带传输线为负载 * 2.1 谐振功率放大器的原理和特性 注意：无论是低频功率放大器，谐振功率放大器，小信号放大器，非谐振放大器等等，只要是放大器都要考虑散热的问题。 * 2.1 谐振功率放大器的原理和特性 谐振功率放大器与低频功放的比较： 共同点：输出功率大，效率高 不同点： * 2.1 谐振功率放大器的原理和特性 2.1.1工作原理 图1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。 * 图 1晶体管高频功率放大器的原理线路 2.1 谐振功率放大器的原理和特性 * 2.1 谐振功率放大器的原理和特性 问题： 1 工作过程，原理？ 2 电容有什么作用？ 3 为何采用谐振回路做负载？ * 2.1 谐振功率放大器的原理和特性 高频功放选用谐振回路做负载的原因： 保证输出电压相对输入电压不失真，还具有阻抗变换的作用。 这是因为集电极电流是周期性的高频脉冲，其频率分量除了有用分量（基波分量）外，还有谐波分量和其他频率成分，用谐振回路选出有用分量，将其他无用分量滤除；通过谐振回路阻抗的调节，从而使谐振回路呈现高频功放所需求的最佳负载阻抗值，即匹配，使高频功放高效输出大功率。 * 1．电流、 电压波形 设输入信号为 则由图1得基极回路电压为 2.1 谐振功率放大器的原理和特性 * 2.1 谐振功率放大器的原理和特性 图2-集电极电流波形图 * 2.1 谐振功率放大器的原理和特性 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, 即 ic θc θc ic1 ic2 ic3 Ico Icmax * 2.1 谐振功率放大器的原理和特性 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, 数值可查表。 直流分量： 基波分量： n次谐波: * 2.1 谐振功率放大器的原理和特性 由图可以看出，放大器的负载为并联谐振回路，回路输出电压为： 按图规定的电压方向，集电极电压为： * 2.1 谐振功率放大器的原理和特性 图3-C类高频功放的电流电压波形 * 2.1 谐振功率放大器的原理和特性 丙类可提高集电极效率的原因 集电极效率: 越小，集电极效率 越高。 能量守恒 电源提供的功率 输出的交流功率 集电极耗散功率 从20％提高到75％(丙类)。 * 2.1 谐振功率放大器的原理和特性 丙类可提高集电极效率的原因 因为晶体管仅在部分时间内有电流流通，大部分时间内是无集电极电流的，集电极耗散功率等于集电极电压与集电极电流之乘积，因而大部分时间是无集电极耗散功率的。 丙类可提高集电极效率的原因 * 2.1 谐振功率放大器的原理和特性 丙类可提高集电极效率的原因 导通角：一个周期内导通角度的1/2. * 2． 高频功放的能量关系 在集电极电路中, 谐振回路得到的高频功率(高频一周的平均功率)即输出功率P1为 集电极电源供给的直流输入功率P0为 直流输入功率与集电极输出高频功率之差就是集电极 损耗功率Pc, 即 2.1 谐振功率放大器的原理和特性 * Pc变为耗散在晶体管集电结中的热能。 定义集电极效率η为 2.1 谐振功率放大器的原理和特性 波形系数 电压利用系数 甲类放大器 乙类放大器 丙类放大器 * Pc变为耗散在晶体管集电结中的热能。 定义集电极效率η为 由上两式可以得到输出功率P1和集电极损耗功率Pc之间的关系为 2.1 谐振功率放