[信息与通信]第3章 高频功率放大电路4学时.pptVIP

第3章 高频功率放大电路 3.2丙类谐振功率放大电路 工作原理 工作原理 工作原理 讨论：甲、乙、丙类放大电路的工作状态 功率放大电路的分析计算 设集电极电流可以用傅立叶级数展开为： 以乙类为例，导通角为90°，集电极电流可展开为： 丙类功放的近视计算 若将尖顶脉冲分解为傅里叶级数 尖顶余弦脉冲的分解系数图 例3.1 解：当甲类工作时(θ=180°),   Ucm=UCC=12V Ic1m= 0.5×20 = 10mA θ=90°时工作于乙类 UBB=Uon=0.6V θ=60°时工作于丙类 3.2.2 外部性能分析 动态线 输出电压uCE随集电极电流iC变化的轨迹线称为动态线, 又称为交流负载线 1.放大特性 三种工作状态（欠压、临界、过压） 从输出特性图看，Ubm变化其它参数不变时： Ubm从 0增加时，开始Ucm跟随增大，此时称为欠压。到一定程度，放大器进入饱和区后，Ubm继续增大时， Ucm增大不多，此状态称为过压，中间的壮态为临界。 Icm顶部的凹陷出现在进入饱和区后 2.负载特性 固定其它参数，Ucm，Po，η随等效负载RΣ变化的特性成为负载特性 3.调制特性 (1) 基极调制特性 其它参数不变，输出随基极偏压UBB变化的规律被称为基极调制特性 由 uBEmax= UBB+Ubm UBB增加时，相当于uBEmax逐渐增大，工作状态由欠压~过压，与Ubm变化时一样 利用此特性可进行基极调幅 方法是将调制信号加在基极 （2）集电极调制特性 集电极调制特性 固定其它参数, 输出电压随基极偏压UCC变化的规律被称为集电极调制特性 利用此特性可进行集电极调幅 方法是将调制信号从集电极加入 4.小结 (1)对调频信号进行功率放大应选用临界和弱过压状态 调幅信号是等幅信号, 应使功放工作在临界状态或弱过压, 此时输出功率最大, 效率也接近最大。 (2)对调幅信号进行放大功放工作在欠压状态 调幅信号是非等幅信号, 应使功放工作在欠压状态。 (3)用丙类功放进行调幅，基极调幅应工作在欠压状态； 集电极调幅应工作在过压状态。 丙类谐振功放在进行功率放大的同时, 也可进行振幅调制。 (4)回路等效总电阻RΣ直接影响功放在欠压区内的动态线斜率, 在分析和设计功放时应重视负载特性 例3.2 某高频功放工作在临界状态, 已知VCC=18V, gcr=0.6 A／V, θ=60°, RΣ=100Ω, 求输出功率Po、直流功率PD和集电极效率η。 解： 3.2.3直流馈电线路与匹配网络 1. 直流馈电线路 （1）集电极馈电线路 两种馈电方式的优缺点 串联馈电方式 电源滤波电路的Lc和C1处于高频地电位,它们对地的分布电容不会影响回路的谐振频率 电容器C的动片不能直接接地,安装调整不方便 并联馈电方式 电源滤波电路的Lc和C1不处于高频地电位,它们对地的分布电容直接影响回路的谐振频率 回路处于直流地电位, L、C元件一端接地, 安装调整方便 (2) 基极馈电线路 丙类谐振功放基极通常采用自给偏压方式 自给偏压的特点是：没有信号时，基极偏压为0，有信号时，信号幅度越大，负偏压越大。 2 匹配网络 丙类功放输出回路有两大功能： 1.选频 2.匹配 3.实际电路 晶体管倍频器 丙类功率放大电路中，如果将集电极并联谐振回路的谐振频率选择在2～7次谐波频率上，就能在集电极输出倍频信号 3.3 宽带高频功率放大电路与功率合成电路 窄带：fH可达几十MHz （ fH/fL≈1） 负载为调谐回路或选频网络 宽带： fH可达千MHz,? fH/fL可达1000 负载为高频变压器（传输线变压器） 应用情况： 1.为易于集成化，中间级、推动级采用宽带高频功放。末级发射时再采用窄带调谐功放。 2.要求大功率输出时，单管或推挽双管难以满足，直接晶体管并联使用困难且不稳定。 ??为此，采用功率合成和功率分配技术。 3.3.1传输线变压器 传输线与特征阻抗 高频时必须考虑导线的分布参数，称导线为传输线如电视扁平电缆、同轴电缆 传输线的特征阻抗为Zc 如电视扁平电缆的特征阻抗为300Ω 同轴电缆的特征阻抗有50 Ω，75 Ω 当特征阻抗Zc与负载电阻RL相等, 则称为传输线终端匹配 在无耗且终端匹配的传输线上，任何位置处的电压、电流均相等, 且输入阻抗Zi=Zc=RL 1. 宽频带特性 传输线变压器 将传输线绕在高磁导率的磁芯上构成传输线变压器 1. 宽频带特性 当工作在低频段时, 变压器方式起主要作用。 当工作在高频段时, 传输线方式起主要作用 因此传输线变压器具有宽频带特性 例: 1:1反相传输线变压器 2.阻抗变换特性 传输线