高频电子线路 第4章 高频功率放大器.pptVIP

本章内容提要 概述 高频功率放大器的工作原理 丙类功率放大器的状态分析 丙类功率放大电路 传输线变压器简介 功率放大电路的主要特点 尖顶余弦脉冲 由傅里叶级数求系数，得 其中： 尖顶余弦脉冲的分解系数 波形系数 * 第4章 高频谐振功率放大电路 倍频 高频放大 调制 话筒 声音 发射 天线 调幅发射机方框图 音频放大 高频振荡 缓冲 调幅发射机原理框图 概 述 使用高频功率放大器的目的 放大高频大信号使发射机末级获得足够大的发射功率。 高频功率信号放大器使用中需要解决的两个问题 ①高效率输出 ②高功率输出 高频功率放大器和低频功率放大器的共同特点都是输出功率大和高。 联想对比： 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化为交流能量，能量转换的能力即为功率放大器的效率。 谐振功与非谐振功率放大器的比较 相同: 要求输出功率大，效率高 非线性(大信号) 不同: 低频（音频）: 20Hz～20kHz 高频（射频）: （以调幅为例 ） 已调信号 low high ω AM广播信号: 535kHz～1605kHz，BW=10kHz 谐振与非谐振(工作状态) 高频窄带信号 工作频率与相对频宽不同, 非谐振放大器可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，工作在甲类或乙类工作状态；宽带高频功率放大器以宽带传输线为负载。 谐振功率放大器通常用来放大窄带高频信号，其工作状态通常选为丙类工作状态，为了不失真的放大信号，它的负载必须是谐振回路。 i c e b t o o i c t V BZ 谐振功率与小信号谐振放大器的异同之处 相同之处：它们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：为激励信号幅度大小不同；放大器工作点不同； 晶体管动态范围不同。 谐振功率放大器 波形图 小信号谐振放大器 波形图 i c Q e b t o o i c t i c Q e b t o o i c t 小信号谐振放大器 波形图 i c e b t o o i c t V BZ 谐振功率放大器 波形图 功率放大器的主要技术指标是输出功率与效率。 表 4 - 1 不同工作状态时放大器的特点 工作状态 半导通角 理想效率 负 载 应 用 甲类 q c =180 ° 50% 电阻 低频 乙类 q c =90 ° 78.5% 推挽，回路 低频，高频 甲乙类 90 ° ＜ q c ＜ 180 ° 50% ＜ h ＜ 78.5% 推挽 低频 丙类 q c ＜ 90 ° h ＞ 78.5% 选频回路 高频 丁类 开关状态 90%~100% 选频回路 高频 功率放大器工作状态 功率放大器一般分为甲类、乙类、甲乙类、丙类等工作方式，为了进一步提高工作效率还提出了丁类与戊类放大器。 谐振功率放大器通常工作于丙类工作状态，属于非线性电路 (a)甲类 class-A amplifier (b)乙类 class-B amplifier (c)甲乙类 class-AB amplifier (d)丙类 class-C amplifier 分类示意图 导通角:一个周期内 有电流流通的相角. 电压增益： 电流增益： β β+1 ? 三种组态的基本放大电路 CE CC CB 输入为大信号 要求输出功率尽可能大,管子工作在接近极限状 态 效率要高 非线性失真要小 BJT的散热问题 (管子的保护) 要解决的问题 减小失真（线性度） 管子的保护 提高输出功率 提高效率 丙类(C类) 放大器的效率最高，但是波形失真也最严重。 效率与失真矛盾的解决 ω low high 3ω nω 2ω 0 效率与失真矛盾的解决(续) 有源器件 谐振回路 窄带谐振放大器 丙类 通过谐振负载，从丙类余弦周期脉冲里恢复基波完整周期信号。 3 2 1 5 4 Tr1 Tr2 C L yL T 输入回路 输出回路 晶体管 功能：将直流功率转换为交流信号功率。 主要指标：输出功率与效率 工作状态：丙类大信号的非线性状态（非线性失真） 分析方法：折线近似分析法。(大信号) 高频谐振功率放大器 获得高效率所需要的条件 功率关系 谐振功率放大器的工作原理 原理电路 原理电路 晶体管的作用是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。 谐振回路LC是晶体管的负载 电路工作在丙类工作状态 外部电路关系式： 晶体管的内部特性： 谐振功率放大器的基本