高频电子电路21与22.pptVIP

2.1 概述 2.2 高频功率放大器的工作原理 2.2.2 高频功放的功率和效率 2.2.4 丙类倍频器 * 2.1 概述 2.2 高频功率放大器的工作原理 2.3 高频功率放大器的动态分析 2.4 高频功率放大器的实用电路 下一页 返回 第2章 高频调谐功率放大器 在高频范围内，为了获得足够的高频输出功率，必须采用高频功率放大器，这是发送设备的重要组成部分。 1.低频功放与高频功放的异同点 （1）共同点 输出功率大 效率高 （2）区别 低频功放 高频功放 ①工作频率低（200～20000Hz） ②相对频带宽度很宽 ③采用电阻或变压器作负载 ④一般工作在甲、乙、甲乙类 ①工作频率高 ②相对频带宽度窄 ③采用选频网络作负载 ④工作在丙类状态 ⑤不能用线性模型来分析，一 般采用图解法或折线法分析 高频调谐 功率放大器 2.功率放大器工作状态的分类 2.1 概述 （按电流导通角分类） A类（甲类）：导通角 ，晶体管始终工作在线性放大区； AB类（甲乙类）：导通角 ，Q点设在放大区内但接近 截止区； Q点设在 放大区中部 B类（乙类）：导通角 ，Q点设在截止区边缘； C类（丙类）：导通角 ，Q点设在截止区内； D类（丁类）、E类（戊类）工作于开关状态。 3.晶体管的静态特性曲线 （1）输入特性曲线 EC ICEO uCE iC O ? ? Q ? ? ? Q ? 截止区 饱和区 （2）转移特性曲线 （3）输出特性曲线 常用 A类： ， Q点位于放大区 C类： ， 一族曲线 横轴为 横轴为 B类： ， EC -UBB (b) 等效电路 + ub - Rp C L + uCE - ic + uc1 - -UBB C EC L + uS - + ub - (a) 原理电路 2.2.1 工作原理分析 1.电路结构 从电路结构上看，它由四部分组成： （3）晶体管是高频大功率晶体管，能承受高电压、大电流，而且 ↑，一般发射结反偏。 （1）直流偏置电路，其中基极偏置电路：为晶体管发射结提供负偏压，使放大器工作于C类状态。 （2）输入回路：提供所需的信号电压。 （4）输出回路：由LC谐振回路组成，具有选频和阻抗匹配的作用。 2.工作原理 则加到晶体管基极、发射极之间 的有效电压为 + ub - Rp C L + uCE - EC -UBB + uc1 - ic + uBE _ 设输入的交流信号为 由晶体管的转移特性曲线有： uBE ic ? -UBB ? UBZ ub ic ? Ubm gC 时，截止且 （1）集电极电流 时，导通且有 ∴有 仿真 2.工作原理 （1）集电极电流 ①当 时， 有 uBE ic ? -UBB ? UBZ ub ic ? Ubm gC Icmax + ub - Rp C L + uCE - EC -UBB + uc1 - ic + uBE _ ∴ ②当 时，有 即 代入上式有 尖顶余 弦脉冲 （1）集电极电流 周期性的尖 顶余弦脉冲 对集电极电流 进行傅立叶级数展开有： 其中各系数分别为： 尖顶余弦脉冲 的分解系数 ic ωt θc θc ic1 ic2 ic3 Ico Icmax （2）集电极输出电压 设高频功放输出端的LC谐振回路谐振于输入信号频率即基波频率 ，谐振电阻为 ，则此回路对 中基波电流呈纯电阻，而对其他谐波失谐阻抗很小，因此回路选出基波电流，滤除其余各次谐波。 故集电极输出电压为 ic ωt θc θc ic1 ic2 ic3 Ico Icmax + ub - Rp C L + uCE - EC -UBB + uc1 - ic + uBE _ iC频谱 LC 回路阻抗 Rp 故LC回路两端的电压为 仿真 ub UBZ －UBB Icmax uBE t ib t ic t uCE uc t EC Ucm1 Ubm uBE ic ? -UBB ? UBZ ub Ubm gC （3）电压、电流波形图 （1）集电极直流电源 提供的直流功率 （2）集电极输出回路得到的高频交流功率 （3）集电极功耗 （4）集电极回路的能量转换效率 集电极电压利用系数 波形系数 查图2.5 重点 讨论： ① ② ∴ ∴ ③提高功率效率的两个措施： 和 提高 的措施： 矛盾 兼顾两者，最佳 导通角 θc αo α1 α3 g1 1.0 2.0