第5章 高频功率放大器.ppt
文本预览下载声明
第6章 高频功率放大器 ? 6.1 谐振功率放大器工作原理 6.2 晶体管谐振功率放大器的折线近似分析 6.3 谐振功率放大器的高频特性 6.4 谐振功率放大器电路 6.5 高效率高频功率放大器及功率合成技术 高频功率放大器(续) ? 高频功率放大器作用: 主要用于放大高频信号或高频已调波(即窄带)信号,用于发射机的末级,使之获得足够的高频功率馈送到天线辐射出去。由于采用谐振回路作负载,解决了大功率放大时的效率、失真、阻抗匹配等问题,因而高频功率放大器通常又称为谐振功率放大器。 高频功率放大器主要解决了高效率、高功率的输出问题。 高频功率放大器(续) ? 谐振功率放大器工作过程: 在放大过程中,电路中的高频功率管是在截止、放大至饱和等区域中工作的,表现出了明显的非线性特性。但其效果:一方面可以对窄带信号实现不失真放大;另一方面又可以使电压增益随输入信号大小变化,即实现非线性放大。 高频功率放大器(续) ? 谐振功率放大器与小信号谐振放大器的异同点: 相同点:要求输出功率大、效率高; 激励信号幅度均为大信号。 不同点:工作频率与相对频宽不同; 放大器的负载不同; 放大器的工作状态不同。 高频功率放大器(续) ? 谐振功率放大器特点: 1)用来放大窄带高频信号(通带宽度只有中心频率的1%); 2)工作于丙类工作状态(?c90?); 3)负载必须是谐振回路; 4)基极偏置电压为负值; 5)放大器属于非线性电路,不能采用等效电路进行分析,采用折线近似分析法。 高频功率放大器(续) ? 表 不同工作状态时放大器的特点 6.1 谐振功率放大器工作原理 谐振功率放大器的工作频率范围划分 ? 低频区: ?0.5?? 中频区: 0.5?? ?0.2?T 高频区: 0.2?? ??T 低频区工作时晶体管的影响因素少、分析方法比较成熟,不用考虑分布参数的影响。因此本书主要从低频区分析计算高频功率放大器的工作原理。 谐振功率放大器工作原理 (续) 获得高效率需要的的条件: 1)设法降低集电极耗散功率; 2)维持集电极耗散功率不超过规定值。 谐振功率放大器工作原理 (续) 减小集电极耗散功率的方法: 定义: 如果使 只有在 最低的时候才能通过,那么集电极耗散功率自然会大为减小。 因此集电极电流应该是脉冲状。 谐振功率放大器工作原理 (续) 当电流流通角小于180°时,即为丙类工作状态,这时基极直流偏压VBB使基极处于反向偏置状态。 谐振功率放大器工作原理 (续) 将晶体管的转移特性理想化为一条直线,于是有: 谐振功率放大器工作原理 (续) 高频谐振功率放大器晶体管的电流、电压波形及其对应关系。 谐振功率放大器工作原理 (续) 2?c是一个周期内集电极电流导通角。因此有, 也就是 由于集电极的负载是谐振回路,这样,虽然 的失真很大,但是输出端仍能得到正弦电流。 谐振功率放大器工作原理 (例题) 试求并联回路各次谐波与基频的阻抗值之比。已知回路Q=10,回路谐振于基频。 思路:求回路各次谐波与基频的阻抗值之比,一定要先写出回路的总阻抗的表达式,然后代入给定的条件。 [解]并联谐振基频阻抗为: 谐振功率放大器工作原理 (例题续) 并联谐波阻抗为: Q=101,故n?LR,且有?2LC=1,谐波阻抗简化为, 谐振功率放大器工作原理 (例题完) 回路对高次谐波呈电容性阻抗。它的绝对值与基频谐振阻抗的比值等于 由此可见,回路阻抗对于各次谐波来说,其值与谐振于基频之值相比,小到可以忽略的程度。因此回路电流仍然为正弦波形。 谐振功率放大器工作原理 (续) 注意:当集电极瞬时电流 最大时, 回路电压 达到最大值 ,因此集电极瞬时电压 成为最小值 同时基极瞬时电压 达到最大值 只在 很低的时间通过,集电极耗散功率减小,集电极效率自然提高,而且 越低,效率就越高。 谐振功率放大器工作原理 (续) 功率关系 集电极电流脉冲的傅立叶展开级数 直流电源功率为 回路基频功率为 谐振功率放大器工作原理 (续) 放大器集电极效率: 集电极电压利用系数: 波形系数: 谐振功率放大器工作原理 (续) 波形系数 通角 的函数; 越小,则 越大; 集电极电压利用系数 越大(即 越大或 越小), 越小 ,则效率 越高。 6.2 晶体管谐振功率
显示全部