通信电子线路（邱健）Chapter 6 高频功率放大器-东南.ppt

图中示出动态特性曲线的斜率为负值，它的物理意义是： 从负载方面看来，放大器相当于一个负电阻，亦即它相当于交流电能发生器，可以输出电能至负载。 用类似的方法，可得出在ic –eb坐标平面的动态特性曲线。 电压、电流随负载变化波形 2. 功率放大器的负载特性 在其他条件不变(VCC、VBB、vb为一定)，只变化放大器的负载电阻而引起的放大器输出电压、输出功率、效率的变化特性称为负载特性。 电压、电流随负载变化波形 1) vc、ic随负载变化的波形vc、ic随负载变化的波形如图所示，放大器的输入电压是一定的，其最大值为Vbemax，在负载电阻RP由小至大变化时，负载线的斜率由小变大，如图中1?2?3。不同的负载，放大器的工作状态是不同的,所得的ic波形、输出交流电压幅值、功率、效率也是不一样的。 2) 欠压、过压、临界三种工作状态 ① 欠压状态 B点以右的区域。在欠压区至临界点 的范围内，根据Vc=RpIc1，放大器的交流输出电 压在欠压区内必随负载电阻RP的增大而增大， 其输出功率、效率的变化也将如此。 ② 临界状态 负载线和 eb max正好相交于临界 线的拐点。放大器工 作在临界线状态时， 输出功率大，管子损 耗小，放大器的效率 也就较大。 ③ 过压状态 放大器的 负载较大，在过压 区，随着负载Rp的加 大，Ic1要下降，因此 放大器的输出功率和 效率也要减小。 电压、电流随负载变化波形 根据上述分析，可以画出谐振功率放大器的负载特性曲线 负载特性曲线 欠压状态的功率和效率都比较低，集电极耗散功率也较大，输出电压随负载阻抗变化而变化，因此较少采用。但晶体管基极调幅，需采用这种工作状态。 过压状态的优点是，当负载阻抗变化时，输出电压比较平 稳且幅值较大，在弱过压时，效率可达最高，但输出功率 有所下降，发射机的中间级、集电极调幅级常采用这种状 态。 负载特性曲线 临界状态的特点是输出功率最大，效率也较高，比最大效 率差不了许多，可以说是最佳工作状态，发射机的末级常 设计成这种状态，在计算谐振功率放大器时，也常以此状 态为例。 负载特性曲线 掌握负载特性，对分析集电极调幅电路、基极调幅电路的工作原理，对实际调整谐振功率放大器的工作状态和指标是很有帮助的。 五、放大器工作状态及导通角的调整 1. 导通角?c的调整 由 若保持Vb不变增大偏置VBB；或保持VBB不变增大激励、电压振幅Vb；或同时增大VBB和Vb，这三种情况均可使导通角?c增大，若相反，则可使?c减小。但是采取上述三种方法中的任一个方法，当?c增大时，ic脉冲电流的振幅Im会加大，输出功率Po当然也会加大，而当?c减小时，Im和Po均将减小。有时希望增大?c，但要保持Im不变，则应在增加VBB的同时，适当减小激励Vb。 2. 欠压、临界、过压工作状态的调整 调整欠压、临界、过压三种工作状态，大致有以下几种方法：改变集电极负载Rp；改变供电电压VCC；改变偏压VBB；改变激励Vb。 (1) 改变Rp，但Vb、VCC、VBB不变 当负载电阻Rp由小至大 变化时，放大器的工作状态由欠压经临界转入过压。在临 界状态时输出功率最大。 (2) 改变VCC，但Rp、Vb、VBB不变当集电极供电电压VCC由小至 大变化时，放大器的工作状态由欠压经临界转入过压。 VCC变化时对工作状态的影响 在欠压区内，输出电流的 振幅基本上不随VCC变化 而变化，故输出功率基本 不变；而在过压区，输出 电流的振幅将随VCC的减 小而下降，故输出功率也 随之下降。 在过压区中输出电压随VCC改变而变化的特性为集电极调幅的实现提供依据；因为在集电极调幅电路中是依靠改变VCC来实现调幅过程的。改变VCC时，其工作状态和电流、功率的变化如上图所示。 (3) Vbm变化，但VCC、VBB、Rp不变或VBB变化，但VCC、Vb、Rp不变 这两种情况所引起放大器工作状态的变化是相同的。因为无论是Vbm还是VBB的变化，其结果都是引起eb的变化。 由 eb= VBB+Vbmcos?t eb max= VBB+Vbm 当VBB或Vbm由小到大变化时， 放大器的工作状态由欠压经临 界转入过压。 Vbm变化时电流、功率的变化 六、谐振功率放大器的计算 谐振功率放大器的主要指标是功率和效率。 以临界状态为例： 1) 首先要求得集电极电流脉冲的两个主要参量ic max和?c 导通角?c 集电极电流脉冲幅值Icm 2) 电流余弦脉冲的各谐波分量系数?0(?c)、?1(?c)、…、