第2章 高频功率放大器1.ppt

第2章 高频功率放大器 * * * * 第2章 高频调谐功率放大器 2.1 概述： 2.2 高频功率放大器的工作原理 目的：高效输出大功率 2. 1 概述： 特点： (1)工作频率高，相对频带窄 (2)负载为选频网络 (3)工作在C(丙)类工作状态，属于非线性电路，不能使用线性模型分析，一般采用折线法分析。 ? ? Q ? 截止区 饱和区 2.2 高频功率放大器的工作原理 + ub - Rp C L + uCE - ic EC -UBB (b) 等效电路 + uc1 - -UBB C EC L + uS - + ub - (a) 原理电路 电路组成： ①输入回路：常为调谐回路，实现调谐选频，并使信号源与放大器输入端匹配 ②晶体管：高频大功率管，要能承受高压和大电流 ③输出回路：选频滤波，阻抗匹配 ④直流电源和偏置电路：负偏压(-UBB)使电路工作在丙（C）类状态 + ub - Rp C L + uCE - EC -UBB + uc1 - ic 2、工作原理 uBE ic ? -UBB ? UBZ ub ic ? Ubm gC + uBE _ 2、工作原理 vBE ic ? -UBB ? -UBZ vb ic ? Ubm gC Icmax + ub - Rp C L + uCE - EC -UBB + uc1 - ic + uBE _ 仿真 (1) 集电极电流 ic ωt θc θc ic1 ic2 ic3 Ico Icmax θc αo α1 α3 g1 1.0 2.0 α2 ? ? Q ? 截止区 饱和区 iC频谱 (2)集电极输出电压uCE LC回路阻抗 Rp + ub - Rp C L + uCE - EC -UBB + uc1 - ic + uBE _ ic ωt θc θc ic1 ic2 ic3 Ico Icmax ic经LC并联谐振回路时，回路对基波分量产生谐振，呈纯阻性Rpic(最大值)，而对其它谐波分量阻抗很低，呈电容性，从而选出基波分量uc1，而滤除各次谐波电压。 + ub - Rp C L + uCE - EC -UBB + uc1 - ic + uBE _ ub UBZ UBB Icmax uBE t ib t ic t uCE uc t EC Ucm Ubm uBE ic ? -UBB ? UBZ ub Ubm gC 丙类功放各级电压、电流波形 3. 功率和效率分析  θc αo α1 α3 g1 1.0 2.0 α2 3. 功率和效率分析 讨论： VT1 VT2 T1 L C RL EC CC 2.2.3 D类和E类功率放大器简介 1. D类功率放大器的原理分析 D类功率放大器有电压开关型和电流开关型两种基本电路，电压开关型D类功率放大器是已推广应用的电路 ui ub1 ub2 ic1 ic2 uL uA ub1和ub2是由ui通过变压器T1产生的两个极性相反的输入激励电压 ui正半周时VT1管饱和导通，VT2管截止，电源EC对电容C充电，电容上的电压很快充至（EC-UCES1）值，A点对地的电压uA=（EC-UCES1） 。 ui负半周时VT2管饱和导通，VT1管截止。VT2管的直流电源由电容C上充的电荷供给，uA= UCES2≈0 uA近似为矩形波电压，幅值为（EC-2UCES）。若L、C和RL串联谐振回路调谐在输入信号的角频率ω上，且回路的Q值足够高，则通过回路的电流ic1或ic2是角频率为ω的余弦波，RL上可得相对输入信号不失真的输出功率。 VT1 VT2 T1 L C RL EC CC 2.2.3 D类和E类功率放大器简介 1. D类功率放大器的原理分析 D类功率放大器有电压开关型和电流开关型两种基本电路，电压开关型D类功率放大器是已推广应用的电路 ui ub1 ub2 ic1 ic2 uL uA ub1和ub2是由ui通过变压器T1产生的两个极性相反的输入激励电压 ui正半周时VT1管饱和导通，VT2管截止，电源EC对电容C充电，电容上的电压很快充至（EC-UCES1）值，A点对地的电压uA=（EC-UCES1） 。 ui负半周时VT2管饱和导通，VT1管截止。VT2管的直流电源由电容C上充的电荷供给，uA= UCES2≈0 uA近似为矩形波电压，幅值为（EC-2UCES）。若L、C和RL串联谐振回路调谐在输入信号的角频率ω上，且回路的Q值足够高，则通过回路的电流ic1或ic2是角频率为ω的余弦波，RL上可得相对输入信号不失真的输出功率。 EC UCES EC-2UCES uA ωt