高频谐振功率放大器课件.pptx

高頻諧振功率放大器

4.1概述高頻諧振功率放大器用於各種無線電發送設備中，對高頻載波或高頻已調波進行功率放大。工作狀態：A，B，AB，C；（甲、乙、甲乙、丙）D，E，S；（開關型）F，G，H；（特殊技術型）目的：能夠使電信號能夠有效地進行遠距離傳輸特點：高頻、大信號、非線性工作要求：輸出功率大（PE=PO+PC）、轉換效率高窄帶高頻功率放大器：以諧振回路為負載，所以又稱諧振功率放大器寬頻高頻功率放大器：採用非選頻性負載，如傳輸線變壓器或其他寬頻匹配電路分析方法：折線法近似分析

4.2高頻諧振功率放大器的工作原理特點：1、NPN高頻大功率電晶體，高fT；改變UBB可以改變放大器的工作類型；2、大信號激勵：1—2V；3、發射結在一個週期內只有部分時間導通，iB、iC均為一系列高頻脈衝；4、諧振回路作負載可以濾除高頻脈衝電流iC中的諧波分量，同時實現阻抗匹配。組成：BJT、LC諧振回路、饋電電源UCCUBBiBiCuCEuBELCRLuiVT4.2.1基本電路構成

4.2.2工作原理及性能指標忽略高頻效應----按照低頻特性分析；忽略基區寬變效應----輸出特性水準、平行、等間隔；忽略管子結電容、載流子基區渡躍時間；忽略穿透電流----截止區ICEO=0；分析與計算大大簡化，但誤差也大；理論分析與計算只是為電路參數的選擇與調整提供依據與指導，實際電路工作時需要調整。uCE0ic輸出特性uBE0ibUD輸入特性靜特性曲線的折線近似轉移特性uBE0icUDgm一、特性曲線的折線化：

二、各極電流、電壓波形：uBEib?tUimUBBUD-??uBEib?t-???t-??icuBEic?t-??圖解可見，iB和iC的都是余弦脈衝，定義θ為導通角，三極管只在（－θ，θ）內導通，當θ90o時，功率放大器工作於丙類狀態。

iC?t-??0ic1Ic1m?t0ucUc1m?t0?tuCE1UCC0Uc1m......2coscos210+++=tItIIiicccccww余弦脈衝展開為傅立葉級數：將當iC流過LC諧振回路時，在回路兩端產生電壓uC。由於諧振回路的選頻特性，uC中只有基波分量幅度最大，其他頻率的信號電壓幅度較小可以忽略。設Re——並聯回路諧振時的等效負載電阻，包括BJT的輸出電導和等效的RL。從圖中可以看出，丙類高頻諧振功放由於選頻作用，即使iC是不連續的脈衝電流，在諧振回路兩端也會得到余弦電壓。還可以利用選頻特性得到倍頻器。如果振盪回路的?0=n?，則在回路兩端可得到頻率為n?的電壓:u0=Umcosn?t;相當於實現了對輸入信號的n倍頻

ic余弦脈衝的分解icicmax-?/2?-??/2?tIMIMcos?

其中?0(θ)、?1(θ)、…、?n(θ)為諧波分解係數；另定義??1=Ic1m/Ic0=?1(θ)/?0(θ)為波形係數，隨?減小而增大。?/??1/?0=?1?0?1?2?3?0,?1,?2,?32.01.00.50.40.30.20.10-0.051030507090110130150170

三、高頻功放中的能量關係與效率：2）集電極電源提供功率：1）集電極輸出功率：3）集電極損耗功率：4）集電極效率：

5）?對效率的影響電壓利用係數?c=Uc1m/UCC1，?c≤1，?1隨?而變化；乙類功放：?=?/2，?1=?/2，?max=?/4=78.5%；丙類功放：??/2，減小?，?1提高，?c提高；但是?很小時，?1提高不多，輸出功率卻降低很多。故?通常選在60o~90o之間。6）放大器的激勵功率：7）功率放大倍數：

三點法作圖：?t=0，uBE=UBB+Uim；uCE=UCC-Uc1m得到C點?t=?/2，uBE=UBB；uCE=UCC得到B點?t=?，uBE=UBB-Uim0---iC=0；uCE=UCC+Uc1m得到D點直線BC與橫軸交於A點CBD一、動態特性分析：iC、uBE和uCE的關係曲線，稱動特性曲線——即交流負載線UBE=UBB+UimUBE=UBBUCC4.2.3工作狀態分析uCE0icUc1mA折線CAD即為諧振功