電子線性電路PPT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1電子線性電路電子線性電路2.1 諧振功率放大器的工作原理2.1.1 丙類諧振功率放大器1. 電路組成 ZL 外接負(fù)載，呈阻抗性，用 CL 與 RL 串聯(lián)等效電路表示。Lr 和 Cr 匹配網(wǎng)絡(luò)，與 ZL 組成并聯(lián)諧振回路。調(diào)節(jié) Cr 使回路諧振在輸入信號(hào)頻率。 VBB基極偏置電壓，使功率管Q點(diǎn)設(shè)在截止區(qū)，以實(shí)現(xiàn)丙類工作。第1頁(yè)/共19頁(yè)2. 集電極電流 iC 輸入 tVtvsbmbcos)( tVVtvVvsbmBBbBBBEcos)( 據(jù)由靜態(tài)轉(zhuǎn)移特性 (iC - vBE)，得集電極電流 iC 波形：脈寬小于半個(gè)周期的脈沖序列。付里葉級(jí)數(shù)展開： tItIIisc2msc1m0CCcos

2、2cos 為平均分量、基波分量和各次諧波分量之和。第2頁(yè)/共19頁(yè)3. 輸出電壓 vo (1) 對(duì)基波分量：阻抗最大，為諧振電阻Re (諧振回路調(diào)諧在輸入信號(hào)頻率上，因而對(duì) iC中的基波分量呈現(xiàn)的阻抗最大，且為純電阻)；在高 Q 回路中，其值 Re 近似為L(zhǎng)trL2r20eRCLRLR 式中，LrLrtCCCCC 回路總電容 trs0/1CL 回路諧振角頻率Lr0e/ RLQ 回路有載品質(zhì)因數(shù)第3頁(yè)/共19頁(yè) (2) 對(duì)非基波分量，阻抗很?。ㄖC振回路對(duì) iC 中的其它分量呈現(xiàn)的），產(chǎn)生的電壓均可忽略。既然僅有由基波分量產(chǎn)生的電壓vc輸出，負(fù)載獲得的信號(hào)功率不失真。 可見：丙類諧振功率放大器諧振

3、回路的功能： (1) 選頻：利用諧振回路的選頻作用，可將失真的集電極電流脈沖變換為不失真的輸出電壓。 (2) 阻抗匹配：調(diào)節(jié) Lr 和 Cr ，諧振回路將含有電抗分量的外接負(fù)載變換為諧振電阻 Re，并阻抗匹配。 第4頁(yè)/共19頁(yè) 所以，諧振功率放大器中，諧振回路起到選頻和匹配負(fù)載的雙重作用。 4. 功率特性分析 (1) 丙類功放的問(wèn)題 若提高 C，管子導(dǎo)通角 c 應(yīng)繼續(xù)減??；但引起 iC 中基波分量 Icm1 減小，導(dǎo)致輸出功率減小。 第5頁(yè)/共19頁(yè)(2) 解決方法 VBB 負(fù)向增大(c減小)同時(shí)，提高輸入激勵(lì)電壓 Vbm，以維持輸出功率不變。但需警惕管射結(jié)反向擊穿。 為進(jìn)一步提高效率，可采

4、用開關(guān)工作的丁類、戊類諧振功率放大器。第6頁(yè)/共19頁(yè)2.1.2 丁類和戊類諧振功率放大器1. 丁類諧振功放 (1) 電路 Tr 次級(jí)兩繞組相同，極性相反。 T1 和 T2 特性配對(duì)，為同型管。(2) 原理 若 vi 足夠大，則vi 0，T2 飽和導(dǎo)通，T1 截止，CE(sat)A2vv A 點(diǎn)最大振幅值： vA = vA1- vA2 = VCC - 2vCE(sat)第7頁(yè)/共19頁(yè) 加到串諧回路，若諧振回路工作在輸入信號(hào)角頻率上，可近似認(rèn)為輸出得電流 iL 是角頻率為 的余弦波，RL 上獲得不失真輸出功率。 (3) 討論 vCE(sat)小，管耗小，放大器的效率高 (90% 以上) ； 因

5、結(jié)電容、分布電容等影響，實(shí)際波形不理想，使管耗增大，丁類功放效率受限。 2. 戊類放大器 為了克服這個(gè)缺點(diǎn)，在開關(guān)工作的基礎(chǔ)上采用一個(gè)特殊設(shè)計(jì)的集電極，保證 vCE 為最小值的一段期間內(nèi)，才有集電極電流流通戊類放大器。 第8頁(yè)/共19頁(yè)2.1.3 倍頻器 1. 概念 倍頻器 (Frequency Multiplier)：將輸入信號(hào)的頻率倍增 n 倍的電路。2. 原理 在丙類諧振放大器中，將輸出諧振回路調(diào)諧在輸入信號(hào)頻率的 n 次諧波上，則輸出諧振回路上僅有 iC 中的 n次諧波分量產(chǎn)生的高頻電壓，而其它分量產(chǎn)生的電壓均可忽略，因而 RL 上得到了頻率為輸入信號(hào)頻率 n 倍的輸出信號(hào)功率。 第9

6、頁(yè)/共19頁(yè)3. 實(shí)現(xiàn)辦法 (1) 三極管倍頻器 倍頻次數(shù)不能太高，一般為二倍或三倍頻。原因： 效率。集電極電流脈沖中包含的諧波分量的幅度隨著 n 的增加而迅速減小。倍頻次數(shù)過(guò)高，倍頻器的輸出功率和效率就會(huì)過(guò)低。 濾波。諧振回路需濾除高于 n 和低于n 的各次分量。低于 n 的分量幅度較大，濾除較難。倍頻次數(shù)越高，對(duì)諧振回路提出的濾波要求越苛刻，不易實(shí)現(xiàn)。 (2) 變?nèi)荻O管、階躍二極管構(gòu)成參量倍頻器，適用于倍頻次數(shù)較高時(shí)。 第10頁(yè)/共19頁(yè)2.2 諧振功率放大器的性能特點(diǎn)2.2.1 近似分析方法非諧振功放丙類諧振功放集電極負(fù)載純電阻諧振回路，含電抗元件求功率性能圖解法準(zhǔn)靜態(tài)分析法要 點(diǎn)求負(fù)

7、載線求動(dòng)態(tài)線 1. 使用條件兩假設(shè) (1) 諧振回路濾波特性理想，即盡管集電極、基極電流為脈沖波，但兩回路只產(chǎn)生基波（余弦）電壓，其它分量的電壓均可忽略。有：第11頁(yè)/共19頁(yè)tVVvtVVv coscoscmCCCEbmBBBE- - (2-2-1) (2) 功率管特性用輸入和輸出靜態(tài)特性曲線表示，其參變量采用 vBE（而不是通常的 iB） 。 2. 分析步驟 (1) 求動(dòng)態(tài)點(diǎn)，畫波形(2) 連動(dòng)態(tài)線，畫 iC 波形(3) 圖解積分求分量(4) 計(jì)算功率性能第12頁(yè)/共19頁(yè) (1)求動(dòng)態(tài)點(diǎn)，畫波形設(shè)定VBB、Vbm、VCC、Vcm ，將 t 按等間隔 (t = 0， 15， 30，) 給定

8、數(shù)值，由式 2-2-1 便可確定 vBE 和 vCE (圖 a)。第13頁(yè)/共19頁(yè)(2)連動(dòng)態(tài)線，畫 iC波形：根據(jù) vBE 和vCE 值，在輸出特性曲線上（以 vBE 為參變量）找對(duì)應(yīng)的動(dòng)態(tài)點(diǎn)，畫動(dòng)態(tài)線（動(dòng)態(tài)點(diǎn)的連線），由此可確定 iC 的波形。 .第14頁(yè)/共19頁(yè)(3) 圖解積分求得分量 IC0 和 Ic1m諧振電阻c1mcme/ IVR (4) 計(jì)算功率性能DoCoDCm1Ccmo0CCCD/2/PPPPPIVPIVP - - 四變量 VBB、Vbm、VCC、Vcm 不同，iC 的波形和數(shù)值就不同，由此求得的 Re 及相應(yīng)的功率性能就不同。應(yīng)了解四變量的影響。第15頁(yè)/共19頁(yè)2.2.2 欠壓、臨界和過(guò)壓狀態(tài) 1. 當(dāng)VBB、Vbm、VCC 不變， Vcm由小變大，動(dòng)態(tài)點(diǎn)左移。 欠壓狀態(tài)：Vcm 的取值，使所對(duì)應(yīng)的動(dòng)態(tài)點(diǎn)均處在放大區(qū)。 臨界狀態(tài)：Vcm 增大，使 t = 0 所對(duì)應(yīng)的動(dòng)態(tài)點(diǎn)A處在臨界點(diǎn)，iCmax 略微減小。 過(guò)壓狀態(tài)：Vcm 繼續(xù)增大，使 A(t = 0)動(dòng)態(tài)點(diǎn)處在飽和區(qū)，iC 迅速減小，電流脈沖出現(xiàn)凹陷，Vcm 增大，凹陷加深。第16頁(yè)/共19頁(yè)2. iC的平均分量 IC0 與基波分量 Ic1m ttiItiI