第四章 高頻諧振功率放大器

1、1、使用諧振功率放大器的目的、使用諧振功率放大器的目的放大高頻大信號使發(fā)射機末級獲得足夠大的發(fā)射功率。放大高頻大信號使發(fā)射機末級獲得足夠大的發(fā)射功率。2、功率信號放大器使用中需要解決的兩個問題：、功率信號放大器使用中需要解決的兩個問題：高效率輸出高效率輸出高功率輸出高功率輸出聯(lián)想對比：聯(lián)想對比：諧振功率放大器與高頻小信號諧振放大器；諧振功率放大器與高頻小信號諧振放大器；諧振功率放大器與低頻功率放大器；諧振功率放大器與低頻功率放大器；1. 低頻功率放大器與高頻功率放大器的異同低頻功率放大器與高頻功率放大器的異同低頻功放低頻功放高頻功放高頻功放用途用途用于接收設(shè)備用于接收設(shè)備用于發(fā)送設(shè)備用于發(fā)送設(shè)

2、備頻率頻率低低高高工作狀態(tài)工作狀態(tài)甲、甲乙、乙甲、甲乙、乙丙丙負(fù)載負(fù)載非諧振回路非諧振回路諧振回路諧振回路相對帶寬相對帶寬寬寬窄窄共同點共同點大的輸出功率及高效率大的輸出功率及高效率總電壓 BEv電壓的交流分量 bev電壓的直流分量 BEV交流分量的幅值 beV甲甲類類放放大大器器 ic Q vBE t o o ic tw 特點：特點：Q點較高，晶體管發(fā)射結(jié)正點較高，晶體管發(fā)射結(jié)正偏，全周導(dǎo)通，不失真；耗散功率偏，全周導(dǎo)通，不失真；耗散功率最大，效率低。最大，效率低。bmBZBBCVVV%50;180;360maxcVbm轉(zhuǎn)移特性icVBZo理想化ic maxicwto-/2+/2o+cVbm

3、vBEvBEVBBwt特點：晶體管發(fā)射結(jié)零偏，半周導(dǎo)特點：晶體管發(fā)射結(jié)零偏，半周導(dǎo)通；耗散功率較小。通；耗散功率較小。BZBBCVV%5 .78;90;180maxVbmvbewt 小信號諧振放大器與丙類諧振功率放大器的區(qū)別之處在于：小信號諧振放大器與丙類諧振功率放大器的區(qū)別之處在于：工作狀態(tài)分別為小信號甲類與大信號丙類工作狀態(tài)分別為小信號甲類與大信號丙類。因此，采用負(fù)電源因此，采用負(fù)電源作基極偏置。作基極偏置。wtiC0-c+cVBB0-c+cvbe轉(zhuǎn)移特性iCVBZo理想化/BitVVwcosbmBBBE-v(b)tw或電壓電流0VBZVCCVBBVbmVcmvbE maxiCic max

4、ciCvCEvBEvCE min1. iC 與與vBE同相，與同相，與vCE反相；反相；2. iC 脈沖最大時，脈沖最大時，vCE最??；最??；3. 導(dǎo)通角和導(dǎo)通角和vCEmin越小，越小，Pc越??；越??；tVVwcosbmBBBE-vtVVwcoscmCCCE-vtTPTd10CECcvivCEEnd轉(zhuǎn)移特性icVBZo理想化ic maxicwto+cco+ccVbmVbmvBEvBEVBBwt特點：晶體管發(fā)射結(jié)反偏，特點：晶體管發(fā)射結(jié)反偏，小半周導(dǎo)通，效率高。小半周導(dǎo)通，效率高。BZBBCVV)%(5 .78;90;180max一般百分之八十幾工作狀態(tài)：工作狀態(tài)： 功率放大器一般分為功率放大

5、器一般分為甲類、乙類、甲乙類、丙類甲類、乙類、甲乙類、丙類等工作等工作方式，為了進一步提高工作效率還提出了方式，為了進一步提高工作效率還提出了丁類與戊類丁類與戊類放大器放大器。諧振功率放大器通常工作于丙類工作狀態(tài)，屬于非線性電路諧振功率放大器通常工作于丙類工作狀態(tài)，屬于非線性電路表2-1 不同工作狀態(tài)時放大器的特點 工作狀態(tài) 半導(dǎo)通角 理想效率 負(fù) 載 應(yīng) 用 甲類 c=180 50% 電阻 低頻 乙類 c=90 78.5% 推挽，回路 低頻，高頻 甲乙類 90c180 50%78.5% 推挽 低頻 丙類 c90 78.5% 選頻回路 高頻 丁類 開關(guān)狀態(tài) 90%100% 選頻回路 高頻 co

6、CCIVP121cmcmOIVPCCOcmCCcmOcgIIVVPP11max2121%100 直流輸入功率：直流輸入功率： 交流輸出功率交流輸出功率: : 集電極效率集電極效率: 集電極耗散功率集電極耗散功率: 電流利用系數(shù)電流利用系數(shù): 電壓利用系數(shù)電壓利用系數(shù):OCPPP-COcmCIIg11CCcmVViC=gcrvCEiC =gc(vBEVBZ) (vBE VBZ) n2.01.00.50.40.30.20.1020406080100c10180120 160100123140圖6-9 尖頂脈沖的分解系數(shù)ccccccc0c1c1cossinsincos)()()(-g)(21)()(

7、2121c1cnc10cCC1cmcmocgIVIVPP由曲線可知：極端情況由曲線可知：極端情況 c=0時，時，2)()()(c0c1c1g如果此時如果此時 =1， c可達(dá)可達(dá)100%。為了兼顧功率與效率，最佳通角取為了兼顧功率與效率，最佳通角取70 左右。左右。0)0(1maxC1cmiI 下面分析基波分量下面分析基波分量I Icm1cm1、集電極效率集電極效率c c和輸出功率和輸出功率P Po o隨通角隨通角 c變化的情況，從而選擇合適的工作狀態(tài)。變化的情況，從而選擇合適的工作狀態(tài)。2. 改變改變bmbm對工作狀態(tài)的影響對工作狀態(tài)的影響vceiCvbemax1vbemax2QVCCvbem

8、ax4tw wiCvbemax3欠壓過壓0臨界Vbm1cmI0cIcmV欠壓過壓0臨界VbmPPoc0cCCIVP ocPPP-1cmcmo21IVP -PPPiocBZBBbmVVV結(jié)論：欠壓、過壓、臨界三種工作狀態(tài)的特點結(jié)論：欠壓、過壓、臨界三種工作狀態(tài)的特點欠壓欠壓：恒流，：恒流，Vcm變化，變化，Po較小，較小，c低，低，Pc較大；較大；已調(diào)波放已調(diào)波放大及基極調(diào)幅大及基極調(diào)幅過壓過壓：恒壓，：恒壓，Icm1變化，變化，Po較小，較小，c可達(dá)最高；可達(dá)最高；中間放大級；中間放大級；集電極調(diào)幅集電極調(diào)幅臨界臨界：Po最大，最大，c較高；較高；最佳工作狀態(tài)最佳工作狀態(tài)發(fā)射機末級；發(fā)射機末級

9、；2. 高頻功放的負(fù)載特性高頻功放的負(fù)載特性欠壓過壓0臨界RpPPoc0cCCIVP 1cmcmo21IVP ocPPP-欠壓過壓0臨界RpcmV0cI1cmIoptR例例1：某一晶體管諧振功率放大器，設(shè)已：某一晶體管諧振功率放大器，設(shè)已知知 ， ， ，電壓利用系數(shù)。，電壓利用系數(shù)。試求：試求：直流輸入功率P=?集電極效率C=？諧振電阻RP=?基頻電流振幅Icm1=?1. 集電極耗散功率PC=?VVCC24mAICO250WP50例例2：諧振功率放大器：諧振功率放大器mAiVVVVWPccmCCO400,8 .22,24,2max436. 070,253. 070,7010c求：在此情況下，求：在此情況下， 電源提供的功率電源提供的功率P=? 集電極效率集電極效率c=？