高頻功放第二次課教案

1、諧振功放功率與效率諧振功放功率與效率DCPOPCPCCCcmVUC0c1m1)(IIg電源提供功率：輸出功率：集電極功耗：效率：其中：為集電極電壓利用系數(shù)。為集電極電流利用系數(shù)（波形系數(shù)）。C0CCIVP2cm21RUc1mcm21IUP2c1m21RIODCPPDCOPP)(211gc0c1mCCcm21IIVU(1)(1)對(duì)基波分量阻抗最大，為諧振電阻對(duì)基波分量阻抗最大，為諧振電阻eR(2)(2)對(duì)非基波分量阻抗很小，產(chǎn)生的電壓均可忽略。對(duì)非基波分量阻抗很小，產(chǎn)生的電壓均可忽略。, ,產(chǎn)生的電壓最大。產(chǎn)生的電壓最大。丙類諧振功放的特點(diǎn)是什么？丙類諧振功放的特點(diǎn)是什么？靜態(tài)工作點(diǎn)：靜態(tài)工作點(diǎn)

2、：效率效率諧振回路諧振回路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。真的輸出電壓。 3.2 丙類諧振功放的性能性能分析一、諧振功率放大器工作狀態(tài)與負(fù)載特性一、諧振功率放大器工作狀態(tài)與負(fù)載特性動(dòng)態(tài)線1、2、3和VCC，VBB，Uim，Ucm相關(guān)。tUVucoscmCCCEtUVucosimBBBE3.2 丙類諧振功放的性能分析丙類諧振功放的性能分析1.欠壓、臨界與過壓工作狀態(tài)欠壓、臨界與過壓工作狀態(tài)改變改變欠壓狀態(tài)：三極管動(dòng)態(tài)范圍欠壓狀態(tài)：三極管動(dòng)態(tài)范圍Uce位于放大區(qū)位于放大區(qū)臨界狀態(tài)：三極管動(dòng)態(tài)范圍臨界狀

3、態(tài)：三極管動(dòng)態(tài)范圍Uce位于放大區(qū)與位于放大區(qū)與 飽和區(qū)臨界點(diǎn)飽和區(qū)臨界點(diǎn)過壓狀態(tài)：三極管動(dòng)態(tài)范圍過壓狀態(tài)：三極管動(dòng)態(tài)范圍Uce位于飽和區(qū)，位于飽和區(qū)， 集電極電流出現(xiàn)凹陷。集電極電流出現(xiàn)凹陷。Ui、Uce，諧振功放工作將工作于不同的三種狀態(tài)。，諧振功放工作將工作于不同的三種狀態(tài)。3.2 丙類諧振功放的性能分析丙類諧振功放的性能分析2.負(fù)載特性負(fù)載特性 指指V VCCCC、V VBBBB、U Uimim不變時(shí)，諧振負(fù)載不變時(shí)，諧振負(fù)載R RP P變化對(duì)放大變化對(duì)放大器性能（如：集電極電流與輸出電壓、功率、效率器性能（如：集電極電流與輸出電壓、功率、效率等）的影響。等）的影響。RP 逐漸增加：放

4、大器輸出電壓逐漸增加：放大器輸出電壓Ucm逐漸變大，由欠壓到過壓變化，集電極電流出逐漸變大，由欠壓到過壓變化，集電極電流出現(xiàn)凹陷?，F(xiàn)凹陷。R RP P變化對(duì)集電極余弦脈沖的影響變化對(duì)集電極余弦脈沖的影響結(jié)論：工作于結(jié)論：工作于臨界狀態(tài)臨界狀態(tài)的諧振功放輸出的諧振功放輸出功率、效率最高。功率、效率最高。諧振功放原來工作于臨界狀態(tài)，若電路失諧，諧振功放原來工作于臨界狀態(tài)，若電路失諧，功放可能會(huì)出現(xiàn)那些問題？功放可能會(huì)出現(xiàn)那些問題？ 一般失諧：等效阻抗變小，容性或者感性一般失諧：等效阻抗變小，容性或者感性。效率變小，功耗增加。效率變小，功耗增加。 嚴(yán)重失諧：等效阻抗很小，效率很低，功嚴(yán)重失諧：等效阻

5、抗很小，效率很低，功耗嚴(yán)重增加，可能會(huì)燒毀功率管。耗嚴(yán)重增加，可能會(huì)燒毀功率管。3.調(diào)制特性調(diào)制特性集電極調(diào)制特性特點(diǎn)：特點(diǎn)：隨著隨著VCC增增大，先后經(jīng)歷：大，先后經(jīng)歷：過壓過壓臨界臨界欠壓欠壓且且不變。不變。指指VBB、Uim、 RP固定，固定，VCC變化對(duì)放大器性能的影響。變化對(duì)放大器性能的影響。作為集電極調(diào)制作為集電極調(diào)制時(shí)應(yīng)工作于過壓區(qū)時(shí)應(yīng)工作于過壓區(qū)二、二、 丙類諧振功放的性能分析丙類諧振功放的性能分析1.放大特性放大特性特點(diǎn)：特點(diǎn)：隨著隨著Uim的增的增大，先后經(jīng)歷：大，先后經(jīng)歷：欠壓欠壓臨界臨界過壓過壓且且增大。增大。指指VCC 、 VBB 、 RP固固定，定， Uim變化對(duì)放

6、變化對(duì)放大器性能的影響。大器性能的影響。應(yīng)用：欠壓時(shí)用于放大，過壓時(shí)用于限幅應(yīng)用：欠壓時(shí)用于放大，過壓時(shí)用于限幅。2.調(diào)制特性調(diào)制特性基極調(diào)制特性指指 VCC 、Uim、 RP固定，固定， VBB 變化對(duì)放大器性能的影響。變化對(duì)放大器性能的影響。特點(diǎn)：特點(diǎn)：隨著隨著VBB 增增大，先后經(jīng)歷：大，先后經(jīng)歷：欠壓欠壓臨界臨界過壓過壓且且 增大。增大。應(yīng)用：作為基極調(diào)制時(shí)應(yīng)工作于欠壓區(qū)應(yīng)用：作為基極調(diào)制時(shí)應(yīng)工作于欠壓區(qū)。問題：處于過壓狀態(tài)的丙類功放，如何問題：處于過壓狀態(tài)的丙類功放，如何使之調(diào)整到臨界狀態(tài)？使之調(diào)整到臨界狀態(tài)？ 首先調(diào)整諧振回路，改變首先調(diào)整諧振回路，改變Rp,變小進(jìn)入臨界。變小進(jìn)入

7、臨界。 調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)Vcc，使之增大，進(jìn)入臨界。，使之增大，進(jìn)入臨界。 調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)VBB, 使之減小，進(jìn)入臨界。使之減小，進(jìn)入臨界。 調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)Vi, 使之減小，進(jìn)入臨界。使之減小，進(jìn)入臨界。1.集電極饋電電路集電極饋電電路串聯(lián)：Vcc、諧振回路、功率管三者串聯(lián)并聯(lián)： Vcc、諧振回路、功率管三者并聯(lián)交流旁路3.3 丙類諧振功放的電路丙類諧振功放的電路3.3 丙類諧振功放的電路丙類諧振功放的電路2.基極饋電電路基極饋電電路基極自偏壓：脈沖IB0在基極偏置電阻上形成負(fù)自偏壓。3.濾波匹配網(wǎng)絡(luò)（輸入與輸出）濾波匹配網(wǎng)絡(luò)（輸入與輸出）L型：型：T型：丙類諧振功放電路實(shí)例分析： 3.4 丙類倍頻器的工作原理丙

8、類倍頻器的工作原理 原理：利用器件的非線性對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行非線原理：利用器件的非線性對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行非線性變換，再利用諧振系統(tǒng)從各次諧波中取出所性變換，再利用諧振系統(tǒng)從各次諧波中取出所需的需的n次諧波分量，從而實(shí)現(xiàn)次諧波分量，從而實(shí)現(xiàn)n倍頻。倍頻。CCC0cnmcnmDConCn21VIUIpP當(dāng)當(dāng)n2時(shí)，一般設(shè)時(shí)，一般設(shè)陷波電路，從而有效陷波電路，從而有效濾除低次諧波。如圖：濾除低次諧波。如圖：丙類倍頻器一般工作于弱欠壓和臨界狀態(tài)，可以臨界狀態(tài)分析，如：丙類倍頻器一般工作于弱欠壓和臨界狀態(tài)，可以臨界狀態(tài)分析，如：cnmcnmon21UIP n越大，越大，Pon和和cn越小且越小且n的諧波難濾除，

9、所以一般的諧波難濾除，所以一般n取取23級(jí)。級(jí)。3.5 丁類高頻功率放大電路簡(jiǎn)介丁類高頻功率放大電路簡(jiǎn)介 丁類放大電路中，三極管處于開關(guān)狀態(tài)。丁類放大電路中，三極管處于開關(guān)狀態(tài)。 在理想情況下，丁類高頻功率放大電路的效率可達(dá)在理想情況下，丁類高頻功率放大電路的效率可達(dá)100%，實(shí)際情況下也可達(dá)，實(shí)際情況下也可達(dá)90%左右。左右。 V1、V2各飽和導(dǎo)通半周，盡管導(dǎo)通電各飽和導(dǎo)通半周，盡管導(dǎo)通電流很大，但相應(yīng)的管壓降很小，流很大，但相應(yīng)的管壓降很小，這樣每管的管耗就很小，放大器這樣每管的管耗就很小，放大器的效率也很高。的效率也很高。3.6 寬帶高頻功率放大器簡(jiǎn)介寬帶高頻功率放大器簡(jiǎn)介1.傳輸線變壓

10、器工作原理傳輸線變壓器工作原理傳輸線變壓器的工作方式是傳輸線原理與變壓傳輸線變壓器的工作方式是傳輸線原理與變壓器原理的結(jié)合，其主要特點(diǎn)是工作頻帶極寬。器原理的結(jié)合，其主要特點(diǎn)是工作頻帶極寬。2.傳輸線變壓器的應(yīng)用功率合成與分配應(yīng)用舉例：本章小結(jié) 1.高頻功率放大器分為窄帶高頻功率放大器和寬帶高頻功率放大器分為窄帶高頻功率放大器和寬帶高頻功率放大器。高頻功率放大器。 2.為了提高效率，諧振功放一般工作在丙類狀態(tài)，為了提高效率，諧振功放一般工作在丙類狀態(tài)，其集電極電流是失真嚴(yán)重的脈沖波形。其集電極電流是失真嚴(yán)重的脈沖波形。 3.諧振功率放大器有欠壓、臨界、過壓三種狀態(tài)。諧振功率放大器有欠壓、臨界、過壓三種狀態(tài)。 4.諧振功率放大器電路包括集電極饋電電路、基極諧振功率放大器電路包括集電極饋電電路、基極饋電