通信電子線路31課件

第三章高頻功率放大器3.0功率放大電路基礎(chǔ)知識3.1概述3.2丙(C)類高頻功率放大器的工作原理3.3丙（C）類高頻功率放大器的折線分析法3.4高頻功率放大器的實用電路3.6寬頻帶高頻功率放大器*3.7功率合成*13.0功率放大電路基礎(chǔ)知識1.功率放大電路的特點a）根據(jù)負(fù)載要求，提供盡可能大的輸出功率。功率放大電路提供給負(fù)載的信號功率稱為輸出功率。當(dāng)輸入正弦信號時，在輸出波形不超過規(guī)定的非線性失真范圍的情況下，放大電路最大輸出電壓和最大輸出電流有效值的乘積稱為最大輸出功率Pom，即Pom=UoIo

2b）具有較高的效率放大電路實質(zhì)—能量變換器。負(fù)載上所得到的信號功率由直流電源通過放大器件轉(zhuǎn)換而來的。當(dāng)供給功率放大電路的直流電源功率一定時，為了向負(fù)載提供盡可能大的功率，必須減小損耗，因此提高功率放大電路的能量轉(zhuǎn)換效率是重要問題。

功率放大電路的轉(zhuǎn)換效率是最大輸出功率與電源所提供的功率之比，用η表示，即式中,PV為直流電源所提供的功率，Pc是轉(zhuǎn)換過程中消耗在集電極上的部分能量，即集電極耗散功率。

η越高說明負(fù)載從電源取得的功率越大，或者消耗于晶體管集電極的功率越小。

32.功率放大電路分類功率放大器按放大管集電極電流導(dǎo)通時間的長短劃分：甲(A)類、乙(B)類、丙(C)類等。甲類放大器：輸入激勵信號的整個周期中，集電極都有電流流通。電流流通角θ=180o。乙類放大器：只在輸入激勵信號的半個周期內(nèi)有電流流通，電流流通角θ=90o。丙類放大器：小于輸入激勵信號的半個周期內(nèi)有電流流通，電流流通角θ<90o。

集電極電流流通時間越短，消耗在放大管中功率就越小，集電極效率越高。就提高效率而言，丙類最佳，甲類最差。

所以，高頻功率放大器多工作于丙類，但丙類放大器電流波形失真太大，只能采用諧振回路作為負(fù)載。由于諧振回路具有濾波能力，電流電壓仍接近于正弦波形，失真小。5

除了上幾種按電流流通角來分類的工作狀態(tài)外，還有使電子器件工作在開關(guān)狀態(tài)的丁類放大和戊類放大。丁(D)類放大器：效率比丙類放大器還高，理論上可達(dá)100%。但其最高工作頻率受到開關(guān)轉(zhuǎn)換時間所產(chǎn)生的器件功耗(集電極耗散功率)的限制。戊(E)類放大器：對丁類電路改進(jìn)，使電子器件在通斷轉(zhuǎn)換瞬間的功耗盡量減小，提高工作頻率。63.1概述通信電路中，為彌補(bǔ)信號在傳輸過程中的衰落和各種噪聲的干擾，要求發(fā)送信號具有一定的功率電平。高頻電壓放大高頻載波產(chǎn)生，功率小72.高頻功率放大電路分類高頻功率放大器按其工作頻帶的寬窄劃分：

☆窄帶高頻功率放大器：放大相對帶寬窄的信號。通常以選頻電路作為輸出回路，故又稱調(diào)諧功率放大器。為了提高效率，工作狀態(tài)多選用丙類或丁類，甚至戊類?！顚拵Ц哳l功率放大器：輸出電路是傳輸線變壓器或其他寬帶匹配電路，又稱非調(diào)諧功率放大器。不需要調(diào)諧，適用于頻率變化范圍大的通信系統(tǒng)。工作狀態(tài)選用甲類和乙類。93.高頻功率放大器的主要技術(shù)指標(biāo)輸出功率:放大器的負(fù)載得到的功率。效率:高頻輸出功率與直流電源提供功率的比值。即能量轉(zhuǎn)換的效率。功率增益:高頻輸出功率和信號輸入功率的比值。諧波抑制度:是對非線性高頻功率放大器而提出的，也就是諧波分量相對于基波分量越小越好。設(shè)計功率放大器時，總是根據(jù)放大器的特點，突出其中一些指標(biāo)，兼顧另外一些指標(biāo)。例如，發(fā)射機(jī)輸出級——希望輸出功率高，對應(yīng)的效率不一定會最高；單邊帶發(fā)射機(jī)——希望功放非線性失真小，即諧波抑制度要求高，但效率不會很高。104.高頻功率放大器的分析方法不能用線性模型電路分析，一般采用圖解法和折線法分析其工作原理和工作狀態(tài)。11用于發(fā)射機(jī)中，輸出功率高，高效率極為重要。為提高效率，多選在丙類或丁類、甚至戊類。晶體管在這種工作狀態(tài)下，輸出電流波形失真很大，必須采用具有一定濾波特性的選頻網(wǎng)絡(luò)作為負(fù)載，以得到接近正弦波的輸出電壓波形—諧振功