電子線路(非線性部分)課件2

第二章諧振功率放大器復習與補充——串聯(lián)與并聯(lián)諧振電路的特性一、并聯(lián)諧振電路的阻抗特性Zp諧振:端口的電壓和電流的相位相同，沒有相位差.諧振電路的作用：濾波作用Zp——諧振角頻率90o-90o感性容性純電阻——諧振頻率Zp＋－濾波性能90o-90o感性容性純電阻——諧振角頻率并聯(lián)諧振電路的濾波特性Zp＋－fHfLBW帶寬品質因數(shù)并聯(lián)諧振電路的濾波特性Zp＋－=電感（或電容）的無功功率電阻的有功功率=儲能耗能并聯(lián)諧振電路的濾波特性ZS90o-90o容性感性純電阻RLC串聯(lián)諧振電路fo/Qfo/Q帶寬BW品質因數(shù)QR（最小）R（最大）諧振阻抗Zo諧振角頻率wo諧振頻率foRLC串聯(lián)電路RLC并聯(lián)電路儲能耗能儲能耗能小結Z？RLC混聯(lián)電路的分析串并聯(lián)等效變換（P98）通過等效變換將混聯(lián)電路等效為“純粹”的并聯(lián)或“純粹”的串聯(lián)電路ZpZs若Zp＝Zs，二者等效等效條件Zp＝ZsZpZs等效條件Zp＝Zs串并聯(lián)等效變換（P98）等效前后Q值不變ZpZs等效條件Zp＝Zs串并聯(lián)等效變換（P98）ZpZs等效條件Zp＝Zs串并聯(lián)等效變換（P98）高Q2>>1條件下2.1諧振功率放大器的工作原理一、丙類諧振功率放大器vb(t)VBBVCCZL串聯(lián)－>并聯(lián)vb(t)VBBVCCvb(t)VBBVCC調節(jié)Cr可調節(jié)諧振阻抗Re（為保證諧振頻率不變應同時調節(jié)L的大?。﹙b(t)VBBVCC＋vo(t)－vBE＋－iBiC丙類功放原理1、降低工作點（減小晶體管導通時間），提高效率=VBB+vb(t)=VBB+VbmcoswStvBEiCVBBiCwtwtq-qq<90Ovb(t)VBBVCC＋vo(t)－vBE＋－iBiC丙類功放原理1、降低工作點（減小晶體管導通時間），提高效率q<90Oq-qiCwt2、通過濾波克服失真LC諧振回路的作用是濾波——選出基波、濾除諧波電流波形嚴重失真q-qiCiCwtZp＋vo(t)－濾波原理二、丁類和戊類諧振功率放大器三、倍頻器自學2.2諧振功率放大器的特點一、近似分析方法——動態(tài)線的確定動態(tài)工作點的移動軌跡假設一、濾波特性理想輸入輸出電壓只有基波成份假設二、忽略晶體管的高頻效應，輸出特性用靜態(tài)特性表示（參變量為vBE而不是iB）vCEvBEiCiCvCEwtwtwtVBBVbmVCCVcmvBE

＝vBEmaxvBEmax0ovCEvBEiCiCvCEwtwtwtVBBVbmVCCVcmvBE

＝vBEmaxvBEmax0oqqqiCmax動態(tài)線二、欠壓、過壓、臨界工作狀態(tài)vCEvBEiCiCvCEwtwtwtVBBVbmVCCVcmvBE

＝vBEmaxvBEmax0oqqqiCmax過壓狀態(tài)vCEvBEiCiCvCEwtwtwtVBBVbmVCCVcmvBE

＝vBEmaxvBEmax0oqqqiCmax欠壓過壓臨界補充：尖頂余弦脈沖的分解wtq-q02piCmaxiC——波形系數(shù)ao(q)q180Oa1(q)a2(q)0.5360.560O120O65Oa3(q)k(q)12三、四個電壓量對性能的影響負載特性調制特性放大特性基極調制特性集電極調制特性——Re變化aVcm變化對性能的影響——VBB變化對性能的影響——VCC變化對性能的影響——Vbm變化對性能的影響1、負載特性——VBB、Vbm、VCC不變，Re變化vCEvBEiCiCvCEwtwtwtVBBVbmVCCVcmvBEmaxq-qq-qRehVcmhiC-qq-qq-qq-qq-qqiCiCiCiCReIC1m＝iCmaxa1(q)ReIC0＝iCmaxa0(q)VCm＝IC1mRe臨界欠壓過壓IC1m＝iCmaxa1(q)ReIC0＝iCmaxa0(q)VCm＝IC1mRe臨界欠壓過壓ReP0＝IC1m

VCm/2PD＝IC0

VCCPC

＝PD

－PohC＝Po/PDReopt最佳負載（匹配負載）工作在臨界狀態(tài)時，輸出功率最大，效率較大ReP0＝IC1m

VCm/2PD＝IC0

VCCPC

＝PD

－PohC＝Po/PDReopt最佳負載（匹配負載）2、調制特性集電極調制特性vCEiCvCEwtwtwtVBBVbmVCCVcmvBEmaxq-qq-qVCCh欠壓VCCi過壓IC1m＝iCmaxa1(q)VCCIC0＝iCmaxa0(q)VCm＝IC1mReVcciC-qq-qq-qq-qq-qqiCiCiCiC臨界欠壓過壓Vcm欠壓過壓臨界VBBvb(t)VCC0vW(t)VCC=VCC0+vW(t)集電極調幅原理電路VCC集電極調幅電路必須工作在過壓狀態(tài)wt基極調制特性vCEiCvCEwtwtwtVBBVbmVCCVcmvBEmaxq-qq-qVBBh過壓VBBi欠壓-qqiC-qq-qq-qq-qqiCiCiCiCVBBIC1m＝iCmaxa1(q)VBBIC0＝iCmaxa0(q)臨界過壓欠壓VCm＝IC1mReVcm過壓欠壓臨界VBB0vb(t)VCCvW(t)VBB=VBB0+vW(t)基極調幅原理電路VBB基極調幅電路必須工作在欠壓狀態(tài)wt3、放大特性IC1m＝iCmaxa1(q)VbmIC0＝iCmaxa0(q)臨界過壓欠壓VCm＝IC1mRe放大器應工作在欠壓狀態(tài)工作在過壓狀態(tài)則可實現(xiàn)限幅諧振功放作為線性功放圖2–2–10(a)

線性功率放大器的作用為了使輸出信號振幅Vcm

反映輸入信號Vbm

的變化，放大器必須在Vbm

變化范圍內工作在欠壓狀態(tài)。IC1mVbmIC0臨界過壓欠壓VCm(2)

諧振功放作為振幅限幅器(AmplitudeLimiter)圖2–2–10(b)

振幅限幅器的作用放大器必須在Vbm

的變化范圍內工作在過壓狀態(tài)，或Vbm

的最小值應大于臨界狀態(tài)對應的Vbm

限幅門限電壓。

普遍采用改變Re

的方式放大器的工作狀態(tài)的調整改變

Re、VCC、Vbm、VBB不論改變哪個量都必須保證回路諧振在工作頻率上。四個特性在調試中的應用

例：設一個丙類諧振功率放大器，設計在臨界狀態(tài)，若制作出后，Po

和

C

均不能達到要求，則應如何進行調整。

Po

達不到要求，表明放大器沒在臨界。若增大Re

能使Po

增大，則根據(jù)負載特性，斷定放大器工作在欠壓狀態(tài)，此時分別增大Re、Vbm

和VBB

或同時或兩兩增大均可使放大器由欠壓進入臨界。2.3諧振功率放大器電路直流饋電電路濾波匹配電路集電極饋電電路基極饋電電路——自給偏壓電路實現(xiàn)阻抗匹配濾波效果好傳輸效率高要求集電極直流饋電電路串饋電路并饋電路LC——高頻扼流圈vCE=VCC+vc基極饋電電路（a)分壓偏置電壓VB小于死區(qū)電壓（b)（c)自給偏壓電路，VB<0非線性基極自給偏置電路電流產生額外的直流成分該電流流過直流電阻產生直流電壓（反偏壓）ibi2i1▲自給偏置電壓存在的前提是：非線性▲自給偏置電壓的大小與非線性程度有關，即與激勵信號幅度（或輸出信號幅度）有關▲通過電容的存儲功能和電壓變化的惰性可得到相對穩(wěn)定的自給偏置電壓濾波匹配網絡(Filter-MatchedNetwork)要求(2+1條)1、阻抗變換將實際負載RL

變換為放大管所要求的負載Re，以保證放大器高效率地輸出所需功率。2、濾波充分濾除不需要的高次諧波分量，以保證在外接負載上輸出所需基波功率(在倍頻器中為所需的倍頻功率)。通常n

選2，即對二次諧波的抑制度定量描述濾波性能指標：LC濾波電路：Q值諧波抑制度（詳見教材P97）3、高效將功率管給出的信號功率Po高效地傳送到外接負載上，即要求網絡的傳輸效率

K=PL/Po

接近1

濾波性能與傳輸效率的要求往往是矛盾的L和C

為濾波網絡(簡稱L型網絡)，rL

為L

中的固有損耗電阻，RL

為外接負載電阻。令為回路固有品質因數(shù)，在高Q

條件下，它的有載品質因數(shù)

當Q0

一定時，RL

越大于rL，相應的

K

就越大。但RL

越大，Qe

越小，回路諧振曲線越平坦，對諧波的抑制能力就越差。L型濾波匹配網絡RLCLReoptLC’R’LReopt=RL’RLLCReoptReopt=RL’CL’R’LoptRLC2C1L1L2Reoptp型濾波匹配網絡LC1C2RLReoptL=L1+L2R’eoptoptRLC2C1L1L2ReoptR’eoptL2C2RLR’eoptC