高頻功率放大器類

高頻功率放大器類設輸入電壓為：輸入回路方程：為使晶體管導通，應滿足：——輸入為大信號結論：

偏置輸入信號幅度共同決定了導通角導通角（注意可正可負）第2頁,共28頁，2024年2月25日，星期天2.集電極電流導通角

小于90

集電極電流為余弦脈沖余弦脈沖參數(shù)導通角

最大幅度

余弦脈沖所含頻譜：將電流進行傅里葉級數(shù)分解直流分量基波分量二次諧波分量問題：各分量與余弦脈沖參數(shù)的關系？第3頁,共28頁，2024年2月25日，星期天，最大最大，最大基波：二次諧波：直流：與脈沖幅度導通角有關結論：控制導通角可控制各分量大小第4頁,共28頁，2024年2月25日，星期天3.輸出電路特點——接有LC回路——將天線阻抗變換為放大器最佳負載輸出電路方程輸出電壓——正弦波（回路從電流眾多頻率分量中只選出了基波）回路作用①選頻②阻抗變換中心頻率與輸入信號頻率相同帶寬——與輸入信號帶寬相同諧振功放窄帶功放第5頁,共28頁，2024年2月25日，星期天4.電流電壓波形導通角<90度集電極電流是脈沖集電極最大電壓集電極最小電壓回路輸出電壓是正弦幅度第6頁,共28頁，2024年2月25日，星期天10.4.2動態(tài)負載線

C類放大器工作特點——輸入正弦信號一周內管子輪流導通、截止動態(tài)負載線③畫在晶體管的輸出特性曲線上①

由管子的集電極電流與電壓共同決定的動態(tài)點的運動軌跡②

時間——輸入信號的一周期內非線性工作輸出阻抗變化第7頁,共28頁，2024年2月25日，星期天畫動態(tài)負載線的依據(jù)①

晶體管輸入輸出特性曲線②

放大器外電路方程晶體管的輸出特性曲線是集電極的關系外電路輸出方程描述的是集電極電壓與基波電流的關系？畫C類放大器負載線的難點：線性放大器的負載線（將外電路方程畫在晶體管輸出特性曲線上）第8頁,共28頁，2024年2月25日，星期天逐點描C類放大器的動態(tài)負載線

00000000點AABBCCD第9頁,共28頁，2024年2月25日，星期天從動態(tài)負載線看出以下幾點:在輸入信號變化一周中，管子①動態(tài)負載線是條折線經歷了導通

截止

導通過程③

集電極最大電壓值為：選管子要求②

輸出電壓波形如圖④

C類放大器是非線性放大器

不適合放大非恒定包絡的已調信號第10頁,共28頁，2024年2月25日，星期天放大AM調幅波輸入信號幅度不同導通角

不同輸出電流的基波分量的幅度為：輸出電壓幅度問題：輸出電壓幅度與輸入調幅波幅度是否成正比？由于、的非線性關系不成正比輸出電壓的包絡失真結論：C類放大器只能放大恒定包絡的信號第11頁,共28頁，2024年2月25日，星期天10.4.3輸出功率與效率1.

功率與效率C類諧振功率放大器C類—集電極電流包含諧波集電極負載為選頻回路輸出為基波功率集電極效率為為集電極電壓利用系數(shù)，由后面的分析可知（為集電極負載）集電極電源

提供的功率：第12頁,共28頁，2024年2月25日，星期天集電極效率主要取決于：稱為波形系數(shù)

分析效率與關系：（設）①

時

效率可達100%但基波輸出功率為0②

增加，減小，效率降低③

當時，，結論：功率放大器從A類到B類再到C類，通過減少導通角獲得高效率。為兼顧大的輸出功率和高的效率，C類放大器取左右第13頁,共28頁，2024年2月25日，星期天導通角減小效率提高的真正原因？集電極效率：－輸出功率－電源供給功率－管子消耗功率降低管耗提高效率降低管耗的兩條途徑：②

積分區(qū)間?、?/p>

與的乘積小管耗：結論：減小

與的乘積是提高效率的根本途徑（減小導通角）第14頁,共28頁，2024年2月25日，星期天2．最佳負載和功率增益C類功率放大器工作狀態(tài)——導通、截止輸出阻抗——變化當天線阻抗不等于最佳負載時，阻抗變換如何匹配？什么是最佳負載？最佳負載

——保證輸出最大功率則為輸出最大功率，應有：第15頁,共28頁，2024年2月25日，星期天C類放大器的功率增益輸入功率注意：是基波或C類與A類放大器的功率增益比較——

A類增益大第16頁,共28頁，2024年2月25日，星期天10.4.4倍頻與調制特性1.倍頻C類功率放大器——非線性——集電極電流含有豐富的諧波輸出回路諧振于基波——放大器輸出回路諧振于某次諧波——倍頻器倍頻器應用時注意點②諧波分量隨著諧波次數(shù)n的增大而迅速減小——高次倍頻時，輸出功率小，效率很低③

合理設計選頻回路Q值，濾除基波和低次諧波①

注意控制導通角－第17頁,共28頁，2024年2月25日，星期天2.調幅（普通調幅AM）信息包含在其包絡的變化中不能用高效率的非線性放大器放大AM直接在高效率放大器中完成調制并放大

C類放大器調幅原理是什么？決定放大器輸出的4個參數(shù)：③電源④

負載①偏置

②輸入信號幅度共同決定用調制信號控制某些參數(shù)可實現(xiàn)調幅第18頁,共28頁，2024年2月25日，星期天C類功率放大器調幅類型集電極調幅基極調幅（1）集電極調幅用調制信號控制電源電壓使輸出電壓幅度變化——調幅、、不變負載線斜率不變不變導通角不變A負載線的頂點

A沿著曲線從放大區(qū)移動到飽和區(qū)A當電源電壓從大變小時，動態(tài)負載線向左移動大——放大區(qū)——變化不大小——飽和區(qū)——變化大第19頁,共28頁，2024年2月25日，星期天集電極電流脈沖隨變化的波形放大區(qū)飽和區(qū)由集電極電流直流集電極電流基波回路輸出電壓飽和區(qū)放大區(qū)若調制信號為使且放大器工作在過壓區(qū)則實現(xiàn)集電極調幅第20頁,共28頁，2024年2月25日，星期天(2)基極調幅——放大器輸出電壓幅度隨基極偏壓變化、、不變負載線不變當從負向朝正向增加時導通角增大增大負載線的頂點在提高結論：用調制信號控制偏置，并確保C類放大器工作在

欠壓狀態(tài)（放大區(qū)），可實現(xiàn)基極調幅集電極電流脈沖隨而變化

、和隨而變化放大區(qū)飽和區(qū)第21頁,共28頁，2024年2月25日，星期天（1）并聯(lián)饋電10.4.5C類放大器的饋電電路1.集電極饋電饋電方式——串聯(lián)饋電、并聯(lián)饋電C類放大器饋電特點—通過扼流圈或線圈對晶體管的集電極饋電直流通路交流通路扼流圈——通直流、阻交流隔直流電容——隔直流、交流短路高頻旁路電容——交流短路并聯(lián)饋電特點——交、直流通路分開，互不影響輸出電路方程第22頁,共28頁，2024年2月25日，星期天（2）串聯(lián)饋電直流通路交流通路串聯(lián)饋電特點——交、直流均流過回路線圈扼流圈－通直流、阻交流高頻旁路電容—交流短路輸出電路方程兩種饋電方式輸出電路方程相同第23頁,共28頁，2024年2月25日，星期天2.基極饋電晶體管C類放大器的基極偏置大約有三種方式：外偏置、自偏置、信號偏置

（1）外偏置電阻、分壓式偏置扼流圈－通直流、阻交流高頻旁路電容—交流短路第24頁,共28頁，2024年2月25日，星期天（2）自偏置CE當不加信號時發(fā)射極無電流晶體管處于零偏置加入大信號——晶體管導通角<90度發(fā)射極電流為脈沖直流分量流經高頻分量被大電容短路上正下負的直流電壓形成負偏壓——自偏置VBB第25頁,共28頁，2024年2月25日，星期天基極自偏置無信號時——零偏置加大信號時，是脈沖交流分量流經信號源直流分量流經、進一步濾除上交流偏置電壓為：——自給負偏置第26頁,共28頁，2024年2月25日，星期天（3）信號偏置無信號時，晶體管處于零偏置

CBRB輸入偏置電路類似并聯(lián)檢波電路大信號輸入時電容CB上形成電荷積累信號使晶體管導通時，對串聯(lián)電容C充電

——充電時間常數(shù)小當信號不能使晶體管導通時，電容通過電阻R放電——放電時間常數(shù)大

電壓即為放大器的負偏置控制時間常數(shù)RC，可以改變放大器的導通角第27頁,共28頁，2024年2月25日，星期天小結：

1．A、B、C類放大器對應的導通角分別是180、90和小于90度，通過減小導通角來提高放大器的效率

2.從A

B

C類，放大器的功率增