3.1諧振功放工作原理剖析

第3章高頻功率放大器作用：高效率地輸出足夠大的信號(hào)功率。諧振功率放大器寬帶高頻功率放大器放大固定頻率信號(hào)或窄帶信號(hào)。需調(diào)諧。(丙類）用于放大需在很寬范圍內(nèi)變換頻率的信號(hào)或?qū)拵盘?hào)。不需調(diào)諧。（甲類）第3章高頻功率放大器

諧振功率放大器的工作原理諧振功率放大器的特性分析諧振功率放大器電路

丁類諧振功率放大器

集成高頻放大器及其應(yīng)用寬帶高頻功率放大器

本章小結(jié)3.1諧振功率放大器的工作原理主要要求：

理解諧振功放的電路組成，掌握其工作原理掌握丙類諧振功放輸出功率、管耗和效率的計(jì)算。3.1.1

基本工作原理一、放大器工作狀態(tài)的選擇2θ2θ2θ甲類（θ＝180?）乙類（θ＝90?）丙類（θ<90?）諧振功率放大器通常工作于丙類故θ越小，效率越高二、諧振功放的電路組成iC+ui–RL+uCE–+

uBE

VCCVBBiB+uc–+––+LC諧振功放原理電路

VBB使放大器工作于丙類。

LC回路調(diào)諧于輸入信號(hào)的中心頻率，構(gòu)成濾波匹配網(wǎng)絡(luò)。

上圖的諧振功率放大器原理電路與第2章所介紹的高頻小信號(hào)調(diào)諧放大器電路結(jié)構(gòu)很相似，但有以下幾點(diǎn)區(qū)別：（1）放大管是高頻大功率晶體管，常采用平面工藝制造，集電極直接和散熱片連接，能承受高電壓和大電流。（2）輸入回路通常為調(diào)諧回路，既能實(shí)現(xiàn)調(diào)諧選頻，又能使信號(hào)源與放大管輸入端匹配。（3）輸出端的負(fù)載回路也為L(zhǎng)C調(diào)諧回路，既能實(shí)現(xiàn)調(diào)諧選頻，又能實(shí)現(xiàn)放大管輸入端匹配。（4）基極偏置電路為集體管發(fā)射結(jié)提供負(fù)偏壓（UBB為負(fù)值），常使電路工作在丙類狀態(tài)。三、諧振功放的工作原理iC+ui–RL+uCE–+

uBE

VCCVBBiB+uc–+––+LC諧振功放電流、電壓波形

tuBEOVBBuBE(on)

tiBO

iBmax

tiCOIC0

iCmaxic1ic2VCCuc

tuCEO

tuBEOVBBuBE(on)

tiCO

iCmaxVCCuc

tuCEO

uc與ui

反相。當(dāng)uBE為uBEmax時(shí)，iC

為iCmax

，而uCE為uCE

min。

ic不僅出現(xiàn)時(shí)間短，而且只在uCE很小的時(shí)段內(nèi)出現(xiàn)，因此集電極損耗很小，功放效率較高。諧振功放工作原理小結(jié)：設(shè)置VBB<UBE(on)

，使晶體管工作于丙類。當(dāng)輸入信號(hào)較大時(shí)，可得集電極余弦電流脈沖。將LC回路調(diào)諧在信號(hào)頻率上，就可將余弦電流脈沖變換為不失真的余弦電壓輸出。iC+ui–RL+uCE–+

uBE

VCCVBBiB+uc–+––+LC諧振功放原理電路iC+ui–RL+uCE–+

uBE

VCCVBBiB+uc–+––+LC諧振功放原理電路諧振功放電路與小信號(hào)諧振放大器電路有何區(qū)別？

電流脈沖的近似分析3.1.2

余弦電流脈沖的分解假設(shè)不考慮結(jié)電容，略去uCE對(duì)iC的影響，將轉(zhuǎn)移特性折線化當(dāng)

t

=

時(shí)，iC=0，則利用式（3.1.8）可將式（3.1.7）改寫(xiě)為當(dāng)

t

=

0時(shí)，iC=iCmax

，由式（3.1.9)可得因此，可iC

表示為利用傅里葉級(jí)數(shù)，可將iC的脈沖序列展開(kāi)為（為偶函數(shù)，無(wú)余弦分量）…00.10.20.30.40.50.620406080100120140160180

°

n()

3()

2()

0()

1()g1()3.1.2

輸出功率與效率集電極電壓利用系數(shù)，在盡限使用時(shí)，甲類工作狀態(tài)：乙類工作狀態(tài)：丙類工作狀態(tài)：設(shè)00.10.20.30.40.50.620406080100120140160180

°

n()

3()

2()

0()

1()g1()例圖3.1.1所示電路中，VCC=24V，Po=5W，

=70o，

=0.9,

求該功放的

C、

PD、PC、iCmax

和回路諧振阻抗Rp解：00.10.20.30.40.50.620406080100120140160180

°

n()g1()

3()

2()

0()

1()g1()2.0