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1、第2章 高频功率放大器的原理与特性 1. 概述： 2. 高频功率放大器的工作原理 3 .高频功率放大器的动态分析 4.高频功放的高频特性 5.高频功率放大器的电路组成 1 2. 1 概述： C（丙）类 ：导通角为 2 UBZ为晶体管的 开启电压. EC ICEO uCE iC O Q Q 截止区 饱和区 16 3 + ub - Rp C L + uCE - ic EC -UBB (b) 等效电路 + uc1 - 产生许多新的频 率分量，基波 2.2 高频功率放大器的工作原理 -UBB C EC L+ uS - + ub - (a) 原理电路 4 + ub - Rp C L + uCE - EC
2、 -UBB - uc + ic 2 工作原理分析 uBE ic -UBB UBZ ub ic Ubm gC + uBE _ 5 2 工作原理分析 uBE ic UBB UBZ ub ic Ubm gC Icmax + ub - Rp C L + uCE - EC -UBB - uc1 + ic + uBE _ 4 6 () 集电极电流ic的傅里叶分析： ic t cc ic1 ic2 ic3 Ico Icmax 7 iC频谱 (3)集电极输出电压(不失真的正弦波） LC回 路阻 抗 Rp + ub - Rp C L + uCE - EC -UBB - Uc + ic + uBE _ ic cc
3、 ic1 ic2 ic3 Ico Icmax ub UBZ UBB Icmax uBE t ib t ic t uCE uc t EC Ucm Ubm uBE ic -UBB U BZ ub Ubm gC t 8 3. 高频功放的功率关系 c o 1 3 g1 1.0 2.0 2 当晶体管允许的耗散功率PC一定时， 甲类功率放大的理想效率50%. 乙类功放的理想效率为78.5%. 丙类功放的理想效率为. %. 15 9 VT1 VT2 T1 L C RL EC CC 2.2.3 D类和E类功率放大器简介 1. D类功率放大器的原理分析 D类功率放大器有电压开关型和电流开关型两种基本 电路，电压
4、开关型D类功率放大器是已推广应用的电路。 ui ub1 ub2 ic1 ic2 uL uA ub1和ub2是由ui通过变压器T1 产生的两个极性相反的输入激励 电压 ui正半周时VT1管饱和导通 ，VT2管截止，电源EC对电容C 充电，电容上的电压很快充至（ EC-UCES1）值，A点对地的电压 uA=（EC-UCES1） 。 ui负半周时VT2管饱和导通，VT1管截止。VT2管的直 流电源由电容C上充的电荷供给，uA= UCES20 uA近似为矩形波电压，幅值为（EC-2UCES）。若L、C和 RL串联谐振回路调谐在输入信号的角频率上，且回路的Q值 足够高，则通过回路的电流ic1或ic2是角
5、频率为的余弦波，RL 上可得相对输入信号不失真的输出功率。 EC UCES EC-2UCES uA t ic1 t ic2 t uL t 尽管每管饱和导通时的电流很大，但相应的管压降很 小，这样，每管的管耗就很小，放大器的效率也就很高。 理想值可达到 10 2. 输出功率及效率计算： uA为矩形方波，用傅里叶级数展开后可求得其基波分 分量的振幅为 ： VT1管电流ic1 (或VT2管电 流ic2)的直流电流为： EC EC-2UCES uA t UCES ic1 t ic2 t uL t UA1m EC ID 电源供给的直流功率：PD=2 EC ID 放大器的输出功率Po为 ； 效率=PoPD
6、 =100 实际晶体管的饱和压降不可能为零，又考虑到管子结电容、电路分布电容 的影响(使管压降波形uA有一定上升沿和下降沿)，从而使D类功放的效率小于 100，典型值大于90。实际可达到。 11 2.2.4 丙类倍频器 12 2.2.4 丙类倍频器 13 2.2.4 丙类倍频器 iC + uce - - Ec + - uc2 + ic iC1 iC2 ic频谱 0 ICO IC1IC2 IC3 IC4 LC谐振特性 iC1iC1iC1 iC2iC2iC2 14 见书面图 9 15 4. 为了使器件的导通角达到 （n越大， 导通角减小），并保持集电极电流脉冲最大 瞬时值Icmax不变，当倍频次数
7、增高时，必须 在增大反向偏压的同时，加大激励电压这 样一来，晶体管发射结所承受的反向电压瞬 时值随倍频次数的增高而迅速加大为此， 在确定倍频器中器件的工作状态时，必须检 验发射结承受的最大反向电压是否超过其容 许值如果工作于 情况下晶体管发射结承 受的反向电压超过容许值，则只好让晶体管 工作导通角大于 ，其结果是倍频器输出 功率与效率都因此下降 3.集电极电流脉冲中包含的谐波分量幅度总是随着谐波次数n 的增大而迅速减小，因而倍频次数越高，三极管倍频器的输出 功率和效率就会过低。故丙类倍频器一般只限于二倍频和三倍 频的应用。 3 16 倍频器的功用： （1） 展宽发射机的工作波段： 振荡器 基波
8、放大器及 二倍倍频器 基波放大器及 二倍倍频器 中间放大器 放大器 1.512MHz 1.53MHz 36MHz 36MHz 1.53MHz 612MHz 1.512MHz1.53MHz 我们还可对频率进行加 、减、乘、除运算， 从而利 用一个高稳定度的晶体振荡器 获得一系列频率间隔一定的广 阔的不连续频谱作为发射机的 载波频率或本机振荡频率。 17 （2） 石英晶体振荡器的振荡频率(一般最高只有20MHz,) 利用倍频可以提高其振荡频率。 (3) 在调频发射机中，采用倍频器后，调频信号的频偏也 被倍乘了。所以在调频发射机中，采用多级倍频器，是 把小频偏的窄带调频信号，提高到发射机输出调频信号 要求的的大频偏的重要手段。 18
