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1、2.2 高频谐振功率放大器,2.2.1高频谐振功率放大器的基本工作原理,射频电子线路 第七讲,功率放大器简介,2.2.2高频谐振功率放大器折线近似分析法,3. 高频功放的功率关系,1. 基本电路结构,2. 工作原理分析,作业：2-9、2-11、2-12,2.2 高频谐振功率放大器,高频谐振功率放大器在无线通信系统中的位置,输出功率,固态器件与电真空器件功率量级比较图,1. 高频、低频功放工作的异同点,相同点：输出功率大、效率高；,不同点：工作频率与相对带宽、负载网络与工作状态不同；,2. 高频功率放大器分类,从工作频带宽度来分：,窄带功放-以谐振回路、选频网络为负载；,宽带功放-以频率响应宽的
2、传输线为负载回路。 这样，可以在很宽的范围内变换工作频率，不必重新调谐。,从电流导通角来分：,A(甲)类：电流的流通角等于360；,AB(甲乙)类：电流的流通角约大于180；,B(乙)类：电流的流通角约小于180；,C(丙)类：电流的流通角小于180；,D类、E类及S类开关功率放大器。,2.2 高频谐振功率放大器,3、射频功率放大器的主要技术指标,VCEO ICM PCM 功放管的保护 一般不能空载上电,要接负载。 加散热片。,高效率、大输出功率。谐波、杂散波。,谐振功率放大器与小信号谐振放大器的异同之处,相同之处：它们放大的信号均为高频信号，而且放大器的负 载均为谐振回路。,不同之处：激励信
3、号幅度大小不同；放大器工作点不同； 晶体管动态范围不同。,谐振功率放大器 波形图,小信号谐振放大器 波形图,2.2.1 高频谐振功率放大器的基本工作原理,（A）晶体管：大功率晶体管，能承受高电压，大电流，一般工作时发射极反偏(C类),1.基本电路结构 除电源和偏置电路外，主要由三个部分组成：,（B）输入激励电路：提供所需信号电压；,（C）输出谐振回路：1)滤波选频，2)阻抗匹配；,功率放大器的作用原理是利用输入到基极的信号来控制集电极的直流电源所供给的直流功率，使之转变为交流信号功率输出去。,有一部分功率以热能的形式消耗在集电极上，成为集电极耗散功率。,PDC=直流电源供给的直流功率； Po=
4、交流输出信号功率； Pc=集电极耗散功率；,根据能量守衡定理：,定义集电极效率：,由上式可以得出以下两点结论：,2) 设法尽量降低集电极耗散功率Pc，则集电极效率c自然 会提高。这样，在给定PDC时，晶体管的交流输出功率Po 就会增大；,如何减小集电极耗散功率Pc,可见使ic在vce最低的时候才能通过，那么，集电极耗散功率自然会大为减小。,晶体管集电极平均耗散功率：,谐振功率放大器工作在丙类工作状态时c90，集电极余弦电流脉冲可分解为傅里叶级数：,Vcm 回路两端的基频电压 Ic1 基频电流 Rp 回路的谐振阻抗,输出交流功率：,电源输入的直流功率(平均功率),放大器的集电极效率：,说明，对于
5、高次谐波谐振回路近似为短路，直接把谐波能量接地,高频功放工作于大信号的非线性状态，用解析法 分析较困难，故工程上普遍采用近似的分析方法。 用图解法或折线近似分析法来分析功率放大器。,5、射频功放的分析方法,图解法：利用电子器件的特性曲线对它的工作状态进行计算。,折线近似分析法：用折线来表示电子器件的特性曲线。,折线近似分析法的分析条件 建立在 的基础上，此时可认为 。晶体管的静态特性可作为高频谐振功率放大器理论分析的基础。分析小信号谐振放大时，一般满足 。此时，晶体管静态特性失效，要借助其他方法，如y参数法，来分析小信号谐振放大器。,2.2.2 高频谐振功率放大器折线近似分析法,2.2.2 高
6、频谐振功率放大器折线近似分析法,折线分析法的主要步骤：,1、测出晶体管的转移特性曲线ic vb及输出特性曲线ic vc， 并将这两组曲线作理想折线化处理,2、作出动态特性曲线,3、是根据激励电压vb的大小在已知理想特性曲线上画出对 应电流脉冲ic和输出电压vc的波形,4、求出ic的各次谐波分量Ic0、Ic1、Ic2由给定的负载谐 振阻抗的大小，即可求得放大器的输出电压、输出功率、 直流供给功率、效率等指标,晶体管特性曲线的理想化及其特性曲线,根据理想化原理晶体管的静态转移特性可用交横轴于VBZ的一条直线来表示(VBZ为截止偏压)。,2.工作原理分析,Vb,+ VBE _,Vb,其中各系数分别为：,(2)集电极输出电压,经LC并联谐振回路后，此回路对基波产生谐振，呈纯电阻 （最大值）Rp，而对其它谐波失谐阻抗很低，呈电容性。因而回路选出基波电压，而滤除各次谐波电压。,高频功放的功率关系,当晶体管允许的耗散功率一定时，,解：,
