《射频电子线路电子教案:2-8 谐振功率放大器动态特性分析》由会员分享,可在线阅读,更多相关《射频电子线路电子教案:2-8 谐振功率放大器动态特性分析(41页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。
1、第二章 射频电子系统中的放大器设计,2.2 高频谐振功率放大器 (2.2.12.2.6),上节内容回顾与扩展,功能:将直流功率转换为交流信号功率。,主要指标:输出功率与效率,分析方法:折线近似分析法。(大信号),工作状态:丙类大信号的非线性状态(非线性失真),上节内容回顾与扩展,高效率、大输出功率。谐波、杂散波。,上节内容回顾与扩展,集电极效率:,输出的交流功率:,能量守恒:,电源提供的功率:Pdc 集电极耗散功率:Pc 输出的交流功率:P0,上节内容回顾与扩展,上节内容回顾与扩展,输入、输出方程?,从原理图可以看出,谐振高频功率放大器的特点是:1、为了提高效率,放大器常工作于丙类状态,晶体管
2、发射结为负偏置,由VBB来保证。流过晶体管的电流为失真的脉冲波形;2、负载为谐振回路,除了确保从电流脉冲波中取出基波分量,获得正弦电压波形外,还能实现放大器的阻抗匹配。,VBZ,上节内容回顾与扩展,VBZ理想化晶体管的导通电压或称截止电压。gc 正向传输特性的斜率,该斜线称为饱和临界线,其斜率为gcr,上节内容回顾与扩展,上节内容回顾与扩展,上节内容回顾与扩展,电源输入的直流功率(平均功率),放大器输出的交流功率:,波形系数 g1,尖顶余弦电流分解系数图,倍频器:2倍频器,3倍频器。,上节内容回顾与扩展,上节内容回顾与扩展,集电极效率c和输出功率Po是否能最佳实现最终取决于功放的电路参数Rp和
3、电压 VBB、Vb 、 VCC 。,分析四个参数Rp和电压VCC 、VBB、Vb的变化 对工作状态的影响,即谐振功放的动态特性, 从而阐明各种工作状态的特点,为工作状态的调整提供参考。,上节内容回顾与扩展,A (Vcemin,Vbemax) Q(Vcc, IQ ) IQ= gc(VBB-VBZ),V0,gd,2.2.3 高频谐振功放的动态特性,A (Vcemin,Vbemax) Q(Vcc, IQ ) IQ= gc(VBB-VBZ),V0,gd,2.2.3 高频谐振功放的动态特性,建立由Rp和VCC 、VBB、Vb所表示的输出动态负载曲线。(Ic与Uce的关系曲线。),V0,2.2.3 高频谐
4、振功放的动态特性,1、动态负载线,建立由Rp和VCC 、VBB、Vb所表示的输出动态负载曲线。(Ic与Uce的关系曲线。),V0,2.2.3 高频谐振功放的动态特性,1、动态负载线,B,建立由Rp和VCC 、VBB、Vb所表示的输出动态负载曲线。(Ic与Uce的关系曲线。),V0,2.2.3 高频谐振功放的动态特性,1、动态负载线,B,甲类,与低频放大器负载线的斜率公式一致,偏离1800,即非甲类工作时,负载线的斜率变化。,建立由Rp和VCC 、VBB、Vb所表示的输出动态负载曲线。(Ic与Uce的关系曲线。),V0,2.2.3 高频谐振功放的动态特性,1、动态负载线,B,2.2.3 高频谐振
5、功放的动态特性,一、负载特性,vbe,过压区,临界区,欠压区,A1,A5,A3,A4,A2,V0,V0,V0,2.2.3 高频谐振功放的动态特性,一、负载特性,欠压、过压、临界三种工作状态的特点:,欠压:恒流,Vcm变化,Po较小,c低,Pc较大;,过压:恒压,Icm1变化,Po较小,c可达最高;,临界:Po最大,c较高;,最佳工作状态,发射机末级,中间放大级,恒流源,恒压源,2.2.3 高频谐振功放的动态特性,二、调制特性,(1) 集电极调制特性( Vcc的影响),不变,不变,不变,不变,不变,不变,不变,负载线斜率,不变,或,2.2.3 高频谐振功放的动态特性,二、调制特性,(1) 集电极
6、调制特性( Vcc的影响),2.2.3 高频谐振功放的动态特性,二、调制特性,(1) 集电极调制特性( Vcc的影响),2.2.3 高频谐振功放的动态特性,二、调制特性,(1) 集电极调制特性( Vcc的影响),2.2.3 高频谐振功放的动态特性,二、调制特性,(2) 基极调制特性( VBB的影响),向正向增加,增加,下降,增加,增加,下降,下降,虚拟工作点电流,下降,虚拟工作点向上平移,状态从欠压到临界,甚至到达过压工作状态。,A (Vcemin,Vbemax) Q(Vcc, IQ ) IQ= gc(VBB-VBZ),2.2.3 高频谐振功放的动态特性,二、调制特性,(2) 基极调制特性(
7、VBB的影响),过压区,临界区,欠压区,2.2.3 高频谐振功放的动态特性,二、调制特性,(2) 基极调制特性( VBB的影响),2.2.3 高频谐振功放的动态特性,二、调制特性,(2) 基极调制特性( VBB的影响),2.2.3 高频谐振功放的动态特性,三、放大特性,增加,增加,减小,增加,增加,不变,减小,减小,A (Vcemin,Vbemax) Q(Vcc, IQ ) IQ= gc(VBB-VBZ),2.2.3 高频谐振功放的动态特性,三、放大特性,高频谐振功放的例题,高频谐振功放的例题,高频谐振功放的例题,2.2.4 高频谐振功放的馈电线路,馈电线路的作用? 1、保证集电极合适的工作电
8、压 2、保证基极偏置使工作于丙类 交流电路的设计要求? 1、交流分量需通过谐振回路 2、外电路对直流应近似短路 3、外电路应保证波形不失真,对交流谐波短路。,2.2.4 高频谐振功放的馈电线路,1、谐振功放的组成 直流馈电和各种不同用途的输入输出端电路 2、管外电路 输入电路(基极经外电路到发射极的电路) 输出电路(从功率三极管集电极经外电路到发射极的电路) 3、组成规律 集电极 基极 4、集电极电路对不同频率 信号的等效电路 5、阻隔元件的作用,Ic0,Ic1,Icn,Ib0,Ib1,Ibn,2.2.4 高频谐振功放的馈电线路6、集电极馈电线路- 串馈,2.2.4 高频谐振功放的馈电线路6、集电极馈电线路- 并馈,A,B,D,C,+ VC _,+ VC _,2.2.4 高频谐振功放的馈电线路7、基极馈电线路,+ Vb _,+ Vb _,+ Vb _,A,B,VBB如何产生?,2.2.4 高频谐振功放的馈电线路7、基极馈电线路自给偏压,VBB如何产生?,(P 216-217) 2-9 2-11 2-12 2-13 2-14 2-15 2-18 2-19,Please hand your home work on time!,HOMEWORK,