《高频电子线路 教学课件 ppt 作者 江力 等 第2章 高频功率放大器》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高频电子线路 教学课件 ppt 作者 江力 等 第2章 高频功率放大器（35页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、高频电子线路,主编, 各级放大器均谐振在同一频率上，称同步谐振，相应的放大器称同步谐振放大器。 各级放大器均谐振在不同频率上，称参差谐振，相应的放大器称参差谐振放大器。 2.多级单谐振同步放大器的性能指标 3.双参差谐振放大器 1.5 集中选频滤波器 第2章 高频功率放大器 第3章 正弦波振荡器,第2章 高频功率放大器,1)了解高频功率放大器的特点、性能指标。 2)掌握谐振功率放大器的电路结构、工作原理分析。 3)了解谐振功率放大器的动态特性、负载特性、调制特性和放大特性的分析，重点在结论性应用。 4)学会应用动态法，分析谐振功率放大器的工作原理及性能。 2.1 概述 2.2 谐振功率放大器,
2、2.1 概述,2.1.1 高频功率放大器的分类 高频功率放大器按其工作频带的宽窄不同，可以分为窄带型和宽带型两大类。 2.1.2 高频功率放大器的特点 1.与低频功率放大器的异同 2.与高频小信号谐振放大器的异同 3.谐振功率放大器分析方法,2.2 谐振功率放大器,2.2.1 谐振功率放大器的基本工作原理 1.电路组成及工作原理,图2-1 简化的谐振功率放大器原理电路,(1)电路组成 简化的谐振功率放大器原理电路如图2-1所示。,2.2 谐振功率放大器,(2)工作原理,图2-2 丙类谐振功放输入特性及、波形,2.2 谐振功率放大器,图2-3 谐振功率放大器各极电压、电流波形图,2.功率关系,2
3、.2 谐振功率放大器,1)丙类谐振功率放大器的直流电源UCC所供给的直流功率为 2)输出功率为 3)集电极耗散功率PC为直流功率PU与输出功率Po之差，即PC=PU-Po。 4)效率为 2.2.2 谐振功率放大器的性能分析 在输入信号ub的作用下，丙类谐振功率放大器中晶体管将经历不同的工作区域，即放大器工作在不同的状态。 1.谐振功率放大器的动态线,2.2 谐振功率放大器,表2-1 特性曲线上各动态点,2.2 谐振功率放大器,图2-4 谐振功率放大器的动态线,2.负载特性,2.2 谐振功率放大器,图2-5 不同时的动态特性和脉冲波形,2.2 谐振功率放大器,图2-6 谐振功率放大器的负载特性曲
4、线,3.调制特性,2.2 谐振功率放大器,(1)集电极调制特性 当UBB、Re、Ubm维持不变时，谐振功率放大器的性能随UCC变化的特性称为集电极调制特性。 (2)基极调制特性 当UCC、Re、Ubm维持不变时，谐振功率放大器的性能随UBB变化的特性称为基极调制特性。,图2-7 集电极调制特性,2.2 谐振功率放大器,4.放大特性,图2-9 放大特性,2.2 谐振功率放大器,2.2.3 谐振功率放大器电路 1.馈电电路 (1)集电极馈电电路 图2-10是两种集电极馈电电路，图2-10a是串联馈电，图并联馈电。,图2-10 集电极馈电电路,2.2 谐振功率放大器,图2-11 基极馈电电路,(2)
5、基极馈电电路 基极馈电电路也有串联馈电与并联馈电两种，如图2-11所示。,2.2 谐振功率放大器,图2-12 几种常用的基极自偏置电路,2.耦合电路,2.2 谐振功率放大器,图2-13 丙类放大器的匹配网络,1)简单的并联回路型匹配网络。 2)并联回路的变形电路I(适用于负载电阻RL较小时)如图2-15所示，它是并联回路的一种变形电路。,2.2 谐振功率放大器,图2-14 并联回路型的匹配网络,3)并联回路的变形电路(适用于负载电阻RL较大时)如图2-16所示，它是并联回路的另一种变形电路。,2.2 谐振功率放大器,4)型网络。,图2-16 并联回路的变形电路,2.2 谐振功率放大器,3.谐振
6、功率放大器电路及应用,图2-18 175MHz场效应晶体管谐振功率放大器电路,2.2 谐振功率放大器,图2-19 甚高频(UHF)功率放大器实例,本 章 小 结,2.2 谐振功率放大器,1.高频功率放大器按其工作频带的宽窄不同，可以分为窄带型和宽带型两大类，本章讨论的是窄带型，即谐振功率放大器。 2.谐振功率放大器工作在丙类状态，其集电极电流为余弦脉冲，在具体工作过程中，利用谐振回路，选出基波，在负载上得到完整的波形输出。 3.在谐振功率放大器中，参数Ubm、UBB、UCC和Re的不同，直接影响放大器的工作状态，从而决定放大器的输出功率和效率。 4.高频功率放大器的负载特性是谐振功率放大器的重
7、要特性之一。 5.集电极和基极调制特性分别是集电极调幅电路和基极调幅电路的基本工作依据，集电极调幅属于高电平调幅电路，而基极调幅属于低电平调幅。,2.2 谐振功率放大器,6.一个完整的谐振功率放大器要由功放管、馈电电路和耦合电路组成。 思考与练习2 1.谐振功率放大器相对于低频功率放大器而言，有什么特点？高频谐振功率放大器与小信号调谐放大器有何异同？ 2.画出谐振功率放大器的原理电路，并说明电路中各主要元器件的作用。 3.何谓晶体管放大器的丙类工作状态？丙类工作状态为什么可以提高放大器效率？ 4.谐振功率放大器是如何对正弦波信号进行不失真放大的？ 5.高频谐振功率放大器的输出功率和效率存在矛盾
8、，综合考虑后，应如何选择晶体管的最佳通角？,2.2 谐振功率放大器,6.什么是放大器的动态特性？什么是放大器欠电压、过电压和临界工作状态？ 7.什么是谐振功率放大器的负载特性？ 8.谐振功率放大器工作于临界状态，若Re突然变化：(1)增大一倍；(2)减小一半。 9.在谐振功率放大器中，若UBB、Ubm及Ucm维持不变，当UCC改变时，Ic1m有明显变化，问放大器原工作于何种状态？为什么？ 10.谐振功率放大器馈电电路的原则是什么？集电极串联馈电电路是如何满足这些原则的？ 11.晶体管谐振功率放大器工作于临界状态，Re=200，IC0=100mA，UCC=35V，=90，求Po与。,2.2 谐振
9、功率放大器,12.某一晶体管谐振功率放大器，已知：UCC=24V，IC0=250mA，Po=5W，=1。 13.某谐振功率放大器，已知UCC=24V，Po=5W。 14.一谐振功率放大器，原来工作在临界状态，后来发现该功放的输出功率下降，效率反而提高，但电源电压UCC、输出电压振幅Ucm及Ubemax不变，问这是什么原因造成的，此时功放工作在什么状态？ 15.已知高频谐振功率放大器工作在过电压状态，现欲将它调整到临界状态，可以通过改变哪些外界因素来实现？变化方向如何？在此过程中，集电极输出功率Po如何变化？,2.2 谐振功率放大器,16.丙类谐振功率放大器Po=5W，当=55%时，问晶体管的集
10、电极损耗等于多少？若用24V的直流电源供电，它输出多大的直流电流？ 17.谐振功率放大器的UCC、Ucm和Re保持不变，当iC的通角由100减小到60时，提高了多少？相应的Icmax变化了多少？ 实训2 高频谐振功率放大器 1.实训目的 1)了解高频谐振功率放大器的基本工作原理及各因素对高频谐振功率放大器的影响。 2)掌握高频谐振功率放大器的调谐、调整和主要技术指标的测量方法。 3)熟悉高频仪器的使用方法。,2.2 谐振功率放大器,2.实训仪器、器材 1)高频电子线路实验箱1台。 2)双踪示波器1台。 3)频率计1台。 4)万用表1台。 5)非线性丙类功率放大模块1块。 3.实训指导,图2-2
11、0 高频谐振功率放大电路,2.2 谐振功率放大器,4.实训内容 (1)接好实训测试电路后，进行相关器件的调谐 1)不加电，调负载电位器，使RL约为150，加入电压幅值为0.8V的激励信号，接入12V直流电源，调节回路电容，使IC0最小，且输出波形不失真。 2)调节负载电位器，使RL约为100，调节激励电压的大小，使输出功率达到100mW以上。 (2)测工作点 1)不加激励信号时，记下VT3的各极电压及IC0的值。 2)加上激励信号，在激励信号电压幅值约为1V时，记下VT3各极直流电压及IC0的值。,2.2 谐振功率放大器,(3)改变输出变压器抽头的位置，观察对放大器工作状态的影响 测试条件UC
12、C=12V，RL=50，记下抽头变化时IC0和URL的值。 (4)测量工作特性 调节激励信号频率为10MHz，幅值约为1V，用双路稳压电源分别对功放激励级和高频功率放大电路供电，改变功放电源电压，测出对应的IC0和URL的值，注意调谐，用示波器观察并将数据填入下表2-2。,表2-2 实验数据1,(5)测量负载特性 调节激励信号频率为10MHz，幅值约为1V。,2.2 谐振功率放大器,表2-3 实验数据2,(6)测量放大特性 用示波器监测输出端信号波形，调节实验箱上高频信号源的幅度调节旋钮，使输入信号幅度由小逐渐增大(频率旋钮不可调)，观察输出波形的变化，分析激励信号(输入信号)变化对丙类谐振功
13、率放大器的影响。 5.实训思考 1)实训过程中的IC0可以如何获得？有什么较简单的测试方法？ 2)影响高频谐振功率放大电路的因素有哪些？分别有什么影响？ 仿真实验2 高频谐振功率放大器,2.2 谐振功率放大器,1.实验目的 1)学习利用EWB软件绘制仿真电路的方法。 2)学会利用仿真仪器测量高频谐振功率放大器的电路参数、性能指标。 3)通过仿真理解谐振功率放大器的三种工作状态及调整方法。 2.实验内容及步骤 1)利用EWB软件绘制高频谐振功率放大器，如图2-21所示。,图2-21 高频谐振功率放大器,2.2 谐振功率放大器,2)对交流输入信号进行设置： 正弦交流电有效值设为330mV。 工作频率设为2MHz。 相位设为0。 3)对变压器进行设置： N设定为0.99。 漏感LE=e-05H。 激磁电感：LM=0.0005H。 4)其他元件参数建议按图2-22所示设置。,2.2 谐振功率放大器,图2-22 高频谐振功率放大器集电极电流波形和负载上的电压波形,5)将输入信号设定为430mV，观察到的集电极电流波形和负载上的电压波形如图2-23所示。,2.2 谐振功率放大器,图2-23 工作在过电压状态时的波形图,
