单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第3章 高频谐振功率放大器,3.1 引言,3.2 丙类谐振功率放大器的基本原理,3.3 丙类功放的性能分析,3.4 晶体管功放的高频特性,3.5 谐振功率放大器电路,3.6 倍频器,3.7 功率合成技术,第3章 高频谐振功率放大器,功,放,按负载分,按工作频率分,按工作状态分,谐振功放（窄带）电抗性负载,非谐振功放（宽带）电阻性负载,低频功放大多属于非,LC,谐振功放,高频功放大多属于谐振功放,甲类、乙类、甲乙类功放,丙类、丁类功放,3.1 引言,1.功放：在输入信号的控制下，把直流能量变换为交流能 量的转换器2.类型,3.主要指标：输出功率,P,o,、,效率、,BW,0.7,4.,研究的主要问题：在安全高效率的条件下，尽量输出大功率谐振放大器按其工作信号大小可分为,小信号谐振放大器：输入信号通常为数十微伏至毫,伏，器件工作于甲类,大信号谐振放大器：器件工作于丙类,3.2 丙类谐振功率放大器的基本原理,高频功率放大器的主要作用是放大高频信号，并且以高效输出大功率为目的，它主要应用于,各种无线电发射机中。
在通信系统中，高频功率放大电路作为发射机的重要组成部分，用于对高频已调波信号进行功率放大，然后经天线将其辐射到空间，所以要求输出功率很大输出功率大，从节省能量的角度考虑,效率更加显得重要因此,高频功放常采用效率较高的丙类工作状态，即晶体管集电极电流导通时间小于输入信号半个周期的工作状态同时，为了滤除丙类工作时产生的众多高次谐波,分量，采用,LC,谐振回路作为选频网络，故称为丙类谐振功率放大电路一、基本电路,下图是一个采用晶体管的高频功率放大器的原理线路，除电源和偏置电路外，它是由晶体,管、谐振回路和输入回路三部分组成的天线,(c,1,和,c,2,称作为高频旁路电容,:,对高频起旁路作用,),c,1,c,2,二、特点,1.负载是谐振回路，电抗性负载，所以为窄带放大器2.为了提高效率 ，通常采用,V,BB,V,BEon,三、回路的作用,1.滤波,回路变换,注：在整个变换过程中,Q,值是表示的哪一条支路，串并联支路不同回路阻抗,回路对,n,次谐波呈现的阻抗（,nw,）,代入,由此可见，,Z,下降到原来幅值的1/152.阻抗变换作用,外接负载常含电抗分量，我们通过外加一个异性电抗元件使其变成一个谐振电阻,R,e,。
可以保持回路谐振时,R,e,等于放大管所,需的集电极负载值，实现阻抗匹配四、电流电压的关系波形图,由转移特性，当,V,CC,、V,BB,和,Re,一定时，放大器在,V,be,的作用下，集电极出现一连串的电流脉冲，,周期性脉冲可以分解成直流、基波(信号频率分量)和各次谐波分量书82页图,0,()、,1,()、,n,(,),分别称为余弦脉冲的直流、基波、,n,次谐波的分解系数见书,88,页式,2,2,4,当回路谐振时，回路上产生的,电压为：,且,V,CE,与,V,BE,反相,其中,五、提高效率的途径,1.输出功率：,2.输入功率：,3.集电极耗散功率：,4.效率：,所以降低,P,c,才会有 的提高，可以减小电流流过时间，即,的减小5.通角 ：集电极电流流通时间的一半,甲类：180,o,、,乙类：90,o,、,丙类：90,o,，,一般取70,o,3.3 丙类功放的性能分析（工作状态）,一、分析目的：求能量关系,所以关键在求,i,c,和,i,b,的表达式二、解,i,c,和,i,b,的基本方法,分析方法求非线性微分方程,数值分析：用计算机做,工程解法 图解法,解析近似分析法（准静态分析法）,准静态分析法,目的：将非线性转换为线性来分析,假设1：输入、输出均有回路，,Q,e,较高，回路两端均只有,基波电压。
则,V,CE,、V,BE,与,I,c1m,、,I,b1m,线性关系,V,CE,、V,BE,与,i,c,、i,b,非线性关系,假设2：当工作频率,f0.5f,B,，,此时可以略去,C,bc,，C,be,的影,响，放大管的特性可用静态特性表示以此为基础 准静态分析法：图解法，折线法,图解法,1.依据：以上、式静态特性：在,C,极电路没有负载情况下，以某一电压为参,变量，,i,c,（i,b,）,随另一极电压变化的曲线动态特性：在,C,极电路有负载情况下，,C,极电压,V,CE,和,b,极,电压,V,BE,同时改变时，,C,极电流,i,c,变化曲线3.求,i,c,、i,b,（wt,）,具体方法,静态特性 动态特性,选取4个基本变量,V,CC,，V,BB,，V,bm,和,V,cm,作图：用,V,CE,，V,BE,的7组值，一点一点描绘出来a.,由,给定,wt0,o,，15,o,，30,o,，45,o,，60,o,，75,o,，90,o,得到7组值b.,利用输入特性曲线,i,b,V,BE,，,将输出特性曲线中的,i,b,用,V,BE,代替，得到静态特性曲线c.,根据,V,BE,，V,CE,取值，连接相应各点，得动态曲线,AB。
A,点：,B,点：,折线近似法,画图：截距法、虚拟电流法,谐振时,由所做的动态特性曲线图,i,c,(wt,)I,c0,和,I,c1,三、参数变化对功放工作状态的影响,工作状态：,四个基本量：,V,CC,，V,BB,，V,bm,，V,cm,当前三个量一定时,R,e,变化,V,cm,变化,I,c0,，I,c1,变化 变化,1.当,R,e,R,e2,时,Q,点：，位置始终不变,A,2,点：,工作状态：按动态线端落在静特性线上的位置，确定,功放的工作状态A,2,点落在,V,BEmax,静态线的转折点上，称临界工作状态,动态线变化时，通角并没发生改变,所以动态线发生变化时，幅值没有发生变化2.当,R,e,R,e1,R,e2,时,有,V,cm1,R,e2,时,对应,V,cm3,V,cm2,，V,CEmin3,V,CEmin2,V,BEmax,不变，,A,3,点落在饱和线上延长,V,BEmax,线，由,V,BEmax,与,V,CEmin3,得,A,3,点，从,A,3,点做垂线与饱和线交于,A,3,点A,3,点落在饱和区，称为过压状态负载特性曲线,1.在欠压区,R,e1,R,e2,当,R,e,增大，,I,c,(wt,),变化不大，所以,I,c0,和,I,c1,随,R,e,增大会略有下降。
在欠压区，电流变化很小，近似认为是恒流源特性2.在过压区,R,e2,作恒压源用，一般可用于发射器的中间级调制特性,调制：用一个信号来控制另一个信号的方法四个基本量：,V,CC,，V,BB,，V,bm,，V,cm,1.集电极调制（在,I,c,V,CE,平面下分析）,定义：,V,BB,，V,bm,和,R,e,一定时，,I,C,与,V,CC,之间的变化关系分析：,R,e,不变，所以负载线的斜率不变,V,CC,增加，负载线向右平移，过压变为临界或欠压,V,CC,减小，负载线向左平移，欠压变为临界或过压,讨论：,欠压区：当,V,CC,增加时，,V,cm,、I,c0,和,I,c1,也略微增加，,I,C,有完整波形特点：电流几乎不变，即,V,CC,对,I,C1,和,P,o,影响很小过压区：当,V,CC,下降，,I,C,的凹陷加深，,I,c0,和,I,c1,也下降，,所以起到调制作用在过压状态时,V,cm,随,V,CC,而单调变化所以,要使,I,c1,和,V,cm,与,V,CC,成线性关系，,即振幅调制作用,，集电极调制,工作在过压区实现方法：,书92页，图227,2.基极调制,定义：,V,CC,和,R,e,一定时，,I,C,，V,cm,与,V,BB,之间的变化关系。
分析：,在,I,C,V,BE,平面上分析，先做,I,C,V,BE,曲线,在欠压区，动态曲线和静态曲线重合过压时：,所以,在该平面曲线上设置三点：,V,BB1,，V,BB2,和,V,BB3,V,BB1,V,BB2,w,0,），,调节,C,为,C,1,，,以使回路重新谐振，且天线负载值不随频率而变化，试问：,1.这时,R,e,值变大还是变小了，为什么？,2.放大器工作状态发生什么变化？如果要使其重新工作在临界状态，可以调制哪些参量来实现？,3.集电极直流电流,I,c0,是变大了还是变小了？,4.若天线是通过一耦合回路接入集电极的谐振回路，接入系数为,n，,则,n,值如何变化可以使放大器重新工作在临界状态？,。