3、高频谐振放大器分析课件

《3、高频谐振放大器分析课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《3、高频谐振放大器分析课件（111页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、第三章第三章 高频谐振放大器高频谐振放大器3.1 高频小信号放大器高频小信号放大器 3.2 高频功率放大器的原理和特性高频功率放大器的原理和特性 3.3 高频功放的高频效应高频功放的高频效应 3.4 高频功率放大器的实际线路高频功率放大器的实际线路3.5 高频功放、功率合成与射频模块放大器高频功放、功率合成与射频模块放大器3.1 高频小信号放大器高频小信号放大器 3.1.1 放大电路概述放大电路概述3.1.2 放大电路组成与工作原理放大电路组成与工作原理3.1.3 放大电路性能分析放大电路性能分析3.1.5 多级谐振放大电路多级谐振放大电路3.1.4 放大电路的稳定性放大电路的稳定性3.1.6

2、 高频集成放大电路高频集成放大电路按按频带宽度频带宽度分分: :窄带放大器窄带放大器：以各种选频电路作负载，例如并联谐振：以各种选频电路作负载，例如并联谐振 回路、耦合谐振回路、各种滤波器等回路、耦合谐振回路、各种滤波器等宽带放大器宽带放大器：采用无选频作用的电路作负载，例如高：采用无选频作用的电路作负载，例如高 频变压器、传输线变压器等频变压器、传输线变压器等按按负载负载分分: :调谐放大器调谐放大器集中选频放大器：集中选频放大器：以石英晶体、陶瓷、声表面滤波器负载以石英晶体、陶瓷、声表面滤波器负载单调谐放大器：单调谐放大器：输出端接调谐回路输出端接调谐回路双调谐放大器：双调谐放大器：输入、

3、输出端都接调谐回路输入、输出端都接调谐回路参差调谐放大器：参差调谐放大器：调谐回路的谐振频率不同调谐回路的谐振频率不同 3.1.1 高频小信号放大电路概述高频小信号放大电路概述 放大各种无线电设备中的高频小信号（微弱），通常是窄带放大器，放大各种无线电设备中的高频小信号（微弱），通常是窄带放大器，以各种选频电路作负载（并联、耦合谐振回路等），所以还具有选频以各种选频电路作负载（并联、耦合谐振回路等），所以还具有选频或滤波作用。或滤波作用。一、作用一、作用二、分类二、分类三、主要性能指标三、主要性能指标谐振电压增益谐振电压增益Au0 放大器在谐振频率上的增益，衡量放大器在谐振频率上的增益，衡量

4、对有用信号的放大能力。对有用信号的放大能力。通频带通频带BW0.7 放大器电压增益下降到谐振电压增益的放大器电压增益下降到谐振电压增益的 0.707倍时所对应的频率范围。倍时所对应的频率范围。选择性选择性 抑制比：抑制比： d=20lgAu0/Au(dB) 矩形系数：矩形系数：K0.1=BW0.1/BW0.7（1）增益要高）增益要高 （2）选择性要好）选择性要好 （3）工作要稳定可靠）工作要稳定可靠 （4）噪声要小）噪声要小四、要求四、要求 由于小信号谐振放大器放大的信号幅度很小，电路中用于放大的器件由于小信号谐振放大器放大的信号幅度很小，电路中用于放大的器件工作在线性范围，因而它们工作在线性

5、范围，因而它们属于线性放大器属于线性放大器，通常，通常采用线性模型的等效采用线性模型的等效电路分析法电路分析法。五、分析法五、分析法4、信号输入与输出为实现阻抗匹配、满足最大功率传输均采用变信号输入与输出为实现阻抗匹配、满足最大功率传输均采用变 压器耦合。压器耦合。1、采用分压式稳定偏置电路；采用分压式稳定偏置电路；2、V工作在甲类放大状态；工作在甲类放大状态；3、输出端采用并联谐振电路，起选频作用，输出端采用并联谐振电路，起选频作用，V的集电极采用部分的集电极采用部分 接入，以提高谐振回路的有载接入，以提高谐振回路的有载Q值；值；3.1.2 放大电路组成与工作原理放大电路组成与工作原理一、电

6、路结构与特点一、电路结构与特点下偏置电阻下偏置电阻高频旁路电容高频旁路电容高频旁路电高频旁路电容容上偏置电上偏置电阻阻特点：特点：二、直流通路二、直流通路三、交流通路三、交流通路3.1.3 放大电路性能分析放大电路性能分析一、一、 晶体管的高频晶体管的高频Y参数等效电路参数等效电路可以得到晶体管可以得到晶体管Y参数等效电路的参数等效电路的Y参数方程：参数方程：输入导输入导纳纳输出导输出导纳纳反向传输导反向传输导纳纳正向传输导正向传输导纳纳二、放大器的性能参数二、放大器的性能参数输入导纳输入导纳Yi、输出导纳输出导纳Yo、电压放大倍数、电压放大倍数K、通频带通频带B0.707、矩矩形系数形系数K

7、r0.11. 输入导纳输入导纳YiYi理想情况下，理想情况下，Yre=0二、放大器的性能参数二、放大器的性能参数输入导纳输入导纳Yi、输出导纳输出导纳Yo、电压放大倍数、电压放大倍数K、通频带通频带B0.707、矩矩形系数形系数Kr0.12. 输出导纳输出导纳YoYo理想情况下，理想情况下，Yre=0二、放大器的性能参数二、放大器的性能参数输入导纳输入导纳Yi、输出导纳输出导纳Yo、电压放大倍数、电压放大倍数K、通频带通频带B0.707、矩矩形系数形系数Kr0.13. 电压放大倍数电压放大倍数KV3. 电压放大倍数电压放大倍数KYre= 03. 电压放大倍数电压放大倍数K谐振时放大器电压增益谐

8、振时放大器电压增益: :goeCoegieCie5. 通频带通频带6. 矩形系数矩形系数4. 谐振频率谐振频率goeCoegieCie回顾整理回顾整理回顾整理回顾整理g回顾整理回顾整理gg回顾整理回顾整理gg解：解：根据已知条件可知根据已知条件可知, ,能够忽略中和电容和能够忽略中和电容和Y Yrere的影响。得：的影响。得： 例例1： 一晶体管组成的单回路中频放大器，如图所示。已知一晶体管组成的单回路中频放大器，如图所示。已知fo=465kHz，晶体管经中和后的参数为：晶体管经中和后的参数为：gie=0.4mS,Cie=142pF，goe=55S，Coe=18pF，Yfe=36.8mS,Yr

9、e=0，回路等效电容，回路等效电容C=200pF，中频变压器的接入系数，中频变压器的接入系数p1=N1/N=0.35，p2=N2/N=0.035,回路无载品质因数回路无载品质因数Q0=80，设下级也为同一，设下级也为同一晶体管，参数相同。试计算：晶体管，参数相同。试计算： （1）回路有载品质因数）回路有载品质因数 QL和和 3 dB带宽带宽 B0.7;（2）放大器的电压增益；）放大器的电压增益； 例例1： 一晶体管组成的单回路中频放大器，如图所示。已知一晶体管组成的单回路中频放大器，如图所示。已知fo=465kHz，晶体管经中和后的参数为：晶体管经中和后的参数为：gie=0.4mS,Cie=1

10、42pF，goe=55S，Coe=18pF，Yfe=36.8mS,Yre=0，回路等效电容回路等效电容C=200pF，中频变压器的接入系数，中频变压器的接入系数p1=N1/N=0.35，p2=N2/N=0.035,回路无载品质因数回路无载品质因数Q0=80，设下级也为同一，设下级也为同一晶体管，参数相同。试计算：晶体管，参数相同。试计算： （1）回路有载品质因数）回路有载品质因数 QL和和 3 dB带宽带宽 B0.7;（2）放大器的电压增益；）放大器的电压增益；解：解： 例例2：单调谐回路放大器如图所示。设负载：单调谐回路放大器如图所示。设负载是与该放大器完全相同的下一级放大器，是与该放大器完

11、全相同的下一级放大器，BJT的参数为：的参数为：gie=1.1103S，goe=1.110-4S，|yfe|0.08S，Cie=25pF，Coe=6pF，N12=16圈圈，N1320圈圈， N454圈圈， L13=1.5uH，C=12pF，Q0=100。 求：求：f0，Aou，BW0.7解：解：1、负载是与该放大器完全相同的下一级放大器，所以、负载是与该放大器完全相同的下一级放大器，所以gL=gie，CL=Cie第二版第二版: :P129 3-1 3-4作业：作业：第一版第一版: :P111 3-1 3-23.1.4 高频谐振放大器的稳定性高频谐振放大器的稳定性一、谐振放大器稳定性分析一、谐振

12、放大器稳定性分析在前面对小信号谐振放大器的分析中把三极管当成单向化器件对待在前面对小信号谐振放大器的分析中把三极管当成单向化器件对待, ,但是但是实际上三极管的高频小信号模型是双向传输的实际上三极管的高频小信号模型是双向传输的。二、二、 提高放大器稳定性的方法提高放大器稳定性的方法（1）选择高频性能好的三极管。）选择高频性能好的三极管。 通常通常Cb c (即即C )越小越好。越小越好。（2）中和法。）中和法。在晶体管外部接一个中和电容在晶体管外部接一个中和电容CN来抵消内部反馈有害的来抵消内部反馈有害的影响。影响。N1N2Cb cCN如果中和电路使如果中和电路使 和和 相等，此时，相等，此时

13、，正反馈的影响被抵消。起到使放大器正反馈的影响被抵消。起到使放大器稳定工作的作用。稳定工作的作用。根据电桥平衡有：根据电桥平衡有：中和条件：中和条件：N1N2Cb cCN中和法的局限性：中和法的局限性： 中和电容中和电容Cn只能在某一个频率点起到完全中和的作用，对只能在某一个频率点起到完全中和的作用，对 其它频率只能有部分中和作用。其它频率只能有部分中和作用。 如果再考虑到分布参数的作用和温度变化等因素的影响，如果再考虑到分布参数的作用和温度变化等因素的影响， 则中和电路的效果是很有限的。则中和电路的效果是很有限的。 中和法应用较少，一般用在某些收音机电路中。中和法应用较少，一般用在某些收音机

14、电路中。某收音机实际电路某收音机实际电路共射共射共基级联电路共基级联电路V1V2 VT2管的管的Cbc不构成正反馈，而不构成正反馈，而VT1管由于负载阻抗很小，导致该级增益很管由于负载阻抗很小，导致该级增益很低，低，VT1和和VT2之间处于严重失配状态，也不会构成自激振荡。之间处于严重失配状态，也不会构成自激振荡。（3）失配法）失配法 是一种通过适当降低放大器的增益，提高放大器的稳定性的是一种通过适当降低放大器的增益，提高放大器的稳定性的方法。常采用共射方法。常采用共射共基级联电路共基级联电路三、三、 中和法与失配法比较中和法与失配法比较 中和法：中和法： 优点：优点：简单，增益高简单，增益高

15、 缺点：缺点： 只能在一个频率上完全中和，不适合宽带只能在一个频率上完全中和，不适合宽带 因为晶体管离散性大，实际调整麻烦，不适于因为晶体管离散性大，实际调整麻烦，不适于 批量生产。批量生产。 采用中和对放大器由于温度等原因引起各种参采用中和对放大器由于温度等原因引起各种参 数变化没有改善效果。数变化没有改善效果。 失配法：失配法： 优点：优点：性能稳定，能改善各种参数变化的影响；性能稳定，能改善各种参数变化的影响； 频带宽，适合宽带放大，适于波段工作；频带宽，适合宽带放大，适于波段工作； 生产过程中无需调整，适于大量生产。生产过程中无需调整，适于大量生产。 缺点：缺点：增益低。增益低。 3.

16、1.5 多级谐振放大器多级谐振放大器目的目的：提高增益（各级增益相乘）；改善频率选择性。：提高增益（各级增益相乘）；改善频率选择性。一、同步调谐多级放大器（单级级连构成）一、同步调谐多级放大器（单级级连构成）电压放大倍数：电压放大倍数：Au=Au1Au2Aun Au1n （每一级都相同）（每一级都相同）各级放大器的谐振频率相同各级放大器的谐振频率相同通频带：通频带：矩形系数：矩形系数：随着随着n的增加，总带宽将减小，矩形系数有所改善。的增加，总带宽将减小，矩形系数有所改善。二、参差调谐放大器二、参差调谐放大器 将若干个单级谐振放大器级连将若干个单级谐振放大器级连, ,但每个谐振放大器的调谐频率

17、不同，称但每个谐振放大器的调谐频率不同，称为参差调谐放大器。参差调谐放大器可以增加带宽，同时又得到边沿较陡为参差调谐放大器。参差调谐放大器可以增加带宽，同时又得到边沿较陡峭的频率特性。因此，它用于宽带和高选择性的场合。峭的频率特性。因此，它用于宽带和高选择性的场合。fofo1fo2f|K| fs fs双参差参差fofo1fo2f|K|三参差参差合成曲线更接近于矩形合成曲线更接近于矩形1 1、集电极负载为双调谐耦合回路、集电极负载为双调谐耦合回路、集电极负载为双调谐耦合回路、集电极负载为双调谐耦合回路2 2、初、次级均采用了部分接入方式、初、次级均采用了部分接入方式、初、次级均采用了部分接入方式

18、、初、次级均采用了部分接入方式双调谐放大器在临界耦合的条件下谐振电压增益是单调谐的双调谐放大器在临界耦合的条件下谐振电压增益是单调谐的1/21/2倍。倍。双调谐的通频带和单调谐通频带的关系：双调谐的通频带和单调谐通频带的关系：双调谐的通频带和单调谐通频带的关系：双调谐的通频带和单调谐通频带的关系：矩形系数小于单调谐，选择性好，即矩形系数小于单调谐，选择性好，即矩形系数小于单调谐，选择性好，即矩形系数小于单调谐，选择性好，即缺点是调谐不方便。缺点是调谐不方便。缺点是调谐不方便。缺点是调谐不方便。特点特点三、双调谐放大器（通频带宽，选择性好）三、双调谐放大器（通频带宽，选择性好）3.1.6 高频集

19、成放大器高频集成放大器使用集成宽带放大器或专用高频集成放大器构筑调谐放大器使用集成宽带放大器或专用高频集成放大器构筑调谐放大器实现的方案为实现的方案为: 1、宽带放大器、宽带放大器+集中选频滤波器集中选频滤波器 2、前置放大器、前置放大器+集中选频滤波器集中选频滤波器+宽带放大器宽带放大器V V1 1是预中放部分，起前置放大作用；是预中放部分，起前置放大作用；Z Z1 1是是SAWFSAWF，起集中选频作用；，起集中选频作用；TA7680APTA7680AP是彩电图像中频放大器是彩电图像中频放大器ICIC。声表面波滤波器应用实例声表面波滤波器应用实例第二版第二版: :P129 3-6 3-9作

20、业：作业：第一版第一版: :P111 3-3 3-63.2 高频功率放大器的原理和特性高频功率放大器的原理和特性3.2.1 概述概述3.2.3 高频功率放大器的性能指标高频功率放大器的性能指标3.2.4 高频功率放大器的高频功率放大器的工作状态工作状态3.2.5 高频功率放大器的高频功率放大器的外部特性外部特性3.2.2 高频功率放大器的工作原理高频功率放大器的工作原理3.2 高频功率放大器的原理和特性高频功率放大器的原理和特性放大高频信号，以高效输出大功率为目的，主要应用于各放大高频信号，以高效输出大功率为目的，主要应用于各种无线电发射机中。种无线电发射机中。二、与二、与低频低频功率放大器的

21、异同功率放大器的异同一、主要功能一、主要功能共同之处共同之处: :都要求输出功率大和效率高。都要求输出功率大和效率高。不同之处不同之处: :低频功率放大器的负载为低频功率放大器的负载为无调谐无调谐负载，工作在负载，工作在 甲类或乙类甲类或乙类工作状态；工作状态；宽带高频功率放大器以宽带传输线为负载。宽带高频功率放大器以宽带传输线为负载。窄带高频功率放大器以窄带高频功率放大器以谐振回路谐振回路为负载，为负载，工作工作状态通常选为状态通常选为丙类丙类工作状态工作状态3.2.1 概述概述三、与高频小信号谐振放大器的异同之处三、与高频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

22、放大器的负相同之处：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。载均为谐振回路。不同之处：不同之处： 激励信号幅度大小不同；放大器工作点不同；晶激励信号幅度大小不同；放大器工作点不同；晶 体管动态范围不同。体管动态范围不同。谐振功率放大器谐振功率放大器波形图波形图小信号谐振放大器小信号谐振放大器波形图波形图3.2 高频功率放大器的原理和特性高频功率放大器的原理和特性3.2.1 概述概述 3.2.3 高频功率放大器的性能指标高频功率放大器的性能指标3.2.4 高频功率放大器的高频功率放大器的工作状态工作状态3.2.5 高频功率放大器的高频功率放大器的外部特性外部特性3.2.2 高

23、频功率放大器的工作原理高频功率放大器的工作原理 tiC0iC t0iC t0iC t0ICQICQ丁类状态：丁类状态：开关状态开关状态一、功率管的工作状态一、功率管的工作状态甲类状态：甲类状态：在信号的一个周期内都导通在信号的一个周期内都导通甲乙类状态：甲乙类状态：介于甲、乙之间介于甲、乙之间乙类状态：乙类状态：仅在信号的半个周期内导通仅在信号的半个周期内导通丙类状态：丙类状态：在小于信号的半个周期内导通在小于信号的半个周期内导通3.2.2 谐振功率放大器的工作原理谐振功率放大器的工作原理功率放大器的主要技术指标是输出功率与效率。功率放大器的主要技术指标是输出功率与效率。提高效率的措施提高效率

24、的措施 提高效率的根本途径是降低功率管的耗散功率，以使直流电源提供的提高效率的根本途径是降低功率管的耗散功率，以使直流电源提供的直流功率能更多的转换为输出信号功率。可采用以下两个措施：直流功率能更多的转换为输出信号功率。可采用以下两个措施：1 1、减小功率管的导通时间、减小功率管的导通时间2 2、功率管工作在开关状态、功率管工作在开关状态输出功率输出功率管耗管耗电源提供直流功率电源提供直流功率饱和时饱和时 CE约为零约为零 截止时截止时 iC约为零约为零甲类状态的甲类状态的PC大于乙类状态的大于乙类状态的PCPC0PC0乙类状态的乙类状态的PC大于丙类状态的大于丙类状态的PC 功率放大器一般分

25、为甲类、乙类、甲乙类、丙类等工作方式，为了进一步功率放大器一般分为甲类、乙类、甲乙类、丙类等工作方式，为了进一步提高工作效率还提出了丁类与戊类放大器。提高工作效率还提出了丁类与戊类放大器。不同工作状态时放大器的特点不同工作状态时放大器的特点工作状态工作状态半导通角半导通角理想效率理想效率负负载载应应用用甲类甲类q=18050%电阻电阻低频低频乙类乙类q=9078.5%推挽，回路推挽，回路低频，高频低频，高频甲乙类甲乙类90 q18050% h78.5%推挽推挽低频低频丙类丙类q90h78.5%选频回路选频回路高频高频丁类丁类开关状态开关状态90%100%选频回路选频回路高频高频谐振功率放大器通

26、常工作于丙类工作状态，属于非线性电路谐振功率放大器通常工作于丙类工作状态，属于非线性电路二、丙类谐振功率放大器工作原理二、丙类谐振功率放大器工作原理1、电路组成、电路组成uBEic-UBBUBBubicUbmgC2、丙类状态下集电极电流波形、丙类状态下集电极电流波形在静态转移特性曲线在静态转移特性曲线（icuBE）上画出的集电极电流波形上画出的集电极电流波形根据根据忽略基区宽度调制效应以及管子结电容的影响忽略基区宽度调制效应以及管子结电容的影响在输入信号电压在输入信号电压的作用下的作用下iCmaxuBE-UBB通通角角电流导通角电流导通角尖顶余弦脉冲尖顶余弦脉冲集电极电流波形集电极电流波形iC

27、 = IC0 + ic1 + ic2 +. = IC0+ Ic1mcos t + Ic2mcos2 t +.傅立叶展开傅立叶展开集电极电流波形集电极电流波形iC = IC0 + ic1 + ic2 +. = IC0+ Ic1mcos t + Ic2mcos2 t +.傅立叶展开傅立叶展开集电极电流波形集电极电流波形iC = IC0 + ic1 + ic2 +. = IC0+ Ic1mcos t + Ic2mcos2 t +.傅立叶展开傅立叶展开集电极电流波形集电极电流波形iC = IC0 + ic1 + ic2 +. = IC0+ Ic1mcos t + Ic2mcos2 t +.傅立叶展开傅

28、立叶展开由傅里叶级数的求系数法得由傅里叶级数的求系数法得ic maxwto2q尖顶余弦脉冲尖顶余弦脉冲其中：其中：an2.01.00.50.40.30.20.1020406080100qa1a0180120160a1a0a0a1a2a3140尖顶脉冲的分解系数尖顶脉冲的分解系数分解系数分解系数分解系数数值参见教材分解系数数值参见教材P414附录附录3、输出电压波形、输出电压波形由于集电极谐振回路调谐在输入信号频率上，因而它对由于集电极谐振回路调谐在输入信号频率上，因而它对ic中的基波分量呈现的阻抗最大中的基波分量呈现的阻抗最大 负载上得到不失真的基波正弦电压负载上得到不失真的基波正弦电压谐振回

29、路对谐振回路对iC中的其它分量呈现的阻抗均很小，平均分量和各次谐波分量产生的电压均可忽略。中的其它分量呈现的阻抗均很小，平均分量和各次谐波分量产生的电压均可忽略。 3、输出电压波形、输出电压波形由于集电极谐振回路调谐在输入信号频率上，因而它对由于集电极谐振回路调谐在输入信号频率上，因而它对ic中的基波分量呈现的阻抗最大中的基波分量呈现的阻抗最大 负载上得到不失真的基波正弦电压负载上得到不失真的基波正弦电压uBE-UBBuiCuCE-UCC3.2 高频功率放大器的原理和特性高频功率放大器的原理和特性3.2.1 概述概述 3.2.3 高频功率放大器的高频功率放大器的性能指标性能指标3.2.4 高频

30、功率放大器的高频功率放大器的工作状态工作状态3.2.5 高频功率放大器的高频功率放大器的外部特性外部特性3.2.2 高频功率放大器的工作原理高频功率放大器的工作原理 1、功率性能指标、功率性能指标谐振回路得到的高频功率即输出功率：谐振回路得到的高频功率即输出功率：电源供给的直流输入功率：电源供给的直流输入功率：晶体管集电极损耗功率：晶体管集电极损耗功率：集电极效率：集电极效率：-波形系数波形系数-电压利用系数电压利用系数3.2.3 高频功率放大器的高频功率放大器的性能指标性能指标-波形系数波形系数 越小，越小，越大，效率越大，效率越高，但越高，但太小时，太小时，1()将降低，输出功率将下将降低

31、，输出功率将下降。为兼顾降。为兼顾P1和和，通常选，通常选 在在 65 75范围。范围。 提高电压利用系数提高电压利用系数，即提高，即提高Ucm，通常由，通常由RL来实现。来实现。 提高波形系数提高波形系数，与与有关。有关。2、如何提高效率、如何提高效率an2.01.00.50.40.30.20.102040608010 0qca1a0180120160a1a0a0a1a2a3140-电压利用系数电压利用系数1) 首先要求得集电极电流脉冲的两个主要参量首先要求得集电极电流脉冲的两个主要参量ic max和和 ：2) 查表得电流余弦脉冲的各谐波分量系数查表得电流余弦脉冲的各谐波分量系数 0( )、

32、 1( )、 n( ) ，并求得个分量的实际值：并求得个分量的实际值：3) 谐振功率放大器的功率和效率：谐振功率放大器的功率和效率：4) 求得最佳负载电阻：求得最佳负载电阻：3、 性能指标的计算性能指标的计算查表得知：查表得知：解解例：例：晶体管高频功率放大器，电源晶体管高频功率放大器，电源UCC=24V，IC0=300mA，电压利用系数电压利用系数 =0.95, U BB=0.5V，输出功率输出功率Pl=6W， （1）求电源提供的功率）求电源提供的功率P0，峰值峰值iCmax 和导通角和导通角 。 （2）若偏置若偏置UBB=-0.5V，求输入信号所需的振幅，求输入信号所需的振幅Ubm。 3.

33、2 高频功率放大器的原理和特性高频功率放大器的原理和特性3.2.1 概述概述 3.2.3 高频功率放大器的性能指标高频功率放大器的性能指标 3.2.4 高频功率放大器的高频功率放大器的工作状态工作状态3.2.5 高频功率放大器的高频功率放大器的外部特性外部特性3.2.2 高频功率放大器的工作原理高频功率放大器的工作原理 iCuCE0uBEuBE t0 t0uCEUCCuBEmaxuCEminUcmAUBBQBCU BB - - 3.2.4 高频功率放大器的高频功率放大器的工作状态工作状态iC t0UbmiCmax动态线动态线1、高频功放的动特性（动态线）、高频功放的动特性（动态线）iCuCE0

34、uBEuBE t0 t0uCEUCCuBEmaxA1UBBQB1U BBiC t0iCmaxABA2CB22、 高频功放的工作状态高频功放的工作状态-欠压、临界、过压欠压、临界、过压 （1）、工作状态）、工作状态临界状态临界状态欠压状态欠压状态过压状态过压状态讨论讨论UBB、Ubm、UCC一定时，改变一定时，改变Ucm对集电极电流脉冲波形及其数值的影响。对集电极电流脉冲波形及其数值的影响。Ucm（2）、高频功放的工作状态判断）、高频功放的工作状态判断 若满足若满足uCEmin uCES时，功放工作在时，功放工作在欠压欠压状态状态 ; 若若uCEmin = uCES ，功放工作在，功放工作在临界

35、临界状态状态 ; 若若uCEmin RS（2）L II 型网络（负载电阻型网络（负载电阻 Rs 与与 Xs 串联）串联） 在负载电阻在负载电阻Rs小于高频功放要求的最佳负载阻抗小于高频功放要求的最佳负载阻抗R Lcr时，时，采用采用L-II型网络，通过调整型网络，通过调整 Q 值，可以将小的值，可以将小的Rs变换为大的变换为大的以获得阻抗匹配以获得阻抗匹配()。谐振时：谐振时：RPRPRP RS 高频功放工作于临界状态，已知高频功放工作于临界状态，已知工作频率工作频率试求试求L型匹配网络的元件数值。型匹配网络的元件数值。例题:解解 L1、 C1、 C2构成一构成一型匹配网络；型匹配网络； L2

36、是为了抵消天线输入阻抗中的容抗而设置的。是为了抵消天线输入阻抗中的容抗而设置的。超短波输出放大器的实际电路超短波输出放大器的实际电路改变改变C1和和C2就可以实现调谐和阻抗匹配就可以实现调谐和阻抗匹配2、耦合回路、耦合回路短波发射机的输出放大器的实际线路短波发射机的输出放大器的实际线路中介回路中介回路天线回路天线回路高频等效电路高频等效电路初级等效电路初级等效电路次级等效电路次级等效电路功放管输出功率：功放管输出功率：中介回路传送到天线中介回路传送到天线回路的功回路的功率：率：中介回路效率：中介回路效率：天线功率：天线功率：天线回路效率：天线回路效率：天线功率与功放管天线功率与功放管输出功率关

37、系：输出功率关系：四、高频功放的实际电路举例四、高频功放的实际电路举例50 MHz的晶体管谐振功率放大电路的晶体管谐振功率放大电路串馈串馈自给偏自给偏置置T型网络型网络型网络型网络175 MHz的的VMOS场效应管谐振功放电路场效应管谐振功放电路四、高频功放的实际电路举例四、高频功放的实际电路举例T型网络型网络型网络型网络分压偏分压偏置置串馈串馈第二版第二版: :P132 3-24 3-25 3-26作业：作业：第一版第一版: :P112 3-16 3-17 3-183.5 高效功放、功率合成高效功放、功率合成 与射频模块放大器与射频模块放大器二、功率合成二、功率合成三、三、射频模块放大器射频

38、模块放大器一、一、D（丁）类功率放大器简介（丁）类功率放大器简介一、一、D（丁）类功率放大器简介（丁）类功率放大器简介1、电压开关型、电压开关型D类放大器简介类放大器简介变压器变压器Tr次级两个绕组相同，极性相反。次级两个绕组相同，极性相反。功率管功率管T1和和T2特性配对，为同型管。特性配对，为同型管。（1 1）、电路）、电路VCCVCESVCC-2-2VCES Atic1tic2t Lt（2 2）、原理）、原理IC0I maxt通过电源的电流通过电源的电流（3 3）、集电极效率）、集电极效率VCCVCESVCC-2-2VCES At（4 4）、性能特点）、性能特点 T1、T2各各饱饱和和导

39、导通通半半周周，尽尽管管导导通通电电流流很很大大，但但相相应应的的管管压压降降很很小小，这样每管的管耗就很小，放大器的效率也很高。（这样每管的管耗就很小，放大器的效率也很高。（90%以上）以上） 若若考考虑虑管管子子结结电电容容、分分布布电电容容等等的的影影响响，管管子子的的过过渡渡过过程程需需经经历历一一段段时时间，如间，如 A A波形虚线所示，管子动态管耗增大，丁类放大器效率的提高受限。波形虚线所示，管子动态管耗增大，丁类放大器效率的提高受限。 为了克服这个缺点，在开关工作的基础上采用一个特殊设计的集电极回为了克服这个缺点，在开关工作的基础上采用一个特殊设计的集电极回路，保证路，保证 CE

40、CE为最小值的一段期间内，才有集电极电流流通，这是正在发展为最小值的一段期间内，才有集电极电流流通，这是正在发展的戊类放大器。的戊类放大器。 2、戊类简介、戊类简介VCCVCESVCC-2-2VCES At本 章 小 结 3.3. 折线分析法是工程上常用的一种近似方法。折线分析法是工程上常用的一种近似方法。 利用折线分析法可以对丙利用折线分析法可以对丙类谐振功放进行性能分析，得出它的负载特性、放大特性和调整特性。类谐振功放进行性能分析，得出它的负载特性、放大特性和调整特性。 1.1. 高频谐振功率放大器电路可以工作在甲类、乙类或丙类状态。高频谐振功率放大器电路可以工作在甲类、乙类或丙类状态。

41、相比相比之下丙类谐振功放的失真度虽然比甲类和乙类大，但输出功率大、效率高，之下丙类谐振功放的失真度虽然比甲类和乙类大，但输出功率大、效率高，节约能源，所以是高频功率放大器中经常选用的一种电路形式。节约能源，所以是高频功率放大器中经常选用的一种电路形式。 2.2. 丙类谐振功放效率高的原因在于导通角小，也就是晶体管导通时间短，丙类谐振功放效率高的原因在于导通角小，也就是晶体管导通时间短，集电极功耗减小。集电极功耗减小。 但导通角但导通角越小，将导致输出功率越小。越小，将导致输出功率越小。 所以选择合所以选择合适的适的角，是丙类谐振功放在兼顾效率和输出功率两个指标的一个重要考角，是丙类谐振功放在兼

42、顾效率和输出功率两个指标的一个重要考虑，综合考虑虑，综合考虑=70=70作为最佳导通角。作为最佳导通角。 4.4. 丙类谐振功放的输入回路采用自给负偏方式，输出回路有串馈和并馈丙类谐振功放的输入回路采用自给负偏方式，输出回路有串馈和并馈两种直流馈电方式。两种直流馈电方式。 为了实现和前后级电路的阻抗匹配，可以采用为了实现和前后级电路的阻抗匹配，可以采用LCLC元件，元件，微带线和传输线变压器几种不同形式的匹配网络，分别适用于不同频的和不微带线和传输线变压器几种不同形式的匹配网络，分别适用于不同频的和不同工作状态。同工作状态。 5.5. 谐振功率放大器属于窄带功放。谐振功率放大器属于窄带功放。 宽带高频功放采用非调谐方式，工作宽带高频功放采用非调谐方式，工作在甲类状态，采用具有宽频带特性的传输线变压器进行阻抗匹配，并可利用在甲类状态，采用具有宽频带特性的传输线变压器进行阻抗匹配，并可利用功率合成技术增大输出功率。功率合成技术增大输出功率。