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1、第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器第第3章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高频功率放大器的高频效应高频功率放大器的高频效应3.4高频功率放大器的实践线路高频功率放大器的实践线路3.5高频功放、高频功放、功率合成与射频模块放大器功率合成与射频模块放大器第第3 3章章 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高频小信号谐振放大器的功用就是放大各种无线电设备中的高频小信号。高高频小信号放大器的特点小信号放大器的特点: : 频率率较高高 中心中心频率普通在几百率普通在
2、几百kHzkHz到几百到几百MHzMHz，频带宽度在几度在几kHzkHz到几十到几十MHzMHz 小信号小信号 信号信号较小故任小故任务在在线性范性范围内内( (甲甲类放大器放大器) )第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器高频小信号放大器的分类高频小信号放大器的分类按所用的器件：按所用的器件：晶体管晶体管BJT)、场效应管、场效应管FET)、集成电路、集成电路IC)按频带宽度：窄带放大器和宽带放大器按频带宽度：窄带放大器和宽带放大器窄带放大器是采用谐振回路作负载的放大器，具有阻窄带放大器是采用谐振回路作负载的放大器，具有阻抗变换、滤波和选频的
3、作用。抗变换、滤波和选频的作用。按电路方式：单级放大器和级联放大器按电路方式：单级放大器和级联放大器第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器对高频小信号放大器的主要要求：对高频小信号放大器的主要要求：1 1增益高，通常靠多级放大器实现增益高，通常靠多级放大器实现 2 2频率选择性好通频带窄，矩形系数接近频率选择性好通频带窄，矩形系数接近1 1从各种不同频率的信号的总和有用的和有害的中选出有从各种不同频率的信号的总和有用的和有害的中选出有用信号，抑制干扰信号的才干称为放大器的选择性。用信号，抑制干扰信号的才干称为放大器的选择性。放大器的通频带和矩形系数是衡量选择性的两个重要参数。放大器的通频
4、带和矩形系数是衡量选择性的两个重要参数。放大器所放大的普通都是已调制的信号，已调制的信号都包放大器所放大的普通都是已调制的信号，已调制的信号都包含一定谱宽度，所以放大器必需有一定的通频带，让必要的含一定谱宽度，所以放大器必需有一定的通频带，让必要的信号频谱分量经过放大器。信号频谱分量经过放大器。 3 3任务稳定可靠；任务稳定可靠； 4 4噪声低。在多级放大器中，第一级的噪声对整个噪声低。在多级放大器中，第一级的噪声对整个放大器的噪声起决议作用，因此要求它的噪声系数应尽量小。放大器的噪声起决议作用，因此要求它的噪声系数应尽量小。 以上这些要求，相互之间即有联络又有矛盾。增益和稳定性以上这些要求，
5、相互之间即有联络又有矛盾。增益和稳定性是一对矛盾，通频带和选择性是一对矛盾。故应根据需求决是一对矛盾，通频带和选择性是一对矛盾。故应根据需求决议主次，进展分析和讨论。议主次，进展分析和讨论。 第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器图31高频小信号谐振放大器(a)实践线路;3.1.1高频小信号谐振放大器的任务原理高频小信号谐振放大器的任务原理Rb1、Rb2、Re为偏置电阻，决为偏置电阻，决议任务点，议任务点， Cb、Ce对高频旁路对高频旁路 C、L组成组成L、C谐振回路谐振回路 第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器图31高频小信号谐振放大器(b)交流等效电路第第3 3章章 高频谐振
6、放大器高频谐振放大器3.1.2放大器性能分析放大器性能分析1晶体管的高晶体管的高频等效等效电路路图32(a)是晶体管在高是晶体管在高频运用运用时的混的混等效等效电路路,它它反映了晶体管中的物理反映了晶体管中的物理过程程,也是分析晶体管高也是分析晶体管高频时的根本等效的根本等效电路。路。图32晶体三极管等效电路(a)混等效电路;第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器图32晶体三极管等效电路(b)Y参数等效电路第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器由图3-3可以得到晶体管Y参数等效电路的Y参数方程:(35a)(35b)图33高频小信号放大器的高频等效电路第第3 3章章 高频谐振放大器高
7、频谐振放大器2放大器的性能参数忽略管子内部的反响,即令Yre=0,由图33可得(36a)图33图31高频小信号放大器的高频等效电路(36b)第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器=，得电压放大倍数由得，代入，得输入导纳第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器=，得又，得：将代入，得：输出导纳第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器(3)输出导纳Yo(39)(1)电压放大倍数K(2)输入导纳Yi(37)(38)第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器3.1.3高频谐振放大器的稳定性1放大器的稳定性反向传输导纳Yre引入的输入导纳,记为Yir。忽略rbb的影响,那么由式(33)、
8、(34)有将Yoe归入负载中,并思索谐振频率0附近情况,有(4)通频带B0.707与矩形系数K0.1通频带B0.707为(310)第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器将Yoe归入负载中,并思索谐振频率0附近情况,有(311)那么第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器gF改动了回路的改动了回路的QL值值, bF引起回路失谐。引起回路失谐。自激产生的缘由自激产生的缘由第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器gF是频率的函数，在某些频率上能够为负值，即呈负电导性，使回路的总电导减小，QL添加，通频带减小，增益也因损耗的减少而添加，即负电导gF供应回路能量，出现正反响。当gF=gs+
9、gie回路原有电导那么回路总电导g=0，QL，放大器失去放大性能，处于自激振荡任务形状。第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器2.提高放大器提高放大器稳定性的方法定性的方法是是利利用用中中和和电容容Cn的的中中和和电路路。为了了抵抵消消Yre的的反反响响,从从集集电极极回回路路取取一一与与反反相相的的电压,经过Cn反反响响到到输入端。根据入端。根据电桥平衡有平衡有那么中和条件为(312)第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器由于yre的存在，晶体管是一个双向的器件，加强放大器的稳定性可以思索晶体管的单向化。单向化的方法有：中和法消除yre
10、的反响失配法使GL或gs的数值增大，因此使输入或输出回路与晶体管失去匹配。中和法:外加一个电容抵消正反响电容的作用.失配法：信号源内阻不与晶体管输入阻抗匹配；晶体管输出端负载不与晶体管的输出阻抗匹配。即以牺牲电压增益来换取放大器的稳定性2.2.提高放大器稳定性的方法提高放大器稳定性的方法第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器 电桥平衡时，电桥平衡时，CDCD两端的回路电压两端的回路电压 不会反映到不会反映到ABAB两端两端, ,即对应两边阻抗之比相等。即对应两边阻抗之比相等。(1) (1) 中和法：中和法： 在放大器线路中插入一个外加的反响电路，使它的作用在放大器线路中插入一个外加的反响
11、电路，使它的作用恰好和晶体管的内反响相互抵消。恰好和晶体管的内反响相互抵消。 详细线路：详细线路： 第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器图35中和电路(a)原理电路;第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器图35中和电路(b)某收音机实践电路第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器使使Yi = yieYi = yie，即使后项，即使后项0 0，那么必需加大，那么必需加大Y Y L L晶体管实现单向比，只与管子本身参数有关，失配法普晶体管实现单向比，只与管子本身参数有关，失配法普通采用共发一共基级联放大。通采用共发一共基级联放大。那么那么信号源内阻不与晶体管输入阻抗匹配，晶体管输
12、出端负信号源内阻不与晶体管输入阻抗匹配，晶体管输出端负载阻抗不与本级晶体管的输出阻抗匹配。载阻抗不与本级晶体管的输出阻抗匹配。原理：由于阻抗不匹配，输出电压减小，反响到输入电原理：由于阻抗不匹配，输出电压减小，反响到输入电路的影响也随之减小。使增益下降，提高稳定性。路的影响也随之减小。使增益下降，提高稳定性。(2)失配法失配法第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器图36共发共基电路第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器图37双栅场效应管调谐放大器第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器3.中和法与失配法比中和法与失配法比较中和法：中和法：优点：点：简单，增益高，增益高缺陷：缺陷
13、：只能在一个只能在一个频率上完全中和，不适宜率上完全中和，不适宜宽带由于晶体管离散性大，由于晶体管离散性大，实践践调整整费事，不适于批量消事，不适于批量消费。采用中和采用中和对放大器由于温度等放大器由于温度等缘由引起各种参数由引起各种参数变化化没有改善效果。没有改善效果。失配法：失配法：优点：点：性能性能稳定，能改善各种参数定，能改善各种参数变化的影响；化的影响；频带宽，适宜，适宜宽带放大，适于波段任放大，适于波段任务；消消费过程中无需程中无需调整，适于大量消整，适于大量消费。缺陷：增益低。缺陷：增益低。第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器3.1.4多级谐振放大器1多级单调谐放大器多级
14、单调谐放大器的谐振频率一样,均为信号的中心频率。(313)(314)(315)第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器2.多级双调谐放大器(316)3.参差调谐放大器参差调谐放大器图38是采用单调谐回路和双调谐回路组成的参差调谐放大器的频率特性。图39示出了一彩色电视机高频头的调谐放大器的简化电路。第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器3.1.5高频集成放大器高频集成放大器有两类:一种是非选频的高频集成放大器,主要用于某些不需求选频功能的设备中,通常以电阻或宽带高频变压器作负载;另一种是选放大器,用于需求有选频功能的场所,如接纳机的中放就是
15、它的典型运用。图310(a)中,集中选频滤波器接于宽带集成放大器的后面。图310(b)是另一种接法。第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器图39电视机高频放大器的简化电路第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器图310集中选频放大器组成框图第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器图311示出了MiniCircuits公司消费的一集成放大器MRA8的运用电路，MRA8是硅单片放大器,其主要目的见表33。图311集成选频放大器运用举例第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器本本节节小小结结一、
16、高频小信号放大器是通常分为谐振放大器和非谐一、高频小信号放大器是通常分为谐振放大器和非谐振放大器，谐振放大器的负载为串、并联谐振回路或耦合振放大器，谐振放大器的负载为串、并联谐振回路或耦合回路。回路。二、小信号谐振放大器的选频性能可由通频带和选择二、小信号谐振放大器的选频性能可由通频带和选择性两个质量目的来衡量。用矩形系数可以衡量实践幅频特性两个质量目的来衡量。用矩形系数可以衡量实践幅频特性接近理想幅频特性的程度，矩形系数越接近于性接近理想幅频特性的程度，矩形系数越接近于1，那么，那么谐振放大器的选择性愈好。谐振放大器的选择性愈好。第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器三、高频小信号放大
17、器由于信号小，可以以为它任三、高频小信号放大器由于信号小，可以以为它任务在管子的线性范围内，常采用有源线性四端网络进展务在管子的线性范围内，常采用有源线性四端网络进展分析。分析。Y参数等效电路和混合参数等效电路和混合 等效电路是描画晶体管任等效电路是描画晶体管任务的重要模型。务的重要模型。Y参数与混合参数与混合 参数有对应关系，参数有对应关系，Y参数不仅与静态参数不仅与静态任务点有关，而且是任务频率的函数。任务点有关，而且是任务频率的函数。四、单级单调谐放大器是小信号放大器的根本电路，四、单级单调谐放大器是小信号放大器的根本电路，其电压增益主要决议于管子的参数、信号源和负载，为其电压增益主要决
18、议于管子的参数、信号源和负载，为了提高电压增益，谐振回路与信号源和负载的衔接常采了提高电压增益，谐振回路与信号源和负载的衔接常采用部分接入方式。用部分接入方式。第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器五、由于晶体管内部存在反向五、由于晶体管内部存在反向传输导纳Yre，使晶体，使晶体管成管成为双向器件，在一定双向器件，在一定频率下使回路的率下使回路的总电导为零，零，这时放大器会放大器会产生自激。生自激。为了抑制自激常采用了抑制自激常采用“中和法和中和法和“失配法使晶体管失配法使晶体管单向化。向化。坚持放大器持放大器稳定任定任务所允所允许的的电压增益称增益称为稳定定电压增益，用增益，用(Avo
19、)s表示，表示，(Avo)s只思索了内部反响，未只思索了内部反响，未思索外部其他思索外部其他缘由引起的反响。由引起的反响。第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器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一、高频功放的作用及特性一、高频功放的作用及特性1、运用谐振功率放大器的目的、运用谐振功率放大器的目的放大高频大信号使发射机末级获得足够大的发射功率。放大高频大信号使发射机末级获得足够大的发射功率。音音 频频放大器放大器声音话话 筒筒载载 波波振荡器振荡器高高 频频放大器放大器振振 幅幅调制器调制器2、功率信号放大器运用中需求、功率信号放大器运用中需求处理的两个理的两个问题
20、：高效率高效率输出出高功率高功率输出出联想想对比：比：谐振功率放大器与高振功率放大器与高频小信号小信号谐振放大器；振放大器；谐振功率放大器与低振功率放大器与低频功率放大器；功率放大器；第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器3、谐振功率放大器与小信号谐振放大器的异同之处、谐振功率放大器与小信号谐振放大器的异同之处一一样之之处：放大的信号均放大的信号均为高高频信号信号放大器的放大器的负载均均为谐振回路。振回路。不同之不同之处：鼓励信号幅度大小不同；鼓励信号幅度大小不同；放大器任放大器任务点不同；点不同；晶体管晶体管动态范范围不同。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
21、小信号谐振放大器波形图波形图第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器小信号谐振放大器小信号谐振放大器波形图波形图 2c是在一周期内的集电极电流流通角，因此，c可称为半导通角或截止角(意即t=c时，电流被截止)。为方便起见，以后将c简称为通角2c第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器谐振功率放大器谐振功率放大器波形图波形图2c第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器共同之处共同之处:都要求输出功率大和效率高。都要求输出功率大和效率高。功率放大器本质上是一个能量转换器，把电源供应功率放大器本质上是一个能量转换器，把电源供应的直流能量转化为交流能量，能量转换的才干即为功率的直流能量转化
22、为交流能量，能量转换的才干即为功率放大器的效率。放大器的效率。功率放大器的主要技术目的是输出功率与效率功率放大器的主要技术目的是输出功率与效率4、高频功率放大器与低频功率放大器的异同之处、高频功率放大器与低频功率放大器的异同之处不同之不同之处：任任务频率和相率和相对频带宽度不同；度不同；放大器的放大器的负载不同；不同；放大器的任放大器的任务形状不同。形状不同。第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器5、任务形状：、任务形状：功率放大器普通分为甲类、乙类、甲乙类、丙类等任务功率放大器普通分为甲类、乙类、甲乙类、丙类等任务方式，为了进一步提高任务效率还提出了丁类与戊类放大器。方式，为了进一步提
23、高任务效率还提出了丁类与戊类放大器。谐振功率放大器通常任务于丙类任务形状，属于非线性电路谐振功率放大器通常任务于丙类任务形状，属于非线性电路第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器谐振功率放大器通常用来放大窄带高频信号谐振功率放大器通常用来放大窄带高频信号,其任务形其任务形状通常选为丙类任务形状状通常选为丙类任务形状( c90 )，为了不失真的放大信，为了不失真的放大信号，它的负载必需是谐振回路。号，它的负载必需是谐振回路。非谐振功率放大器可分为低频功率放大器和宽带高频非谐振功率放大器可分为低频功率放大器和宽带高频功率放大器。低频功率放大器的负载为无调谐负载，任务功率放大器。低频功率放大器
24、的负载为无调谐负载，任务在甲类或乙类任务形状；宽带高频功率放大器以宽带传输在甲类或乙类任务形状；宽带高频功率放大器以宽带传输线为负载。线为负载。谐振功率放大器的分析方法：图解法，解析法谐振功率放大器的分析方法：图解法，解析法第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器1、原理电路、原理电路谐振功率放大器的根本电路谐振功率放大器的根本电路(1)晶体管的作用是在将供电晶体管的作用是在将供电电源的直流能量转变为交流能电源的直流能量转变为交流能量的过程中起开关控制造用。量的过程中起开关控制造用。(2)谐振回路谐振回路LC是晶体管的负载是晶体管的负载(3)基极为负偏压，电路任务在基极为负偏压，电路任务在
25、丙类任务形状丙类任务形状(思索一：思索一：why?)外部电路关系式：外部电路关系式：一、谐振功率放大器的任务原理一、谐振功率放大器的任务原理设输入信号为设输入信号为第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器谐振功率放大器转移特性曲线谐振功率放大器转移特性曲线必需强调指出：必需强调指出：集电极电流集电极电流ic虽然是脉虽然是脉冲状，但由于谐振回路冲状，但由于谐振回路的这种滤波作用，依然的这种滤波作用，依然能得到正弦波形的输出。能得到正弦波形的输出。第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器放大器的放大器的负载为并并联谐振回路振回路(思索二：思索二：why?)，其，其谐振振频率率0等于信号等于
26、信号频率率时，回路，回路对呈呈现一大的一大的谐振阻抗振阻抗RL，在，在基波分量上基波分量上产生生电压，对远离离的直流的直流调和波分量和波分量2、3呈呈现很小的阻抗，因此很小的阻抗，因此输出很小，几乎出很小，几乎为零。零。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,即第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器谐振功率放大器中各部分谐振功率放大器中各部分电压与电流的关系电压与电流的关系a a2、电流与电压波形：、电流与电压波形：第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器(b)t或电压电流oVBZVCCVBBVbmVcmvbEmaxiCicmaxciCvCEvBEvCEmin1
27、.iC与与vBE同相，与同相，与vCE反相；反相；2.iC脉冲最大脉冲最大时，vCE最小；最小；3.导通角和通角和vCEmin越小，越小，Pc越小；越小；vCE第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器高频功率放大器中各部高频功率放大器中各部分电压与电流的关系分电压与电流的关系第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器3、高频功放的能量关系、高频功放的能量关系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应的直流功率，使之转变为交流信号功率输出去。有一部分功率以有一部分功率以热能的方式耗能的方式耗费在集在集电极上，成极上，成为集集电极耗散功率。极耗散功率。为了表示晶体
28、管放大器的了表示晶体管放大器的转换才干引入集才干引入集电极效率极效率cP0=直流电源供应的直流功率；直流电源供应的直流功率；P1=交流输出信号功率；交流输出信号功率；Pc=集电极耗散功率；集电极耗散功率；根据能量守衡定理：根据能量守衡定理：故集电极效率：故集电极效率：第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器由上式可以得出以下两点结论：由上式可以得出以下两点结论：2由式由式可知可知假设维持晶体管的集电极耗散功率假设维持晶体管的集电极耗散功率Pc不超越规定值，不超越规定值，那么提高集电极效率那么提高集电极效率 c，将使交流输出功率，将使交流输出功率P1大为添加。大为添加。谐振功率放大器就是从这
29、方面入手，来提高输出功率与效谐振功率放大器就是从这方面入手，来提高输出功率与效率的。率的。1)设法尽量降低集电极耗散功率设法尽量降低集电极耗散功率Pc，那么集电极效率，那么集电极效率 自然会提高。这样，在给定自然会提高。这样，在给定P0时，晶体管的交流输出功时，晶体管的交流输出功率率P1就会增大；就会增大；第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器如何减小集电极耗散功率如何减小集电极耗散功率Pc可见使可见使ic在在vCE最低的时候才干经过，那么，集电极耗散最低的时候才干经过，那么，集电极耗散功率自然会大为减小。功率自然会大为减小。晶体管集电极平均耗散功率：晶体管集电极平均耗散功率：故：要想获
30、得高的集电极效率，谐振功率放大器的集电极故：要想获得高的集电极效率，谐振功率放大器的集电极电流应该是脉冲状。导通角小于电流应该是脉冲状。导通角小于180 ，处于丙类任务形状。，处于丙类任务形状。谐振功率放大器任务在丙类任务形状时谐振功率放大器任务在丙类任务形状时 c90 ，集电，集电极余弦电流脉冲可分解为傅里叶级数：极余弦电流脉冲可分解为傅里叶级数：第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器直流功率：直流功率：输出交流功率：输出交流功率：Vc-回路两端的基频电压回路两端的基频电压Ic1-基频电流基频电流RL-回路的谐振电阻回路的谐振电阻放大器的集电极效率：放大器的集电极效率：集电极电压利用系
31、数集电极电压利用系数:为通角通角c的函数；的函数；c越小越小越大越大波形系数波形系数:第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器 越大越大(即即Vcm越大或越大或vcEmin越小越小) c越小越小,效率效率 c越高。越高。因此，丙类谐振功率放大器提高效率因此，丙类谐振功率放大器提高效率 c的途径为：的途径为：1、减小、减小 c角；角；2、使、使LC回路谐振在信号的基频上，回路谐振在信号的基频上，即即ic的最大值应对应的最大值应对应vcE的最小值。的最小值。vCE第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器假设将尖顶脉冲分解为傅里叶级数假设将尖顶脉冲分解为傅里叶级数由傅里叶级数的求系数法得由傅
32、里叶级数的求系数法得其中：其中：尖顶脉冲的分解系数尖顶脉冲的分解系数第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器尖顶脉冲的分解系数尖顶脉冲的分解系数当当c120时，Ic1/icmax到达最大到达最大值。在。在Icmax与与负载阻抗阻抗Rp为某定某定值的的情况下，情况下，输出功率将达出功率将达到最大到最大值。这样看来，看来，取取c=120应该是最正确通是最正确通角了。但此角了。但此时放大器放大器处于甲于甲级任任务形状效率太形状效率太低。低。右图可见：右图可见：第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器尖顶脉冲的分解系数尖顶脉冲的分解系数：波形系数波形系数由曲线可知：由曲线可知：极端情况极端情况
33、 c=0c=0时，时，此时此时 =1=1， c c可达可达100%100%因此，为了兼顾功率与效率，最正确通角取因此，为了兼顾功率与效率，最正确通角取70 左右。左右。由于由于第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器(327)高频功放的功率放大倍数为(328)用dB表示为(329)第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器故谐振功率放大器的任务特点：故谐振功率放大器的任务特点：放大高放大高频大信号大信号,属于非属于非线性任性任务形状；形状；基极偏置基极偏置为负值,半通角半通角c90，即丙即丙类任任务形状；形状；电流脉冲是尖流脉冲是尖顶余弦脉冲；
34、余弦脉冲；负载为LC谐振回路。振回路。第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器高频功放的分析方法高频功放的分析方法由于高频功率放大器通常任务于丙类，属于非线性电路，因此不能用线性等效电路来分析。图解法解法利用利用电子器件的特性曲子器件的特性曲线来来对其任其任务形状形状进展展计算算优点：从客点：从客观实践出践出发，计算算结果比果比较准确准确缺陷：缺陷：对任任务形状的分析不方便，步形状的分析不方便，步骤繁繁杂折折线近似法近似法用折用折线段来表示段来表示电子器件的特性曲子器件的特性曲线，将将电子器件的特性曲子器件的特性曲线用某些近似解析式来表示用某些近似解析式来表示优点：物理概念清楚，分析任点：
35、物理概念清楚，分析任务形状方便形状方便缺陷：缺陷：计算准确度算准确度较低低二、高频谐振功率放大器的任务形状二、高频谐振功率放大器的任务形状第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器折线法折线法所谓折线法是将电子器件的特性曲线理想化，用一组所谓折线法是将电子器件的特性曲线理想化，用一组折线替代晶体管静态特性曲线后进展分析和计算的方法。折线替代晶体管静态特性曲线后进展分析和计算的方法。工程上都采用近似估算和实验调整相结合的方法对高工程上都采用近似估算和实验调整相结合的方法对高频功率放大器进展分析和计算。折线法就是常用的一种分频功率放大器进展分析和计算。折线法就是常用的一种分析法。析法。对谐振功率
36、放大器进展分析计算，关键在于求出电流对谐振功率放大器进展分析计算，关键在于求出电流的直流分量的直流分量Ic0和基频分量和基频分量Icm1。二、高频谐振功率放大器的任务形状二、高频谐振功率放大器的任务形状第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器折线分析法的主要步骤：折线分析法的主要步骤：1、测出晶体管的出晶体管的转移特性曲移特性曲线icvBE及及输出特性曲出特性曲线icvCE，并将并将这两两组曲曲线作理想折作理想折线化化处置。置。2、作出、作出动态特性曲特性曲线。3、根据鼓励、根据鼓励电压vb的大小在知理想特性曲的大小在知理想特性曲线上画出上画出对应电流脉冲流脉冲ic和和输出出电压vc的波形
37、。的波形。4、求出、求出ic的各次的各次谐波分量波分量Ic0、Ic1、Ic2由由给定的定的负载谐振阻抗的大小，即可求得放大器的振阻抗的大小，即可求得放大器的输出出电压、输出出功率、直流供功率、直流供应功率、效率等目的。功率、效率等目的。第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器晶体管实践特性和理想折线晶体管实践特性和理想折线根据理想化原理晶体管的静态转移特性可用交横轴于根据理想化原理晶体管的静态转移特性可用交横轴于VBZ的一条直线来表示的一条直线来表示(VBZ为发射结开启电压为发射结开启电压)。由上图可见，根据理想化原理，在放大区由上图可见，根据理想化原理，在放大区,集电极电流集电极电流只受
38、基极电压的控制只受基极电压的控制,与集电极电压无关与集电极电压无关;在饱和区，集电在饱和区，集电极电流只受集电极电压的控制，而与基极电压无关。极电流只受集电极电压的控制，而与基极电压无关。晶体管特性曲线的理想化及其特性曲线晶体管特性曲线的理想化及其特性曲线第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器在非线性谐振功率放大器中，经常根据集电极电流能在非线性谐振功率放大器中，经常根据集电极电流能否进入饱和区，将放大区的任务形状分为三种：否进入饱和区，将放大区的任务形状分为三种：1)欠压任务形状：欠压任务形状：集电极最大点电流在临界限的右方，集电极最大点电流在临界限的右方，交流输出电压较低且变化较大。
39、交流输出电压较低且变化较大。2)过压任务形状：过压任务形状：集电极最大点电流进入临界限之左的饱和区，集电极最大点电流进入临界限之左的饱和区，交流输出电压较高且变化不大。交流输出电压较高且变化不大。3)临界任务形状：临界任务形状：是欠压和过压形状的分界点，是欠压和过压形状的分界点，集电极最大点电流正好落在临界限上。集电极最大点电流正好落在临界限上。第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器1.高频功放的动特性高频功放的动特性晶体管的静晶体管的静态特性是在集特性是在集电极极电路内没有路内没有负载阻抗的条阻抗的条件下件下获得的。如，得的。如，维持基极持基极电压vBE不不变，改，改动集集电极极电压v
40、CE，就可求出，就可求出icvCE静静态特性曲特性曲线族。假族。假设集集电极极电路有路有负载阻抗，那么当改阻抗，那么当改动vBE使使ic变化化时，由于，由于负载上有上有电压降，降，就必然同就必然同时引起引起vCE的的变化。化。第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器高频放大器的任务形状是由负载阻抗高频放大器的任务形状是由负载阻抗RL、鼓励电压、鼓励电压vb、供电电压供电电压VCC、VBB等等4个参量决议的。个参量决议的。假设假设VCC、VBB、vb3个参变量不变，那么放大器的任个参变量不变，那么放大器的任务形状就由负载电阻务形状就由负载电阻RL决议。此时，放大器的电流、输出决议。此时，放大
41、器的电流、输出电压、功率、效率等随电压、功率、效率等随RL而变化的特性，就叫做放大器的而变化的特性，就叫做放大器的负载特性。负载特性。所谓动态特性是和静态特性相对应而言的，在思索了负载的作用后，所获得的vCE、vBE与ic的关系曲线就叫做动态特性。第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器动态线作法：作法：A、B、C为三点三点连线为动特性曲特性曲线，取取A、Q两点；两点；连AQ，交横，交横轴于于B点。点。(3)取取C点，点，衔接接BC两点。两点。特殊点特殊点阐明明A点点：0，确定确定A点。点。vBE到达最大，到达最大，vCE到达最小，到达最小，iC到达最大；到达最大；Q点：点：90，vCEV
42、CC确定确定Q点，点，Q点是个假想点，虚点是个假想点，虚拟电流流IQ衔接接AQ,确定确定B点。点。ic vCE坐坐标平面上的平面上的动态特性曲特性曲线的作法与相的作法与相应的的ic波形波形 vCE=VCCVcmcostvBE=VBB+Vbmcos tvBE=VBB第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器vBE=VBB+Vbmcos tvCE=VCCVcmcost(3)C点:确定C点.A、B、C三点连线即为动特性曲线。第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器在在VCC、VBB、vb为为一定，只变化放大器的负一定，只变化放大器的负载电阻而引起的放大器输载电阻而引起的放大器输出电压、输出功率
43、、效率出电压、输出功率、效率的变化特性称为负载特性。的变化特性称为负载特性。电压、电流随负载变化波形电压、电流随负载变化波形在负载电阻在负载电阻RL由小至大由小至大变化时，负载线的斜率由小变化时，负载线的斜率由小变大，如图中变大，如图中123。不。不同的负载，放大器的任务形同的负载，放大器的任务形状是不同的状是不同的,所得的所得的ic波形、波形、输出交流电压幅值、功率、输出交流电压幅值、功率、效率也是不一样的。效率也是不一样的。2.欠压、过压、临界三种任务形状欠压、过压、临界三种任务形状第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器2.欠压、过压、临界三种任务形状欠压、过压、临界三种任务形状欠欠
44、压形状形状:B点以右的区域。点以右的区域。在欠在欠压区至区至临界点界点的范的范围内，内，根据根据Vc=RLIc1，放大器的交流，放大器的交流输出出电压在欠在欠压区内必随区内必随负载电阻阻RL的增大而增大，其的增大而增大，其输出出功率、效率的功率、效率的变化也将如此。化也将如此。临界形状界形状:负载线和和vbmax正好相交于正好相交于临界限的拐点。放界限的拐点。放大器任大器任务在在临界形状界形状时，输出功率大，管子出功率大，管子损耗小，放大器耗小，放大器的效率也就的效率也就较大。大。根据集电极能否进入饱和区，根据集电极能否进入饱和区，将放大区的任务形状分为三将放大区的任务形状分为三种种:第第3
45、3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器过压形状形状电压、电流随负载变化波形电压、电流随负载变化波形过压形状放大器的负载较过压形状放大器的负载较大，如动态线大，如动态线3就是这种情况。就是这种情况。动态线穿过临界点动态线穿过临界点C后，电流后，电流沿临界限下降，因此集电极电沿临界限下降，因此集电极电流流ic呈下凹顶状，过压愈重，呈下凹顶状，过压愈重，那么那么ic波顶下凹愈厉害，严重波顶下凹愈厉害，严重时，时，ic波形可分裂为两部分。波形可分裂为两部分。根据傅里叶级数对根据傅里叶级数对ic波形分解波形分解可知，波形下凹的可知，波形下凹的ic，其基波，其基波分量分量Ic1会下降，下凹愈深，会下降，下凹
46、愈深，那么那么Ic0、Ic1的下降也就愈猛的下降也就愈猛烈因此放大器的输出功率和效烈因此放大器的输出功率和效率也要减小。率也要减小。第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器欠压形状的功率和效率都比较低，集电极耗散功率也较大，欠压形状的功率和效率都比较低，集电极耗散功率也较大，输出电压随负载阻抗变化而变化，因此较少采用。但晶体管输出电压随负载阻抗变化而变化，因此较少采用。但晶体管基极调幅，需采用这种任务形状。基极调幅，需采用这种任务形状。第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器过压形状的优点是，当负载阻抗变化时，输出电压比较平过压形状的优点是，当负载阻抗变化时，输出电压比较平稳且幅值较大
47、，在弱过压时，效率可达最高，但输出功率稳且幅值较大，在弱过压时，效率可达最高，但输出功率有所下降，发射机的中间级、集电极调幅级常采用这种状有所下降，发射机的中间级、集电极调幅级常采用这种状态。态。第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器临界形状的特点是输出功率最大，效率也较高，比最大效临界形状的特点是输出功率最大，效率也较高，比最大效率差不了许多，可以说是最正确任务形状，发射机的末级常率差不了许多，可以说是最正确任务形状，发射机的末级常设计成这种形状，在计算谐振功率放大器时，也常以此状设计成这种形状，在计算谐振功率放大器时，也常以此状态为例。态为例。掌握负载特性，对分析集电极调幅电路、基极
48、调幅电掌握负载特性，对分析集电极调幅电路、基极调幅电路的任务原理，对实践调整谐振功率放大器的任务形状和路的任务原理，对实践调整谐振功率放大器的任务形状和目的是很有协助的。目的是很有协助的。第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器三、三、高频功放的外部特性高频功放的外部特性调整欠压、临界、过压三种任务形状，大致有以下几种调整欠压、临界、过压三种任务形状，大致有以下几种方法：方法：改动集电极负载改动集电极负载RL；改动供电电压改动供电电压VCC；改动偏压改动偏压VBB；改动鼓励改动鼓励Vb。改动改动VBE第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器(1)改动改动RL，但，但Vb、VCC、VBB
49、不变不变当负载电阻当负载电阻RL由小由小至大变化时，放大器的任务形至大变化时，放大器的任务形状由欠压经临界转入过压。在状由欠压经临界转入过压。在临界形状时输出功率最大。临界形状时输出功率最大。负载特性曲线负载特性曲线1.高频功放的负载特性高频功放的负载特性第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器VCC变化时对任务形状的影响变化时对任务形状的影响在欠压区内，输出电流的在欠压区内，输出电流的振幅根本上不随振幅根本上不随VCC变变化化而变化，故输出功率根本而变化，故输出功率根本不变；而在过压区，输出不变；而在过压区，输出电流的振幅将随电流的振幅将随VCC的的减减小而下降，故输出功率也小而下降，故
50、输出功率也随之下降。随之下降。改动改动VCC，但，但Rp、Vb、VBB不变当集电极供电电压不变当集电极供电电压VCC由由小至大变化时，放大器的任务形状由过压经临界转入欠压。小至大变化时，放大器的任务形状由过压经临界转入欠压。2.高频功放的集电极调制特性高频功放的集电极调制特性第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器改动改动VCC对任务形状的影响对任务形状的影响(高频功放的集电极调制特性高频功放的集电极调制特性)第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器Vb变化，但变化，但VCC、VBB、RL不变不变或或VBB变化，但变化，但VCC、Vb、RL不不变变这两种情况所引起放大器任务形这两种情况
51、所引起放大器任务形状的变化是一样的。由于无论是状的变化是一样的。由于无论是Vb还是还是VBB的变化，其结果都是引起的变化，其结果都是引起vBE的变化。的变化。由由vBE=VBB+Vbcos tvBEmax=VBB+Vb当当VBBVBB或或VbVb由小到大变化时，由小到大变化时，放大器的任务形状由欠压经临放大器的任务形状由欠压经临界转入过压。界转入过压。3.高频功放的振幅特性高频功放的振幅特性&高频功放的基极调制特性高频功放的基极调制特性第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器在过压区中输出电压随在过压区中输出电压随VCC改动而变化的特性为集电极改动而变化的特性为集电极调幅的实现提供根据；由
52、于在集电极调幅电路中是依托改动调幅的实现提供根据；由于在集电极调幅电路中是依托改动VCC来实现调幅过程的。改动来实现调幅过程的。改动VCC时，其任务形状和电流、时，其任务形状和电流、功率的变化如上图所示。功率的变化如上图所示。1.改动改动VCC对任务形状的影响对任务形状的影响各极电压对任务形状的影响各极电压对任务形状的影响VCC由小由小大时，对应任务形状由过压大时，对应任务形状由过压临界临界欠压。欠压。第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器Vb变化时电流、功率的变化变化时电流、功率的变化2.改动改动vb对任务形状的影响对任务形状的影响当当vb由小到大变化时，放大器的任务形状由欠压由小到大
53、变化时，放大器的任务形状由欠压临界临界过压。过压。第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器高高频功放的外部特性功放的外部特性高高频功放是任功放是任务于非于非线性形状的放大器性形状的放大器,同同时也可也可以看成是一高以看成是一高频功率功率发生器生器(在外部鼓励下的在外部鼓励下的发生器生器)。1高高频功放的功放的负载特性特性负载特性是指只改特性是指只改动负载电阻阻RL,高高频功放功放电流、流、电压、功率及效率功率及效率变化的特性。化的特性。图318(b)是根据是根据图318(a)而得到的功率、而得到的功率、效率效率曲曲线。2高高频功放的振幅特性功放的振幅特性高高频功放的振幅特性是指只改功放的振
54、幅特性是指只改动鼓励信号振幅鼓励信号振幅Ub时,放大器放大器电流、流、电压、功率及效率的功率及效率的变化特性。化特性。第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器3.高频功放的调制特性1)基极调制特性2)集电极调制特性4.高频功放的调谐特性第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器3.3高频功率放大器的高频效应高频功率放大器的高频效应1.少数载流子的渡越时间效应晶体管本质上是电荷控制器件。2.非线性电抗效应功放管中存在集电结电容,这个电容是随集电结电压Ube变化的非线性势垒电容。(330)3.发射极引线电
55、感的影响发射极引线电感的影响(331)第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器4.饱和压降的影响晶体管任务于高频时,实验发现其饱和压降随频率提高而加大。第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器3.4高频功率放大器的实践线路3.4.1直流馈电线路直流馈电线路包括集电极和基极馈电线路。下面结合集电极馈电线路和基极馈电线路阐明Cb、Lb的运用方法。图325是集电极馈电线路的两种方式:串联馈电线路和并联馈电线路。图325(b)中晶体管、电源、谐振回路三者是并联衔接的,故称为并联馈电线路。第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器图325集电极馈电线
56、路两种方式(a)串联馈电;(b)并联馈电根据直流电源衔接方式的不同，集电极馈电电路又分根据直流电源衔接方式的不同，集电极馈电电路又分为串联馈电和并联馈电两种。为串联馈电和并联馈电两种。1.集电极馈电电路集电极馈电电路第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器(1)串馈电路串馈电路指直流电源指直流电源VCC、负载回路、负载回路(匹配网络匹配网络)、功、功率管三者首尾相接的一种直流馈电电路。率管三者首尾相接的一种直流馈电电路。CB、LB为低通为低通滤波电路，既阻止电源滤波电路，既阻止电源VCC中的高频成分影响放大器的任中的高频成分影响放大器的任务，又防止高频信号在务，又防止高频信号在LC负载回路
57、以外不用要的损耗。负载回路以外不用要的损耗。CB、LB的选取原那么为的选取原那么为 LB10 回路阻抗回路阻抗1/ CB1/10 回路阻抗回路阻抗(2)并馈电路并馈电路指直流电源指直流电源VCC、负载回路、负载回路(匹配网络匹配网络)、功、功率管三者为并联衔接的一种馈电电路。如图率管三者为并联衔接的一种馈电电路。如图LB为高频扼为高频扼流圈，流圈，Cb1为高频旁路电容，为高频旁路电容，CB为隔直流通高频电容，为隔直流通高频电容，LB、Cb1、CB的选取原那么与串馈电路根本一样。的选取原那么与串馈电路根本一样。第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器馈电线路的根本组成原那么馈电线路的根本组成
58、原那么1其直流通路应如图其直流通路应如图a所示。所示。2其基波分量的交流通路应其基波分量的交流通路应如图如图b所示。所示。如原理图所示：如原理图所示：3其谐波分量的交流通路应其谐波分量的交流通路应如图如图c所示。所示。输出回路为例输出回路为例集电极电路对各频率成分电流的等效电路集电极电路对各频率成分电流的等效电路第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器2基极基极馈电线路路基基极极馈电线路路也也有有串串联和和并并联两两种种方方式式。图326示示出出了了几几种种基基极极馈电方方式式,基基极极的的负偏偏压既既可可以以是是外外加加的的,也也可可以以由由基基极极直直流流电流流或或发射射极极直直流流电
59、流流流流过电阻阻产生。生。第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器图326基极馈电线路的几种方式第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器例例矫正图矫正图3-28a线路中的错误，不得改动馈线路中的错误，不得改动馈电方式，重新画出正确的线路。电方式，重新画出正确的线路。题意分析：这是一个两级功放，分析时可题意分析：这是一个两级功放，分析时可以一级一级的思索，且要分别思索输入回以一级一级的思索，且要分别思索输入回路、输出回路能否满足交流要有交流通路，路、输出回路能否满足交流要有交流通路，直流要有直流通路，而且交流不能流过直直流要有直流通路，而且交流不能流过直流电源的原那么。流电源的原那么。第
60、第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器输入的交流信号流输入的交流信号流过直流电源，应加过直流电源，应加扼流圈和滤波电容扼流圈和滤波电容直流电源被输入直流电源被输入互感耦合回路的互感耦合回路的电感短路，应加电感短路，应加隔直电容隔直电容输出的交流将流过直流电源，应输出的交流将流过直流电源，应加扼流圈；加上扼流圈后，交流加扼流圈；加上扼流圈后，交流没有通路，故还应加一旁路电容。没有通路，故还应加一旁路电容。没有直流通路，没有直流通路，加一扼流圈加一扼流圈输出的交流将流过直输出的交流将流过直流电源，应加扼流圈流电源，应加扼流圈及滤波电容及滤波电容直流电源将被输出直流电源将被输出回路的电感短路，回
61、路的电感短路，加隔直电容。加隔直电容。第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器3.4.2输出匹配网络该双端口网络应具有这样的几个特点:(1)以保证放大器传输到负载的功率最大,即起到阻抗匹配的作用;(2)抑制任务频率范围以外的不需求频率,即有良好的滤波作用;(3)大多数发射机为波段任务。1.LC匹配网络图327是几种常用的LC匹配网络。第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器图327几种常见的LC匹配(a)L型;(b)T型;(c)型第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器对于LI型网络有(332a)(332b)(332c)第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器对于L-型网络有(
62、333a)(333b)(333c)第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器图328L型匹配网络(a)L-I型网络;(b)L-型网络第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器图329是一超短波输出放大器的实践电路,它任务于固定频率。图329一超短波输出放大器的实践电路第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器2耦合回路图330是一短波发射机的输出放大器，它采用互感耦合回路作输出电路,多波段任务。图330短波输出放大器的实践线路第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器3.4.3高高频功放的功放的实践践线路路举例例图331(a)是任是任务频率率为50MHz的晶体管的晶体管谐振功振功率放大
63、率放大电路路,它向它向50外接外接负载提供提供25W功率功率,功率功率增益达增益达7dB。第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器图331高频功放实践线路(a)50MHz谐振功放电路;(b)175MHz谐振功放电路第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器3.5高频功放、功率合成与射频模块放大器3.5.1D类高频功率放大器1.电流开关型D类放大器图332是电流开关型D类放大器的原理线路和波形图，线路经过高频变压器T1,使晶体管V1、V2获得反向的方波鼓励电压。第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器由此可得集电极回路两端的高频电压有效值为集电极回路两端的高频电压峰值为第第3 3章章
64、高频谐振放大器高频谐振放大器图332电流开关型D类放大器的线路和波形第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器V1(V2)的集电极电流为振幅等于Ic0的矩形,它的基频分量振幅等于(2/)Ic0。V1、V2的ic1、ic2中的基频分量电流在集电极回路阻抗RL(思索了负载RL的反射电阻)两端产生的基频电压振幅为将式(335)代入式(337),得输出功率为输入功率为(339)(338)(337)第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器集电极损耗功率为(342)(341)(340)2电压开关型D类放大器图333为一互补电压开关型D类功放的线路及电流电压波形。两个同型(NPN)管串联,集电极加有恒
65、定的直流电压Ec。第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器图333电压开关型D类功放的线路及波形第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器由图可见,因ic1、ic2都是半波余弦脉冲(=90),所以两管的直流电压和负载电流分别为两管的直流输入功率为负载上的基波电压UL等于uce2方波脉冲中的基波电压分量。对uce2分解可得第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器负载上的功率为可见此时匹配的负载电阻为第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器3.5.2功率合成器功率合成器,就是采用多个高频晶体管,使它们产生的高频功率在一个公共负载上相加。图3
66、34是常用的一种功率合成器组成方框图。第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器图334功率合成器组成第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器由3dB耦合器原理可知,当两晶体管输入电阻相等时,那么两管输入电压与耦合器输入电压相等在晶体管的输出端,当两管正常任务时,两管输出一样的电压,即且,但由于负载上的电流加倍,故负载上得到的功率是两管输出功率之和,即第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器图335同相功率合成器(a)交流等效电路;(b)B信号源开路时的等效电路第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器当时,由于流过负载的电流只需原来的一
67、半,功率减小为原来的1/4,而A管输出的另一半功率正好消耗在平衡电阻RT上,即有图336是反相功率合成器的原理线路。输入和输出端也各加有3dB耦合器作分配和合并电路。图337是一反相功率合成器的实践线路。它任务于1.5MHz,输出功率100W。第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器图336反相功率合成器的原理线路第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器图337100W反相功率合成器的实践线路第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器图339是一个模块式射频部件的微带线电路板。它由A、B、C、D四个模块放大器级联组成。图339一个模块式射频部件的微带线电路板第第3 3章章 高频谐振放
68、大器高频谐振放大器第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器一、掌握谐振功率放大器的作用、特点及其与高频小一、掌握谐振功率放大器的作用、特点及其与高频小信号放大器和低频功率放大的一样点和不同点。信号放大器和低频功率放大的一样点和不同点。1.谐振功率放大器主要用来放大高频大信号，其目的是为谐振功率放大器主要用来放大高频大信号，其目的是为了获得高功率和高效率输出的有用信号。了获得高功率和高效率输出的有用信号。2.谐振功率放大器的特点是晶体管基极为负偏压，即任务谐振功率放大器的特点是晶体管基极为负偏压，即任务在丙类任务形状，其集电极电流为余弦脉冲状，由于负载为在丙类任务形状，其集电极电流为余弦脉冲
69、状，由于负载为LC回路，那么输出电压为完好正弦波。回路，那么输出电压为完好正弦波。本本 章章 小小 结结第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器3、谐振功率放大器与小信号谐振放大器的异同之处、谐振功率放大器与小信号谐振放大器的异同之处一样之处：放大的信号均为高频信号，一样之处：放大的信号均为高频信号，放大器的负载均为谐振回路。放大器的负载均为谐振回路。不同之处：鼓励信号幅度大小不同；不同之处：鼓励信号幅度大小不同；放大器任务点不同；放大器任务点不同；晶体管动态范围不同。晶体管动态范围不同。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：任务频率与相对频宽不同
70、；不同之处：任务频率与相对频宽不同；放大器的负载不同；放大器的负载不同；放大器的任务形状不同放大器的任务形状不同,分析方法不同分析方法不同高频功率放大器与低频功率放大器的异同之处高频功率放大器与低频功率放大器的异同之处第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器丙类谐振功率放大器任务在非线性区，采用折线近似法进展丙类谐振功率放大器任务在非线性区，采用折线近似法进展分析，根据晶体管能否任务在饱和形状而分为欠压、临界和过分析，根据晶体管能否任务在饱和形状而分为欠压、临界和过压三种任务形状。压三种任务形状。二、掌握谐振功率放大器的分析方法二、掌握谐振功率放大器的分析方法当负载电阻当负载电阻Rp变化时
71、，其任务形状发生变化，由此引起放大变化时，其任务形状发生变化，由此引起放大器输出电压、功率、效率的变化特性称为负载特性。器输出电压、功率、效率的变化特性称为负载特性。三、掌握谐振功率放大器的负载特性、各极电压对任务形状的影响三、掌握谐振功率放大器的负载特性、各极电压对任务形状的影响负载特性曲线负载特性曲线第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器各极电压的变化也会引起任务形状的变化。其中临界任务时各极电压的变化也会引起任务形状的变化。其中临界任务时输出功率最大，效率也较高，欠压、过压任务形状主要用于调输出功率最大，效率也较高，欠压、过压任务形状主要用于调幅电路。过压任务形状也用于中间级放大。幅电路。过压任务形状也用于中间级放大。
