3.4丁类谐振功放.ppt

EXIT EXIT 3.4 丁类谐振功率放大器 高频电子线路 3.4 .1 丁类谐振功率放大器 主要要求： 了解提高放大器效率的方法。 了解丁类谐振功放的工作原理。 高频功率放大器的主要问题就是如何尽可能提高功放管的输出功率。甲、乙、丙类放大器是通过不断减小电流导通角?来不断提高放大器功率的。 但导通角?减小使有限度的，?太小时Ic1m下降太多，输出功率反而下降。要想维持Ic1m不变，可以加大激励电压，但这可能导致管子的击穿。 丁类(双管)、戊类(单管)放大器采用固定导通角?为90o，尽量降低晶体管的耗散功率的办法，来提高功率放大器的功率的。具体说，让晶体管工作在开关状态：导通时进入饱和区，器件内阻接近零；截止时，电流为零，器件内阻接近无穷大。 返回 一、提高功放效率的方法 提高功放效率的方法： ?t uBE O VBB uBE(on) ? ?t iC O ? iCmax VCC uc ?t uCE O 1.减小θ 2.减小 iC uCE 丙类； 有限制 各种高效率谐振功放的设计基础 例如丁类 要减小PC 提高功放效率的方法： ?t uBE O VBB uBE(on) ? ?t iC O ? iCmax VCC uc ?t uCE O 1.减小θ 2.减小 iC uCE 要减小PC 一、提高功放效率的方法 使放大器工作于开关状态，当晶体管导通 iC≠0 时，uCE最小，约为零；而当 uCE≠0 时，晶体管截止，iC=0 。因此， iC uCE很小，理想情况下效率可达100% 。 思 路 二、丁类谐振功率放大器 有电压开关型和 电流开关型两类 + ui – + ub1 – – ub2 + + uo – RL C A L 电压开关型丁类功放原理图 +VCC V1 V2 V1、V2 两管同类型 且特性相同 两管的激励电压ub1和ub2 大小相等，极性相反。 两管的负载是L、C、R L 构成的串联谐振回路 + ui – + ub1 – – ub2 + + uo – RL C A L 电压开关型丁类功放原理图 +VCC V1 V2 工作原理： 设ui 为足够大的正弦波，则两管轮流饱和导通。 当V1管饱和导通时，uA = VCC – UCE(sat) 当V2管饱和导通时，uA = UCE(sat) 因此uA为方波电压，其幅值为 [VCC – 2UCE(sat) ] ?t uA O VCC UCE(sat) 二、丁类谐振功率放大器 + ui – + ub1 – – ub2 + + uo – RL C A L 电压开关型丁类功放原理图 +VCC V1 V2 工作原理： 当回路调谐于输入信号频率，且Q值足够高时， 只有uA中的基波分量能在回路中产生电流io，因此负载RL上得到不失真的输出电压 uo 。 ?t uA O VCC UCE(sat) ?t io O ?t uo O io uo 二、丁类谐振功率放大器 + ui – + ub1 – – ub2 + + uo – RL C A L 电压开关型丁类功放原理图 +VCC V1 V2 工作原理： io只能由V1和V2管分别导通时的iC1 、iC2合成。 iC1 、iC2为半波电流 ?t uA O VCC UCE(sat) io ?t iC1 O ?t iC2 O iC1 iC2 二、丁类谐振功率放大器 + ui – + ub1 – – ub2 + + uo – RL C A L 电压开关型丁类功放原理图 +VCC V1 V2 工作原理： 可见：丁类谐振功放中的两管均工作于开关状态，它们均为半周导通、半周截止。导通时，电流为半个正弦波，但管压降约为零；截止时，管压降很大，但电流为零，因此管耗很小，功放效率很高。 ?t uA O VCC UCE(sat) io ?t iC1 O ?t iC2 O iC1 iC2 二、丁类谐振功率放大器 丁类谐振功放的问题及其措施： 高频工作时，由于管子结电容和电路分布电容的影响， uA的波形有一定的上升沿和下降沿，因而产生较大的动态管耗。频率越高，动态管耗在总管耗中的影响越大，致使效率大大下降。因此丁类谐振功放的效率受到管子开关特性的限制。 戊类谐振功放：在丁类谐振功放的基础上改进。采用 特殊设计的输出回路，以保证uCE为 最小值的一段时间内才有 iC 流通。 3.4.2 倍频器 主要要求： 了解倍频器的工作原理。 倍频器是一种输出频率等于输入频率整数倍的电路。 晶体管倍频器主要有两种形式：一是利用丙类放大器电流脉冲中的谐波来获得倍频，叫