第五章 高频功放.ppt

第五章 高频功率放大器;5.1 概述;高频功率放大器的位置;5.2 功率放大器的工作原理;功率放大器的特点：;+;高频谐振功放的工作状态：大信号丙类;各元件的作用：;w;甲类：一个周期内均导通。θ为180° 甲乙类：大半个周期导通，90°θ180° 乙类：二分之一个周期导通， θ=90° 丙类：小于二分之一个周期导通， θ90°;工作状态;功率放大器的特点：;当集电极LC并联回路调谐在输入信号频率ω上时，集电极余弦电流脉冲iC的基波分量产生较大的压降；LC回路的电感L对直流呈现很小的阻抗并且可以看作短路，各高次谐波对LC回路呈现的阻抗很小并且可以看作短路，因此直流分量、各高次谐波分量不会在LC回路两端产生压降。;5.2.2 输出功率与效率;集电极电源提供的直流功率：;5.3 晶体管特性的折线化;设输入信号:;w;当ω t=0时 ;将;;当θ一定时，基本上符合α1α2α3。即，基波分量最大，越高频的谐波振幅越小。 对应某次谐波，有相对应的θ角，使得输出振幅最大。例如α1在θ=120°时最大。二次谐波α2在θ=60°时最大。可根据需要选取半导角。 同样的，也可以找到相对应的θ角，使某次谐波输出为零。 ;(a) 分解系数 (b) 波形系数 尖顶余弦脉冲的分解系数;例： 某调谐功率放大器，已知Vcc=20V,Po=6W,求 1. 当集电极效率=60%时，Pc及Ic0是多少？ 2.若Po保持不变，将集电极效率提高到80%，则Pc减少多少？;5.3.3 高频功率放大器的动态特性和负载特性;????下图所示为折线化转移特性和输出特性曲线： ;*;2. 功率放大器的负载特性——三种工作状态; VCC、VBB、vb一定，只变化放大器的负载电阻而引起的放大器输出电压、输出功率、效率的变化特性称为负载特性。它是高频功率放大器的重要特性之一。 通过研究负载特性，可选取合适的R，使放大器的工作更理想。;临界状态 欠压状态 过压状态;（1）动态特性曲线1代表R较小因而Vcm也较小的情形，称为欠压工作状态。它与静态曲线交点A1决定了集电极电流脉冲的高度。显然，这时电流波形为尖顶余弦脉冲；;欠压状态：Icmax接近常数。 过压状态：Icmax出现凹陷，大幅度减小;由图可以看出，在临界状态，Po达到最大值。因此在设计高频功率放大器时，如果希望输出功率最大，就应使之工作在临界状态。;三种工作状态的特点： 1）临界状态 优点—输出功率最大，效率也较高，可以说是谐振功率放大器最佳工作状态。 主要用于发射机末端。;例：坦克的天线（负载），碰地或者碰到装甲车壳会带来什么结果？ 答： 1. 天线为末端负载。则此时相应放大电路工作在临界状态。 2. 天线碰地后，负载阻抗减小。则工作状态变化到欠压状态。 3. 此时晶体管工作不安全，Pc急剧增加，易烧毁。;2. 下面的电路属于哪种电路…………（ ） A、共基放大电路 　　　　　 B、谐振功率放大电路　 C、小信号谐振放大电路　　　D、正弦波振荡电路;由负载特性可知，要使谐振丙类功放的输出功率最大，其工作状态应为………( ) 若要效率最高，应工作在………( ) A、过压状态 　　　　　 B、欠压状态　 C、临界状态　　　　　D、弱过压状态;*;*;例：某一晶体管谐振功率放大器，已知Vcc=24V, Ic0=250mA, Po=5W, 集电极电压利用系数ξ=1。试求P=, η，Rp, Ic1m和θ的值;*;*;—— 直流馈电电路;1. 集电极直流馈电电路 ;(2) 基波分量Ic1m应通过负载电路，以产生所需要的高频输出功率。因此，Ic1m只应在负载回路产生电压降，其余部分对于Ic1m来说，都应该是短路的。所以对于Ic1m的等效电路如图 (b)所示。;(3) 外电路对高次谐波Icnm为短路到地，如图 (c)所示。;要满足以上几条原则，可以采用串联馈电电路与并联馈电电路两种电路。 串馈是指直流电源、晶体管以及谐振负载回路三者之间是串联连接的。并馈是将上述三部分并联连接。;在图中，Lc是大电感，称为高频扼流圈，其对高频电流呈现很大的阻抗，阻止高频电流通过，近似为断路；C1、C2是大电容，分别称为高频旁路电容和耦合电容，其对高频电流呈现很小的阻抗，近似为短路。Lc与C1构成电源滤波电路，用以避免高频信号通过直流电源而产生寄生干扰影响其他电路的正常工作。不管是并馈还是串馈，交流电压与直流电压都是串联叠加在一起的，满足 。;2. 基极直流馈电电路;图(a)是利用基极电流脉冲iB中直流分量IB0经RB产生偏置电压，根据IB0的流向，则该偏置电压给基极加了一个反向偏置电压。高频旁路电容CB使iB的基波