通信电路第3章.pptx

３.１ 概述 ３.２ 丙类谐振功率放大电路 ３.３ 宽带高频功率放大电路与功率合成电路 ３.４ 集成高频功率放大电路及应用简介 ３.５ 章末小结;; 谐振功放属于窄带功放电路。对于工作频带要求较宽, 或要求经常迅速更换选频网络中心频率的情况, 可采用宽带功率放大电路。 本章着重讨论丙类谐振功放的工作原理、动态特性和电路组成。 ;3.2丙类谐振功率放大电路;3.2.1 工作原理 图3.2.1是谐振功率放大电路原理图。  假定输入信号是角频率正弦波, 输出选频回路调谐在输入信号的相同频率上。 根据基尔霍夫电压定律, 可得到以下表达式: uBE=UBB+ub=UBB+Ubmcosω0t (3.2.1) uCE=UCC+uc=UCC-Ic1mRΣcosω0t =UCC-Ucmcosω0t ; 其中uBE和uCE分别是晶体管b、e极电压和c、e极电压，ub和uc分别是输入交流信号和输出交流信号, RΣ是回路等效总电阻, IC0和Ic1m分别是集电极电流iC中的直流分量和基波振幅。UBB和UCC是直流电源。  ;(3.2.3); 功率放大电路是大信号工作, 而在大信号工作时必须考虑晶体管的非线性特性, 这样将使分析比较复杂。为简化分析, 可以将晶体管特性曲线理想化, 即用一条或几条直线组成折线来代替, 称为折线近似分析法。  图3.2.3用两段直线组成的折线来近似表示将晶体管的转移特性, 由此来分析丙类工作状态的有关参数。 ; 图 3.2.3 丙类状态转移特性分析;;+ ub -;2 工作原理分析;(1) 集电极电流;iC频谱;3. 高频功放的功率关系 ;图 3.2.4 尖顶余弦脉冲的分解系数α(θ)与波形系数g1(θ) ; 由图3.2.4可以看出, α1(90°)=α1(180°)=0.5, 这两种情况分别对应于乙类和甲类工作状态, 均比丙类(θ＜90°)的数值高, 而α1的最大值是α1(120°)=0.536, 处于甲乙类状态。这意味着当回路等效总电阻RΣ和脉冲高度ICm相同时, 丙类的输出功率比甲类、甲乙类和乙类都要小一些, 但是丙类的集电极效率比它们都要高。 ; 分析式(3.2.12)、 (3.2.13)可知, 增大ξ和g1的值是提高效率的两个措施, 增大α1是增大输出功率的措施。然而图3.2.4告诉我们, 增大g1与增大α1是互相矛盾的。导通角θ越小, g1越大, 效率越高, 但α1却越小, 输出功率也就越???。所以要兼顾效率和输出功率两个方面, 选取合适的导通角θ。若取θ=70°, 此时的集电极效率可达到85.9%, 而θ=120°时的集电极效率仅为64%左右。因此, 一般以70°作为最佳导通角, 可以兼顾效率和输出功率两个重要指标。 ; 例3.1 在图3.2.3中, 若Uon=0.6 V, g=10mA／V, ICm=20mA, 又UCC=12V, 求当θ分别为180°, 90°和60°时的输出功率和相应的基极偏压UBB, 以及θ为60°时的集电极效率。(忽略集电极饱和压降);因为;所以, 当甲类工作时(θ=180°), 根据式(3.2.11), (3.2.4), ; 当丙类工作时(θ=60°),有;3.2.2 性能分析 　利用图3.2.5所示折线化转移特性和输出特性曲线, 借助谐振功放输入回路、 输出回路和晶体管转移特性的三个表达式, 分析两个问题：输出信号的振幅与输入信号的振幅有什么关系？ Ucm的大小受哪些参数影响？ 当晶体管确定以后, Ucm的大小与VBB、VCC、RΣ和Ubm四个参数有关。 在分析之前, 让我们先确定动态线的情况。  ;图 3.2.5 折线化转移特性和输出特性分析 ; 由式(3.2.1)和式(3.2.2)可写出： ;有关Q点位置的说明如下。 甲类和甲乙类工作时，Q点位于放大区内的动态线上； 乙类工作时，Q点下移到放大区与截止区交界处的动态线上。 所以，丙类工作时，Q点应该沿着动态线继续下移，位于动态线的延长线上， 即在第四象限内。 另外，由图3.2.5中的转移特性和式（3.2.14）可知，在静态工作点，因为uBE=UBB，故有uCE=UCC，这也是Q点应该满足的条件。 综上所述，输出特性中的Q点位置应该是在动态线AB的延长线与uCE=UCC的相交处。Q点位于第四象限内并非表示此时iC为负值，而是说明此时iC=0， 因为集电极电流不可能反向流动。Q点是为了作图的需要而虚