【教学课件】第2章高频功率放大器.ppt

第2章 高频功率放大器,丙类谐振功放的特点 丙类谐振功放的工作原理 丙类谐振功放的性能分析 丙类谐振功放的电路 丙类倍频器的工作原理丁类高频功率放大电路简介 宽带高频功率放大器简介,主要内容：,2.1 丙类谐振功放的特点,1.与低频功放相比较,工作频率和相对频带不同负载性质不同工作状态不同,对放大信号的要求不同谐振网络的作用不同工作状态不同,2.与小信号谐振放大器比较,2.2 丙类谐振功放的工作原理,1.电路原理,三极管V在工作时应处于丙类工作状态，只有小部分时间导通。LC谐振回路起到滤波和匹配作用。基极电源VBB应小于死区电压以保证晶体管工作于丙类状态，一般VBB略小于0。集电极电压VCC是功率放大器的能量来源。,2.工作原理,2.2 丙类谐振功放的工作原理,因而：,设输入ui为一余弦信号:,则三极管的发射结电压：,因为管子只在小半周期内导通，因而iB为脉冲电流。放大后的iC也为脉冲电流。根据傅氏级数展开得：,考虑LC谐振回路对各次谐波的作用不同得：,波形分析：,三极管输入特性基极脉冲电流及谐波分量集电极脉冲电流及谐波分量LC谐振回路两端电压波形晶体管集电极和发射极之间的瞬时电压波形,3.功率与效率,2.2 丙类谐振功放的工作原理,电源提供功率：,输出功率：,集电极功耗：,效率：,其中：,为集电极电压利用系数。,为集电极电流利用系数（波形系数）。,2.3 丙类谐振功放的性能分析,1.动态线,可见，动态线和VCC，VBB，Uim，Ucm相关。,在以UBE作为参变量的三极管输出特性曲线上作出的交流负载线（如图）。,AB为动态线，且有：,2.三种工作状态,2.3 丙类谐振功放的性能分析,改变UBE、UCE将使动态点移动，使谐振功放工作于不同的三种状态：,欠压状态：临界状态：过压状态：,3.负载特性指VCC、VBB、Uim不变时，谐振负载RP变化对放大器性能的影响。,2.3 丙类谐振功放的性能分析,观察集电极余弦脉冲变化,RP变化对集电极余弦脉冲的影响,4.调制特性集电极调制特性,2.3 丙类谐振功放的性能分析,特点：随着VCC增大，先后经历：过压临界欠压且不变。,指VBB、Uim、RP固定，VCC变化对放大器性能的影响。,作为集电极调制时应工作于过压区,4.调制特性基极调制特性,2.3 丙类谐振功放的性能分析,指 VCC、Uim、RP固定，VBB 变化对放大器性能的影响。,特点：随着VBB 增大，先后经历：欠压临界过压且 增大。,作为基极调制时应工作于欠压区。,5.放大特性,2.3 丙类谐振功放的性能分析,特点：随着Uim的增大，先后经历：欠压临界过压且增大。,指VCC、VBB、RP固定，Uim变化对放大器性能的影响。,欠压时用于放大，过压时用于限幅。,2.4 丙类谐振功放的电路,1.基极馈电电路,2.集电极馈电电路,2.4 丙类谐振功放的电路,3.滤波匹配网络（输入与输出）,2.4、丙类谐振功放的电路,实例分析,L型：,型：,T型：,丙类谐振功放电路实例分析：,2.5 丙类倍频器的工作原理,原理：利用器件的非线性对输入信号进行非线性变换，再利用谐振系统从各次谐波中取出所需的n次谐波分量，从而实现n倍频。,当n2时，一般设陷波电路，从而有效滤除低次谐波。如图：,丙类倍频器一般工作于弱欠压和临界状态，可以临界状态分析，如：,n越大，Pon和cn越小且n的谐波难滤除，所以一般n取23级。,2.6 丁类高频功率放大电路简介,丁类放大电路中，三极管处于开关状态;在理想情况下，丁类高频功率放大电路的效率可达100%，实际情况下也可达90%左右。丁类功率放大电路如图所示:,V1、V2各饱和导通半周，尽管导通电流很大，但相应的管压降很小，这样每管的管耗就很小，放大器的效率也很高。,2.7 宽带高频功率放大器简介,1.传输线变压器工作原理传输线变压器的工作方式是传输线原理与变压器原理的结合，其主要特点是工作频带极宽。如图1:1传输线变压器：,2.传输线变压器的应用,2.7 宽带高频功率放大器简介,功率合成与分配应用举例：,本章小结：,1.高频功率放大器分为窄带高频功率放大器和宽带高频功率放大器。2.为了提高效率，谐振功放一般工作在丙类状态，其集电极电流是失真严重的脉冲波形。3.谐振功率放大器有欠压、临界、过压三种状态。4.谐振功率放大器电路包括集电极馈电电路、基极馈电电路和匹配网络等。5.倍频器按其工作原理可分为丙类倍频器和参量倍频器。6.传输线变压器是以传输线原理和变压器原理相结合的方式工作，因此具有良好的宽频带传输特性。,