第2章 高频调谐功率放大器 章2.1 概述 2.2 高频功率放大器的工作原理 2.3 高频功率放大器的动态分析 2.4 高频功率放大器的实用电路

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2.1 概述在高频范围内，为了获得足够的高频输出功率， 在高频范围内，为了获得足够的高频输出功率，必须采 用高频功率放大器，这是发送设备的重要组成部分。 用高频功率放大器，这是发送设备的重要组成部分。 1.低频功放与高频功放的异同点 低频功放与高频功放的异同点 输出功率大 (1)共同点 ) 效率高 (2)区别 ) 高频功放 低频功放 高频调谐 工作频率低( ~ ①工作频率低(200~20000Hz) ①工作频率高 ) 功率放大器 ②相对频带宽度窄 ②相对频带宽度很宽 选频网络作负载 采用选频网络 ③采用电阻或变压器作负载 ③采用选频网络作负载 工作在丙类 丙类状态 一般工作在甲、 ④工作在丙类状态 ④一般工作在甲、乙、甲乙类 不能用线性模型来分析， ⑤不能用线性模型来分析，一 图解法或 般采用图解法 折线法分析 般采用图解法或折线法分析

Q点设在 点设在 电流导通角分类 分类) 2.功率放大器工作状态的分类(按电流导通角分类) 放大区中部 功率放大器工作状态的分类 A类(甲类):导通角θ = 180°,晶体管始终工作在线性放大区； ):导通角 晶体管始终工作在线性放大区 线性放大区； 类 甲类): AB类(甲乙类):导通角 θ > 90° ,Q点设在放大区内但接近 ):导通角 类 甲乙类): 点设在放大区内但接近 截止区； 截止区； B类(乙类):导通角 θ = 90° ,Q点设在截止区边缘； ):导通角 点设在截止区边缘； 类 乙类): 点设在截止区边缘 C类(丙类):导通角 θ < 90° ,Q点设在截止区内； ):导通角 点设在截止区内； 类 丙类): 点设在截止区内 D类(丁类)、 类(戊类)工作于开关状态。 )、E类 戊类)工作于开关状态。 类 丁类)、 3.晶体管的静态特性曲线 晶体管的静态特性曲线 (1)输入特性曲线 )iB

2.1 概述

U BZ

uBE

(2)转移特性曲线 ) iC = f ( BE )u =常量 uCE

常用

(3)输出特性曲线 ) iC = f ( CE )u =常量 一族曲线 uBE

ic

iC饱和区

Q截止区

QA类： = 180° , 类θ Q点位于放大区 点位于放大区 B类： = 90° , 类 θ U BB = U BZ C类： < 90° , 类 θ U BB < U BZuBEO

UBB

U

ICEO EC

BZ

uCE

横轴为 uCE

横轴为 uBE

2.2 高频功率放大器的工作原理 2.2.1 工作原理分析1.电路结构 电路结构+ uS + ub -UBB C L

ic + uCE C Rp

+ ub -UBB

+ L u c1 -

EC

EC (b) 等效电路

(a) 原理电路

从电路结构上看，它由四部分组成： 从电路结构上看，它由四部分组成： (1)直流偏置电

路，其中基极偏置电路：为晶体管发射 )直流偏置电路，其中基极偏置电路： 结提供负偏压，使放大器工作于C类状态 类状态。 结提供负偏压，使放大器工作于 类状态。 (2)输入回路：提供所需的信号电压。 )输入回路：提供所需的信号电压。 是高频大功率晶体管， (3)晶体管是高频大功率晶体管，能承受高电压、大电 )晶体管是高频大功率晶体管 能承受高电压、 流，而且 fT↑,一般发射结反偏。 ,一般发射结反偏。 谐振回路组成， 选频和 (4)输出回路：由LC谐振回路组成，具有选频和阻抗匹 )输出回路： 谐振回路组成 具有选频 的作用。 配的作用。

2.工作原理 工作原理 (1)集电极电流 ic ) 设输入的交流信号为 ub (t ) = U bm cos ωt 则加到晶体管基极、 则加到晶体管基极、发射极之间 的有效电压为 uBE = ub (t ) U BB = U BB + U bm cos ωt 由晶体管的转移特性曲线有： 由晶体管的转移特性曲线有： uBE < U BZ 时，截止且 ic = 0 uBE > U BZ时，导通且有 ic = g c (uBE U BZ ) ic

+ ub -

+ uBE

+ uCE C _

ic

Rp

+ L u c1 -

-UBB

EC

gC

ic

∴有 θ ic = g c ( U BB + U bm cos ωt U BZ )C

-UBB

UBZ

uBE θ C ub

θC

θC

仿真

Ubm

2.工作原理 工作原理 (1)集电极电流 ic ) ic = g c ( U BB + U bm cos ωt U BZ ) ①当ωt = θ c 时，ic = 0有cos θ c = U BB + U BZ U bm

ic+ ub + uBE + uCE C Rp

_

+ L u c1 -

θ c = arc cos

U BB + U BZ U bm

-UBB

EC

∴ ic = g c [U bm cos ωt (U BB + U BZ )] = g c (U bm cos ωt U bm cos θ c )= g cU bm (cos ωt cos θ c )

ic

gC

icIcmax

②当ωt = 0 时，有 I c max = g cU bm (1 cos θ c ) 即 I c max 尖顶余 g cU bm = 1 cos θ c 弦脉冲 代入上式有 cos ωt cos θ c ic = I c max 1 cos θ c

-UBB θC

UBZ

uBE θC θC ub

θC

Ubm

(1)集电极电流 ic ) cos ωt cos θ c ic = I c max 1 cos θ c

周期性的尖 周期性的尖 顶余弦脉冲

进行傅立叶级数展开有： 对集电极电流 ic 进行傅立叶级数展开有： ic = I co + I cm1 cos ωt + I cm1 cos 2ωt + + I cmn cos nωt + ic Icmax ic1 ic2 ic3 Ico ωt θc θc

其中各系数分别为： 其中各系数分别为： I sin θ c θ c cos θ c 1 π I co = ic d (ωt ) = c max = I c maxα 0 (θ c ) ∫ π 2π π 1 cos θ c θ c sin θ c cos θ c 1 π I cm1 = ∫ ic cos ωtd (ωt ) = I c max i = I c maxα1 (θ c ) π π π (1 cos θ c ) 1 π I cmn = ∫ ic cos nωtd (ωt ) = I c maxα n (θ c ) 尖顶余弦脉冲 π π 的分解系数

((2)集电极输出电压 uCE 3)) 、电流波形图 )电压、 电压 uBE = U BB + U bm cos ωt i 设高频功放输出端的 …… 此处隐藏：6151字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……