高频电子线路_第3章VIP专享VIP免费

第3章高频功率放大器使用高频功率放大器的目的：为了获得足够大的高频输出功率。高频和低频功率放大器的共同特点：输出功率大，效率高。其区别：1）工作频率和相对频带不同：低频功率放大器：工作频率低，带宽相对较宽。高频功率放大器：工作频率高，带宽相对较窄。因而，高频放大器一般都采用选频网络作为负载回路。2）这两种放大器所选用的工作状态不同：低频功率放大器可工作于甲类、甲乙类或乙类状态；高频功率放大器则一般都工作于丙类（特殊情况下可在乙类）分类根据对象特点，一般采用谐振功率放大器；也可采用宽带功率放大器。谐振功率放大器与小信号谐振放大器的异同之处相同之处：1）放大的信号均为高频信号；2）都采用谐振回路作负载。不同之处:1）作用与要求不同。小信号谐振放大器主要用于高频小信号的选频放大，要求有较高的选择性和谐振增益。谐振功率放大器主要用于高频信号的功率放大。要求效率高，输出功率大。不同之处（续）2）工作状态不同。小信号谐振放大器输入信号很小，要求失真小，故工作在甲类状态；谐振功率放大器为大信号放大器，为了提高效率，工作在丙类状态。3）对谐振回路要求不同。小信号谐振放大器中谐振回路主要用来选择有用信号，抑制干扰信号，要求它有较高的选择性，故的Q值较高；谐振功率放大器的谐振回路主要是用于抑制谐波，实现阻抗匹配，输出大功率，所以回路的Q值较低。icQebtooict小信号谐振放大器波形图icebtooictVBZ谐振功率放大器波形图高频功率信号放大器使用中需要解决的两个问题①高效率输出②高功率输出放大器一般分为甲类、乙类、甲乙类、丙类等工作方式，为了进一步提高工作效率还提出了丁类与戊类放大器。工作状态半导通角理想效率负载应用甲类18050%电阻低频小信号低功率放大乙类9078.5%推挽，回路低频、高频大功率放大丙类<90>78.5%选频回路高频大功率放大高频功率放大器大多工作于丙类，但丙类放大器的电流波形失真太大，因而不能用于低频功率放大，只能用于采用调谐回路作为负载的谐振功率放大。谐振功率放大器通常工作于丙类工作状态，属于非线性电路，因此不能使用线性等效电路来分析。主要分析方法：1）图解法，利用电子器件的特性曲线来对它的工作状态进行计算；2）解析近似分析法，是用折线段来表示电子器件的特性曲线，称为折线法。主要技术指标：输出功率、效率、中心频率3.1丙类谐振功率放大器的工作原理一、基本工作原理1、电路组成高频功率放大器的原理线路,除电源和偏置电路外,它由晶体管、谐振回路和输入回路三部分组成的。工作在丙类状态,在一个信号周期内功放管导通角小于1800静态时发射结反偏,工作在截止区;输入激励大信号，一般在0.5V以上；基极电流和集电极电流均为高频脉冲信号；谐振回路作负载选取有用频率分量，兼有阻抗变换作用基极较小的激励信号Vb控制三极管得到较大的集电极电流iC，实现了电源直流能量到输出交流能量的转换。为了获得高输出效率，放大器通常工作在丙类，只有小部分时间导通。此时集电极电流iC为一系列脉冲电流。谐振回路LC是晶体管的负载，负载采用LC谐振回路的原因：1)滤波/选频作用：滤除iC中的谐波，选出基波；2)阻抗匹配作用：使输出负载经阻抗变换后与最佳谐振电阻相等，满足最大功率传输。基极电源VBB应小于截止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、电流、电压波形cosBEBBiBBimuVuVUt当基极输入一余弦高频信号ui时当uBE的瞬时值大于基极和发射极之间的导通电压uBE(on)时，晶体管导通，产生基极电流iB。因为管子只在小半周期内导通，因而iB为脉冲电流。基极导通后，晶体管便由截止区进入放大区，集电极将流过电流iC，放大后的iC也为脉冲电流。iC为周期函数，可用傅立叶级数展开成包括直流、基波和高次谐波的表达式01201()coscos2cosCCcmcmCcmnnitIItItIInt当集电极回路调谐在输入信号频率ω上时，谐振回路对基波电流而言，等效为一纯电阻。对于其他各次谐波而言，回路失谐而呈现很小的电抗，并可看成短路。直流分量只能通过回路电感线圈去路，其直流电...