高頻功率放大器(1)(已修改)
2025-05-28 21:46 本頁(yè)面
【正文】 Chapter 4 高頻諧振功率放大器 167。 概述 167。 諧振功率放大器的工作原理 167。 諧振功放的折線近似分析法 167。 高頻功率放大器的電路組成 167。 概述 高頻功率放大器的主要任務(wù) 放大高頻大信號(hào)，使發(fā)射機(jī)獲得足夠大的發(fā)射功率。常用于發(fā)射機(jī)的末級(jí)。 功率放大的含義 在輸入高頻信號(hào)的控制下，將直流電源的直流功率轉(zhuǎn)換成高頻功率。 要求高的輸出 功率 ，高的轉(zhuǎn)換 效率 。 諧振功率放大器與小信號(hào)諧振放大器的異同之處 相同之處：它們放大的信號(hào)均為高頻信號(hào)，而且放大器的負(fù) 載均為諧振回路。 不同之處：為激勵(lì)信號(hào)幅度大小不同；放大器工作點(diǎn)不同； 晶體管動(dòng)態(tài)范圍不同。 icebtooictVBZ諧振功率放大器 波形圖 小信號(hào)諧振放大器 波形圖 icQebtooicticQebtooict小信號(hào)諧振放大器 波形圖 icebtooictVBZ諧振功率放大器 波形圖 高頻諧振功放與低頻功放的比較 共同之處 :都要求輸出功率大和效率高。 不同之處：工作頻率和相對(duì)帶寬不同，因此存在本質(zhì)區(qū)別。 低頻功放工作在甲類或乙類工作狀態(tài)； 高頻功放工作在丙類工作狀態(tài)（丙類工作狀態(tài)電流波形失真很大，必須使用調(diào)諧負(fù)載恢復(fù)波形）； 1. 負(fù)載不同 低頻功放工作頻率低，相對(duì)帶寬很寬，故不能使用調(diào)諧負(fù)載。 高頻功放工作頻率高，相對(duì)帶寬窄，一般使用調(diào)諧負(fù)載。（也有寬帶高頻功放，使用頻率響應(yīng)很寬的傳輸線負(fù)載。） 工作狀態(tài) 功率放大器一般分為甲類、乙類、甲乙類、丙類等工作方式，為了進(jìn)一步提高工作效率還提出了丁類與戊類放大器。 表 4 1 不同工作狀態(tài)時(shí)放大器的特點(diǎn) 工作狀態(tài) 半導(dǎo)通角 理想效率 負(fù) 載 應(yīng) 用 甲類 ?c = 1 8 0 ? 50% 電阻 低頻 乙類 ?c = 9 0 ? 7 8 . 5 % 推挽，回路 低頻，高頻 甲乙類 90 ? ＜ ? c ＜ 1 8 0 ? 50% ＜ ? ＜ 7 8 . 5 % 推挽 低頻 丙類 ? c ＜ 90 ? ? ＞ 7 8 . 5 % 選頻回路 高頻 丁類 開(kāi)關(guān)狀態(tài) 9 0 % ~ 1 0 0 % 選頻回路 高頻 主要技術(shù)指標(biāo) 功率放大器的兩個(gè)主要技術(shù)指標(biāo)是：輸出功率與效率。 167。 諧振功率放大器的工作原理 原理電路 + – v b – i B – + V BB – + V CC – + v CE C – + v c L 輸出 i E i c v BE + 諧振功率放大器的基本電路 外部電路關(guān)系式： 晶體管的內(nèi)部特性： tVVvtVVvcmCCCEbmBBBE??coscos?????BZBEBZBEcc VvVvgi ??? )( 電路的四個(gè)組成部分：電源及靜態(tài)偏置；晶體管；LC諧振回路和輸入激勵(lì)信號(hào)。 由于 基極負(fù)偏置 ，所以電路工作在丙類工作狀態(tài)。 電壓電流波形 t ? 或電壓 電流 o V BZ V CC V － BB V bm V cm v bE max ? i C i c max c i C v CE v BE v CE min 1. iC 與 vBE同相，與 vCE反相； 2. iC 脈沖最大時(shí)， vCE最??； tVV bmBBBE ???? c o svtVV cmCCCE ??? c o svtV cm ?c o sBZBEBZBEcc VvVvgi ??? )(由右圖可以得到： V b m co s ? c = BBV + V BZ 轉(zhuǎn)移 特性 ic VBZ o 理想化 ic m a x ic ? t o + ?c – ?c o + ?c – ?c Vbm Vbm vBE vBE – VBB ?t 諧振功率放大器轉(zhuǎn)移特性 故得： bmBZBBc VVVco s ??? 必須強(qiáng)調(diào)指出，集電極電流 ic雖然是脈沖狀，但由于諧振回路的濾波作用 (諧振于基頻 )，仍然能得到正弦波形的輸出 。 VBZ – VB B ? t VCC ? t ? t ? t VBE iB iC VCE Vcm Vcm Vb m VC E m i n 高頻功率放大器中各部分電壓與電流的關(guān)系 tVVv cmCCCE ?c o s?? 諧振功率放大器的功率關(guān)系和效率 功率放大器的作用原理是利用輸入到基極的信號(hào)來(lái)控制集電極的直流電源所供給的直流功率，使之轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣餍盘?hào)功率輸出去。 由前述所知： 有一部分功率以熱能的形式消耗在集電極上，成為集電極耗散功率。 P==直流電源供給的直流功率； Po=交流輸出信號(hào)功率； Pc=集電極耗散功率； 根據(jù)能量守衡定理： 故定義集電極效率： coooc PPPPP??? ??co PPP ???由上式可以得出以下兩點(diǎn)結(jié)論： 1) 設(shè)法盡量降低集電極耗散功率 P
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