[理學(xué)]3_高頻功率放大電路(已修改)
2024-10-26 17:21 本頁面
【正文】 2021年 11月 10日星期三 1 第三章 高頻功率放大電路 概述 主要內(nèi)容： 丙類諧振功率放大電路 寬帶高頻功率放大電路與功率合成電路 小結(jié) 2021年 11月 10日星期三 2 概述 ? 功能 高頻功率放大器的主要功能是用小功率的高頻輸入信號去控制高頻功率放大器，將直流電源供給的能量轉(zhuǎn)換為大功率高頻能量輸出， 它主要應(yīng)用于各種無線電發(fā)射機中。 ?特點： 為了獲得大功率，則輸入信號為大信號，則放大這種信號的放大器工作于非線性狀態(tài)。 2021年 11月 10日星期三 3 ?主要技術(shù)指標(biāo) ?高頻輸出功率： Po ?效率 η： 輸出功率 Po /直流電源功率 PD ?功率增益： 輸出功率 Po/輸入功率 Pi ? 選頻特性 ?高頻功率放大器希望輸出的諧波分量盡可能小 ， 以免對其它頻道產(chǎn)生干擾 。 國際對諧波輻射規(guī)定是： ? 對中波廣播來說，在空間任一點的諧波場強不得超過基波場強的 %。 ?無論電臺的功率有多大，在距電臺一公里處的諧波場強不得大于 50μv/m。在一般情況下，假如任一諧波的輻射功率不超過 25mW，即可認為滿足上述要求。 2021年 11月 10日星期三 4 丙類諧振功率放大電路 根據(jù)放大管集電極電流導(dǎo)通時間的長短，功放分為甲類、乙類、丙類等。 ?高頻功率放大器的工作狀態(tài)？ 2021年 11月 10日星期三 5 甲類：在輸入信號的整個周期中，集電極都有電流流通的放大器稱為甲類放大器，此時電流導(dǎo)通角為 180o； i c i c ω t 轉(zhuǎn)移特性 U on O u BE 甲類 U bm U BB QA UBBUbm+Uon 信號無失真放大 2021年 11月 10日星期三 6 乙類：在輸入信號的整個周期中，只有輸入信號正半周集電極有電流流通，此時電流導(dǎo)通角為 90o； i c i c ω t 轉(zhuǎn)移特性 U on O u BE 乙類 90o U bm QB UBB=Uon 信號失真放大 2021年 11月 10日星期三 7 丙類：在輸入信號的整個周期中，只有小于輸入信號正半周集電極有電流流通，此時電流導(dǎo)通角小于 90o i c i c ω t 轉(zhuǎn)移特性 U on O u BE 乙類 θ U bm U BB QC UBB Uon 信號失真放大 2021年 11月 10日星期三 8 ?甲類能夠?qū)π盘枱o失真放大，而乙類以及丙類放大信號時出現(xiàn)了失真！ ?而放大器的一個非常重要的指標(biāo)就是信號的失真度?。?！ ? ? ? ? ? ? 2021年 11月 10日星期三 9 傅立葉級數(shù) tAtf ??? s in4)(1 f1( t ) 4 A / ? O ? t )3s i n31( s i n4)(2 ttAtf ????? f2( t ) A O ? t )5s i n513s i n31( s i n4)(3 tttAtf ???????f3( t ) A O ? t )7s i n715s i n513s i n31( s i n4)(4 ??????????? ttttAtff4( t ) A O ? t 2021年 11月 10日星期三 10 i c ω t θ ω 2 ω 0 ω 0 3 ω 0 0 ?? 其頻譜為 中心頻率為 ω 0 的帶通濾波器 ω 0 ω 2 ω 0 3 ω 0 0 丙類功率放大器輸出電流 ?結(jié)論：丙類功放無失真放大信號的條件是：加入帶通濾波器將丙類功放非線性狀態(tài)所產(chǎn)生諧波成分濾除。 O t?通過濾波器后的電流為： 2021年 11月 10日星期三 11 思考：為什么低頻功放不能工作在丙類狀態(tài)？？？ 以音頻放大為例，若工作在丙類狀態(tài)，則其頻譜為 基波 二次諧波 三次次諧波 …… ?會產(chǎn)生頻譜混疊，不能夠無失真恢復(fù)原低頻信號。 2021年 11月 10日星期三 12 C L U CC U B B ＋ － u CE ＋ － U BE u b R ∑ 圖 31 晶體管高頻功率放大器的原理電路 丙類功放的組成：放大器＋帶通濾波器 ?高頻小信號放大器： ?濾除外加干擾以及混頻干擾 ?削弱前后級電路對 LC回路特性的影響 ?高頻功率放大器： ?濾除晶體管工作在非線性特性產(chǎn)生的諧波分量 ?功率匹配 濾波以及阻抗變換 輸入信號 基極靜態(tài)偏置 集電極靜態(tài)偏置 2021年 11月 10日星期三 13 C L U CC U B B ＋ － u CE ＋ － U BE u b R ∑ ＋ － u c 二 、 工作原理 集電極回路電壓為 tUUtRIUuUu cmCCmccccCCCE ?? c o sc o s1 ?????? ?tUUu bmBBBE ?co s??基極回路電壓為 輸入信號為 Ub =Ubm cosωt ic 2021年 11月 10日星期三 14 直流功耗 PD： 交流功率 Po： ???? RIUIUIP mccmmcccO 1211 2121集電極效率 η ： ccCcmm
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