【正文】 CmPCmCmCm RURIIUP22121 1212110 ???? （注意 PR 為回路諧振阻抗）( 3) 集電極耗散功率 CP ， oDC PPP ?? ( 4 ) 集電極能量轉(zhuǎn)換效率 ch ：? ?cCOCCmCmCooDocgIEIUPPPPP??h1112121?????其中：CCmEU 1?? 為集電極電壓利用系數(shù)； 討論：(1 )CPCmCCm E RIEU 11 ??? ， ?????? cPR h? ( 2 ) ? ?COCmc IIg 11 ?? ，一般有： ? ? ????? ccc g h?? 1 ( 3 ) cccocooc PPPP P hhh ????? 1 當(dāng)晶體管允許的耗散功率一定時(shí)， ??? oc Ph? ?cCOCCmCmCooDoc gIEIUPPPPP ??h1112121?????( 4 ) 集電極能量轉(zhuǎn)換效率 ch ：，功放管的集電極損耗功率 。 ic ωt θc θc ic1 ic2 ic3 Ico Icmax iC頻譜 (2) 集電極輸出電壓 ci 經(jīng) LC 并聯(lián)諧振回路后，此回路對(duì)基波產(chǎn)生諧振，呈純電阻 PR （最大）。 丙類諧振功率放大器的工作原理 1 基本電路結(jié)構(gòu) 除電源和偏置電路外，主要由 三 個(gè)部分組成： 晶體管 （常采用平面工藝制造的 N P N ） ： 高頻 大功率晶體管，能承受高電壓 、 大電流， ?Tf ， 一般工作時(shí)發(fā)射極反偏 (C 類 ，基極偏置電壓使晶體管工作在截止區(qū)，一般為負(fù)值 ) ； 輸入激勵(lì)電路 ： 提供所需信號(hào)電壓，一般為大信號(hào)，在 0 . 5 伏以上 輸出諧振回路 ： （ 1 ）濾波選頻， ( 2 ) 阻抗匹配（ 保證高效 ） 。 ＜ ? c ＜ 180 176。 功率放大器的主要技術(shù)指標(biāo)是 輸出功率與效率 。 低頻功率放大器的負(fù)載為無調(diào)諧負(fù)載，工作在甲類或乙類工作狀態(tài)；寬帶高頻功率放大器以 寬帶傳輸線或其它寬帶匹配電路 為負(fù)載。 諧振功率放大器 波形圖 小信號(hào)諧振放大器 波形圖 i c Q e b t o o i c t i c Q e b t o o i c t 小信號(hào)諧振放大器 波形圖 i c e b t o o i c t V BZ 諧振功率放大器 波形圖 諧振功率放大器與非諧振功率放大器的異同 共同之處 :都要求輸出功率大和效率高。 高頻功率放大器使用中需要解決的問題 ① 具有高效率的功率轉(zhuǎn)換 ② 輸出足夠的功率（高功率輸出） 高頻功率放大器和低頻功率放大器的共同特點(diǎn)都是輸出功率大和高。但二者的工作頻率和相對(duì)頻帶寬度相差很大。 功率放大器實(shí)質(zhì)上是一個(gè)能量轉(zhuǎn)換器， 把電源供給的直流能量轉(zhuǎn)化為交流能量，能量轉(zhuǎn)換的能力即為功率放大器的效率。 IC UCE O Q iC t O IC UCE O Q iC t O IC UCE O Q iC t O 晶體管的工作狀態(tài) 甲類工作狀態(tài) 晶體管在輸入信號(hào) 的整個(gè)周期都導(dǎo)通 靜態(tài) IC較大，波形好 , 管耗大效率低。 表 2 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 =180 176。 50% ＜ h ＜ % 推挽 低頻 丙類 ? c ＜ 90 176。 + ub Rp C L + uCE ic EC UBB (b) 等效電路 + uc1 UBB C EC L + uS + ub (a) 原理電路 + ub Rp C L + uCE EC UBB + uc1 ic 常數(shù)????ceuBEcc uig2 工作原理分析 uBE ic ? UBB ? UBZ ub C??C?ic ? C?C??( 1 ) 集電極電流 ci 設(shè)輸入信號(hào)電壓 :tUu bmb ?c o s?Ubm 則加到晶體管基極 、 發(fā)射級(jí)的有效電壓為 : BBbmBBbBE Utc o sUUuu ???? ?由晶體管的轉(zhuǎn)移特性曲線可以看出：當(dāng) BZBE Uu ? ， 0?ci 當(dāng) BZBE Uu ? ， ? ?BZBEcc Uugi ?? 式中 cg 為 折線的斜率 ： gC ? 有 ? ?BZbmBBcc UtUUgi ???? ?cos + uBE _ 仿真 ( 1 ) 集電極電流 ci ? ?BZbmBBcc UtUUgi ???? ?c o s由于當(dāng) ct ?? ? 時(shí)，0?cibmBZBBc UUU ??? ?c o sbmBZBBc UUU ?? ? 1c o s?? ?? ?? ?cbmccbmbmcBZBBbmcctUgUtUgUUtUgi?????c o sc o sc o sc o s)(c o s????????又 ? 當(dāng) 0t ?? 時(shí)， ? ?cbmcc UgI ?c os1max ?? vBE ic ? UBB ? UBZ vb C??C?ic ? C?C??Vbm gC Icmax ccbmc IUg?c o s1m a x???代入 ci 有： 尖頂余弦脈沖的數(shù)學(xué)表達(dá)式ccc m axc c o s1c o sc o s?????? tIi+ ub Rp C L + uCE EC UBB + uc1 ic + uBE _ 仿真 ccm a xcc c o s1 c o stc o sii ? ??? ?? 若對(duì) ci 分解為付里葉級(jí)數(shù)為：?? ?????? ntc o sItc o sItc o sIIi c ??? c m nc m 2c m 1co 2其中各系數(shù)分別為：? ?cco IItdiI ??? ?????? ?? 0c m a xccccc m a xc )c os1c oss i n)(21 ?????? ??? ?cccccccm IIttdiI cc??? ??????? ? ? 1c m a xc m a x1 )c os1 c oss i n1()(c os2 1 ?????? ??? ?? ? ? ?c ccccccc m n Inn nnnittdniI c c ??? ???????? ? ? c m a x2m a x )co s11 s i nco sco ss i n2)(co s2 1 ??????? ?? ???? ??式中： ( 1 ) ? ?c?? 0 ， ? ?c?? 1 ， … ， ? ? ?? 稱為尖頂余弦脈沖的分解系數(shù)。此時(shí) PR 1ci 也 最大，而對(duì)其它諧波失諧阻抗很低，呈電容性 ，相當(dāng)短路 。試計(jì)算：直流電源提供的功率 例 1 某高頻諧振功率放大器工作于臨界狀態(tài)，輸出功率 , 集電極電源 WPO 6?Ec mAI C 3000 ??? DPPc h pR=24V，集電極電流直流分量 ，電壓利用系數(shù) 及效率 ，臨界負(fù)載電阻 ，可以求出集電極電源供給的直流功率 以及輸出 題意分析 ：本題直接采用功放的電流、電壓、能量關(guān)系即可。 ui負(fù)半周時(shí) VT2管飽和導(dǎo)通， VT1管截止。 EC EC2UCES uA ωt CES ic1 ωt ic2 ωt uL ωt IC0 放大器的效率為 ； ％10020 ????CC E SCD EUEPPh 丙類倍頻器 功用： 輸出信號(hào)的頻率是輸入信號(hào)頻率的整數(shù)倍。1 丙類倍頻器的電路結(jié)構(gòu)晶體管倍頻器與高頻功放的線路基本相同，唯一 不同之處是它的集電極回路對(duì)輸入信號(hào)的某次諧波頻率 nf 調(diào)諧。 iC + uce Ec + uc2 + ic iC1 iC2 ic頻譜 0 ? ?2 ?3 ?4ICO ICm1 ICm2 ICm3 ICm4 LC諧振特性 注意 : 1 . 在有ci流通的時(shí)間內(nèi)，倍頻器的集電極瞬時(shí)電壓上升速度比較快， 故倍頻器的集電極耗散功率CP比正常工作于基波狀態(tài)時(shí)大得多，即集電極效率ch較低，且倍頻次數(shù) n 值較高，損耗較大，效率較低，故丙類倍頻器一般只限于二倍頻和三倍頻的應(yīng)用 。 oU 動(dòng)態(tài)特性曲線在 CEu 軸上的截距。 gd ( 1) 欠壓工作狀態(tài)當(dāng) PR 減小111cbmcdPcc UUggRIU ????? 較大， 動(dòng)態(tài)特征曲線與m a xbeu 所對(duì)的靜態(tài)特征曲線的交點(diǎn)位于放大區(qū)。 gd ? ubemax ? ? ? 特點(diǎn)： cesce Uu ?m i n ，晶體管的動(dòng)態(tài)范圍延伸到飽和區(qū)。 為保證這種工作狀態(tài)所需的集電極負(fù)載電阻PR稱為最佳負(fù)載電阻。過壓狀態(tài)，效率高，但輸出功率較小。 t?ic EC 欠壓區(qū) 過壓區(qū) 臨界區(qū) EC 欠壓區(qū) 過壓區(qū) 臨界區(qū) Icm1 Ico PD PO PC 2 . 基極調(diào)制特性 tUUu bmBBBE ?c o s????注意： 如果要實(shí)現(xiàn) BBU 對(duì)輸出電流 1CI 的有效調(diào)制，要求功放應(yīng)工作在欠壓區(qū)。 當(dāng)諧振功率放大器用作振幅限幅器時(shí)，