【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 這樣，可得 () C C EC m B B b mcmEui g E U UU??? ? ? (3―20) ? 可見(jiàn) ， iC與 uCE是直線(xiàn)關(guān)系 ， 兩點(diǎn)決定一條直線(xiàn) ，因此只要在輸出特性上求出諧振功率放大器的兩個(gè)瞬時(shí)工作點(diǎn) ， 它們的連線(xiàn)就是晶體管放大區(qū)的動(dòng)特性曲線(xiàn) 。 當(dāng)放大器工作于諧振狀態(tài)時(shí)，它的外部電路關(guān)系式為 ube= –VBB+Vbmcos?t uce= VCC–Vcmcos?t ?取 ωt=0， 則有 據(jù)此在圖 316所示的輸出特性上確定 A點(diǎn) 。再取 ， 則 BE BCE CuEuE??? ??2t?? ?在 C類(lèi)狀態(tài)工作時(shí) ， VBBUth， 甚至可能為負(fù)值 ， 因此 Q點(diǎn)的確定可以采用將放大區(qū)特性曲線(xiàn)按比例向下延伸 ， 先找到假想的 UBE= VBB的特性曲線(xiàn) ， 從而確定 Q點(diǎn) 。 連 AQ， 與橫軸交于 B點(diǎn) ， AB直線(xiàn)即為放大區(qū)的動(dòng)特性 。 截止區(qū)(iC=0)的動(dòng)特性是橫軸上的一段 ， 其端點(diǎn) C可這樣確定：取 ωt=π， 則 確定 Q點(diǎn) 。 . 2． 高頻功放的工作狀態(tài) 諧振功率放大器的工作狀態(tài)是根據(jù) uBE=uBEmax、 uCE=uCEmin時(shí)瞬時(shí)工作點(diǎn) A在靜特性曲線(xiàn)上所處位置確定的 。 當(dāng) A點(diǎn)落在輸出特性 (對(duì)應(yīng) uBEmax的那條 )的放大區(qū)時(shí) ， 為欠壓狀態(tài) ， 集電極電流為余弦脈沖；當(dāng) A點(diǎn)正好落在臨界點(diǎn)上時(shí) ，為臨界狀態(tài) ， 集電極電流仍為余弦脈沖 ， 輸出功率 P1最大； 當(dāng) A點(diǎn)落在飽和區(qū)時(shí) ， 為過(guò)壓狀態(tài) ， 集電極電流 iC波形為一凹陷脈沖 。 ?諧振功率放大器的工作狀態(tài)必須由 VCC、 VBB、 Ubm、 Ucm四個(gè)參量決定 ， 缺一不可 ， 其中任何一個(gè)量的變化都會(huì)改變 A點(diǎn)所處的位置 ， 工作狀態(tài)就會(huì)相應(yīng)地發(fā)生變化 。 圖 3A 三種狀態(tài)下的動(dòng)特性及集電極電流波形 高頻功放的外部特性 高頻功放是工作于非線(xiàn)性狀態(tài)的放大器 , 同時(shí)也可 以看成是一高頻功率發(fā)生器 (在外部激勵(lì)下的發(fā)生器 )。 1． 高頻功放的負(fù)載特性 在其他條件不變 (VCC、 VBB、 vbm為一定 )，只變化放大器的負(fù)載電阻而引起的放大器輸出電壓、輸出功率、效率的變化特性稱(chēng)為負(fù)載特性。 由 Vcm=RLIc1 ?放大器的輸入電壓是一定的，其最大值為 Vbemax，在負(fù)載電阻 RL由小至大變化時(shí)，負(fù)載線(xiàn)的斜率由小變大，如圖中 1?2?3。工作狀態(tài)由欠壓變到臨界再進(jìn)入過(guò)壓。相應(yīng)的集電極電流由余弦脈沖變成凹陷脈沖。如圖 3x 所示。 ?圖 3 ─ 18(b)是根據(jù)圖 3 ─ 18(a)而得到的功率 、 效率曲線(xiàn) 。 ?圖 3X 電流波形 臨界狀態(tài) 的特點(diǎn)是輸出功率最大，效率也較高，比最大效 率差不了許多，可以說(shuō)是最佳工作狀態(tài)，發(fā)射機(jī)的末級(jí)常 設(shè)計(jì)成這種狀態(tài)，在計(jì)算諧振功率放大器時(shí)，也常以此狀 態(tài)為例。 過(guò)壓狀態(tài) 的優(yōu)點(diǎn)是，輸出電壓受負(fù)載阻抗的影響小，比較平 穩(wěn)且幅值較大，近似交流恒壓源特性；但效率低，損耗大。 在弱過(guò)壓時(shí)，效率可達(dá)最高，但輸出功率有所下降，發(fā)射機(jī) 的中間級(jí)、集電極調(diào)幅級(jí)常采用這種狀態(tài)。 欠壓狀態(tài) 的功率和效率都比較低，集電極耗散功率也較大， 輸出電壓隨負(fù)載阻抗變化而變化，因此較少采用。但晶體 管基極調(diào)幅，需采用這種工作狀態(tài)。 2．高頻功放的振幅特性 高頻功放的振幅特性是指只改變激勵(lì)信號(hào)振幅 Ubm 時(shí) , 放大器電流、 電壓、 功率及效率的變化特性。 由圖可見(jiàn) ， 在欠壓區(qū)域 ，輸出電壓振幅與輸入電壓振幅基本成正比 ， 即電壓增益近似為常數(shù) 。 利用這一特點(diǎn)可將諧振功率放大器用作電壓放大器 ， 所以稱(chēng)這組曲線(xiàn)為放大特性曲線(xiàn) 。 基極調(diào)制特性是指當(dāng) EC、 Ubm、 Re保持不變而改變 EB時(shí)，功放電流IC0、 Ic1m，電壓 Ucm以及功率、效率的變化曲線(xiàn)。 當(dāng) VBB增大時(shí)，會(huì)引起 θ、 iCmax增大，從而引起 IC0、 Ic1m、 Ucm增大。由于 VCC不變， uCEmin=VCCUcm則會(huì)減小，這樣勢(shì)必導(dǎo)致工作狀態(tài)會(huì)由欠壓變到臨界再進(jìn)入過(guò)壓。進(jìn)入過(guò)壓狀態(tài)后，集電極電流脈沖高度雖仍有增加，但凹陷也不斷加深， iC波形如圖 32 0所示。 由圖可見(jiàn)，在欠壓區(qū)域，集電極電壓的幅度 Ucm與 VBB基本成正比，利用這一特點(diǎn)，可通過(guò)控制 VBB實(shí)現(xiàn)對(duì)電流、電壓、功率的控制，稱(chēng)這種工作方式為基極調(diào)制，所以稱(chēng)這組特性曲線(xiàn)為基極調(diào)制特性曲線(xiàn)。 1) 基極調(diào)制特性 3. Ucm , Icl m , IC0 UcmIcl mIC0EB過(guò)壓臨界欠壓 0iC0 0iC0 0 0iCiCiCEB增大? t ? t ? t ? t ? tECUcm , Icl m , IC0UcmIcl mIC0過(guò)壓 臨界 欠壓0( b )iC0 0iC0 0 0iCiCiC( a )? t ? t ? t ? t ? t2).集電極調(diào)制特性 集電極調(diào)制特性是指當(dāng)保持 UBB、 Ubm、 RL不變而改變 VCC 時(shí)，功率放大器電流 IC0、 Ic1m，電壓 Ucm以及功率、效率隨之變化 的曲線(xiàn)。 由于 uBEmax=UBB+Ubm不變 ， 所以當(dāng) UCC由小增大時(shí) ， uCEmin=UCCUcm也將由小增大 ， 因而由 uCEmin、 uBEmax決定的瞬時(shí)工 作點(diǎn)將沿 uBEmax這條輸出特性由特性的飽和區(qū)向放大區(qū)移動(dòng) ， 工作 狀態(tài)由過(guò)壓變到臨界再進(jìn)入欠壓 ， iC波形由 iCmax較小的凹陷脈沖變 為 iCmax較大的尖頂脈沖 ， 如圖 321所示 。 由集電極調(diào)制特性可知，在過(guò)壓區(qū)域，輸出電壓幅度 Ucm與 VCC成正比。利用這一特點(diǎn)，可以通過(guò)控制 VCC的變化，實(shí)現(xiàn)電壓、電流、功率的相應(yīng)變化，這種功能稱(chēng)為集電極調(diào)幅，所以稱(chēng)這組特性曲線(xiàn)為集電極調(diào)制特性曲線(xiàn)。 例 32 諧振功率放大器輸出功率 Po已測(cè)出，在電路參數(shù)不變時(shí)，為提高 Po采用提高 Vbm的辦法。但效果不明顯，試分析原因，并指出為了達(dá)到 Po明顯提高的目的，可采用什么措施 ? ( a)過(guò)壓狀態(tài)欠壓狀態(tài) V bmI C0OI c m 1( b)過(guò)壓狀態(tài)欠壓狀態(tài) V bmP oOP =P ci p0 0( a) ( b)欠壓狀態(tài)過(guò)壓狀態(tài) V CC 欠壓狀態(tài)過(guò)壓狀態(tài) V CCI c 0I c m 1P oP =P c欠壓 過(guò)壓0 臨界I c 1I c0V CR p 0? cP =P oP c欠壓 過(guò)壓臨界R p負(fù)載特性曲線(xiàn) 采用提高 Vbm提高 Po效果不明顯說(shuō)明放大器工作在過(guò)壓工作狀態(tài)，為了達(dá)到 Po明顯提高的目的可以減小 Rp或增加 Vcc。 諧振功率放大器的主要指標(biāo)是功率和效率。 以臨界狀態(tài)為例： 1) 首先要求得集電極電流脈沖的兩個(gè)主要參量 ic max和 ?c bBZBB1c VVVc os ??? ?導(dǎo)通角 ?c 集電極電流脈沖幅值 Icm i c m a x =g c V b (1 – c o s? c ) 諧振功率放大器的計(jì)算 2) 電流余弦脈沖的各諧波分量系數(shù) ?0(?c)、 ?1(?c)、 … 、 ?n(?c)可查表求得，并求得個(gè)分量的實(shí)際值。 3) 諧振功率放大器的功率和效率 直流功率： P==Ic0? VCC 交流輸出功率： m a xcc1CC1cmcmo )(V21IV21P i????????集電極效率： )(g21PP ccoc ???????4) 根據(jù) p2CCp2cmoR)V(21RV21P ???可求得最佳負(fù)載電阻： o2CCp P2)V(R ?? 在臨界工作時(shí)， ?接近于 1，作為工作估算，可設(shè)定 ?=1。 “最佳”的含義在于采用這一負(fù)載值時(shí)，調(diào)諧功率放大器的效率較高，輸出功率較大。 可以證明，放大器所要求的最佳負(fù)載是隨導(dǎo)通角 ?c改變而變化的。 ?c小， Rp大。要提高放大器的效率，就要求放大器具有大的最佳負(fù)載電阻值。 在實(shí)際電路中，放大器所要求的最佳電阻需要通過(guò)匹配網(wǎng)絡(luò)和終端負(fù)載 (如天線(xiàn)等 )相匹配。 v BE ic V BZ 2 . 6 V