【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 01 8 0 ?120 ? 160 ??1?0?0?1?2?3 1 40 ?尖頂脈沖的分解系數(shù) )(21)( )(21 11 ccc g ???????? ??由于： 由曲線可知： 極端情況 ?c=0時(shí)， 2)( )()(gc0c1c1 ???????此時(shí) ?=1， ?c可達(dá) 100% 因此，為了兼顧功率與效率，最佳通角取 70?左右。 另： 60?時(shí)二次諧波分量最大，40?時(shí)三次諧波分量最大，作為倍頻器設(shè)計(jì)的參考。 1. 諧振功率放大器的動(dòng)態(tài)特性 高頻功放的工作狀態(tài)是由負(fù)載阻抗 Rp、電壓 Vbm 、VCC、 VBB等 4個(gè)參量決定的。 如果 3個(gè)電壓參變量不變，放大器的工作狀態(tài)就由負(fù)載電阻 Rp決定。此時(shí)，放大器的電流、輸出電壓、功率、效率等隨 Rp而變化的特性，就叫做放大器的 負(fù)載特性。 四、諧振功率放大器的動(dòng)態(tài)特性與負(fù)載特性 下面主要討論高頻諧振功放的三種工作狀態(tài)：優(yōu)缺點(diǎn)，調(diào)節(jié)方式等等。 考慮了負(fù)載的作用以后，得到的 vBE 、 vCE和 iC之間的關(guān)系曲線稱之為 動(dòng)態(tài)特性曲線。 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 vBE = –VBB+Vbmcos?t vCE = VCC–Vcmcos?t 消去 cos?t可得， cmCECCbmBBBE VvVVVv ????另一方面，晶體管的折線化方程為 得出在 ic– vCE坐標(biāo)平面上的動(dòng)態(tài)特性曲線方程： ?????? ?????BZcmCECCbmBBcc VVvVVVg )(i)( 0VvgVVVVVVVvVVgCEdbmcmBBcmBZCCbmCEcmbmc???????? ?????????????)( BZBEcc Vvgi ??? tO– ?c+ ?cvCE斜率ic ma xVCm 2 ?cvCE mi nVoIQOic A eB ma x= – VBB+Vbm??????????cmVbmVcgdgB VCC?ic –vCE坐標(biāo)平面上的動(dòng)態(tài)特性曲線的作法與相應(yīng)的 ic波形 動(dòng)態(tài)線 作法 ： ⑴取 B點(diǎn)，作斜率為 gd的直線； ⑵取 B、 A兩點(diǎn)，連成直線。 特殊點(diǎn)說(shuō)明 ⑴ A點(diǎn)： wt＝ 0， VBE達(dá)到最大， vCE達(dá)到最小，iC達(dá)到最大； ⑵ B點(diǎn)： wt＝ 90?， vCE ＝ VCC，虛擬電流 IQ＝ gc（－ VBB－ VBZ） 1) 放大器的三個(gè)電壓參量保持不變，在負(fù)載電阻 RP由小至大變化時(shí)，負(fù)載線的斜率由小變大，如圖中 1?2?3。不同的負(fù)載，放大器的工作狀態(tài)是不同的（對(duì)應(yīng)為 欠壓 ?臨界 ?過(guò)壓 ）。 2) 欠壓、過(guò)壓、臨界三種工作狀態(tài) ① 欠壓狀態(tài) 負(fù)載較小的時(shí)候，動(dòng)態(tài)線斜率較大。與vBE max 的交點(diǎn)在臨界線的右邊（集電極最大點(diǎn)電流在欠壓區(qū)），交流輸出電壓幅度 vcm較小，稱為欠壓工作狀態(tài)。交點(diǎn)決定了集電極電流的高度，波形為尖頂余弦脈沖。 ② 臨界狀態(tài) 負(fù)載變大，動(dòng)態(tài)線斜率變小，和 vBE max正好相交于臨界線的拐點(diǎn)（集電極最大點(diǎn)電流在臨界線上）。交流輸出電壓幅度 vcm變大，稱為臨界工作狀態(tài)。交點(diǎn)決定了集電極電流的高度，波形仍為尖頂余弦脈沖。 ③ 過(guò)壓狀態(tài) 負(fù)載繼續(xù)變大，動(dòng)態(tài)線斜率繼續(xù)變小，和vBE max相交于臨界線的左邊（集電極最大點(diǎn)電流在過(guò)壓區(qū)）。交流輸出電壓幅度 Vcm繼續(xù) 變大，稱為過(guò)壓工作狀態(tài)。 與臨界線交點(diǎn)決定了集電極電流的高度，穿過(guò)臨界線后（進(jìn)入飽和區(qū)），集電極電流開(kāi)始受 vCE影響，沿臨界線下降，出現(xiàn)凹頂，過(guò)壓越重，波形的下凹越嚴(yán)重。 由電壓、電流隨負(fù)載變化的波形，可以定性說(shuō)明負(fù)載特性： Pcmcm RIV 1?0cCC IVP ??121cmcmo IVP ??? PPoc?oc PPP ?? ? 在欠壓區(qū)到臨界線這一范圍內(nèi) ，隨著負(fù)載的增大，集電極電流脈沖高度、通角變化不大（略減小），從而直流、基波分量的值變化不大（略減小）。 在臨界線到過(guò)壓區(qū)這一范圍內(nèi) ，集電極電流出現(xiàn)凹頂，隨著負(fù)載的增大，凹頂越嚴(yán)重，從傅立葉級(jí)數(shù)對(duì)波形分解知道，其直流、基波分量的值開(kāi)始急劇下降。 2. 功率放大器的負(fù)載特性 icic321Im0180 ?＜ 90 ?半導(dǎo)通角? tB ACD321負(fù)載增大eb=eb m a xVCCQec m i n Vc m1. 欠壓狀態(tài)2. 臨界狀態(tài)3. 過(guò)壓狀態(tài)RpVc mVc m電壓、電流隨負(fù)載變化波形 根據(jù)上述分析，得到下列的負(fù)載特性曲線，并可以總結(jié)一下三種工作狀態(tài)的優(yōu)缺點(diǎn) 欠壓 過(guò)壓0臨界I c 1I c0V CR p0? cP =P oP c欠壓 過(guò)壓臨界R p負(fù)載特性曲線 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（不穩(wěn)定）， 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)。 注：欠壓區(qū)內(nèi)，負(fù)載減小， Pc急劇上升，可能燒壞晶體管，所以功放要避免失諧。 過(guò)壓狀態(tài) 的優(yōu)點(diǎn)是，當(dāng)負(fù)載阻抗變化時(shí)，輸出電壓比較平穩(wěn)且幅值較大，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) （需要維持輸出電壓比較平穩(wěn)）、集電極調(diào)幅級(jí)常采用這種狀態(tài)。 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。 1. 改變 VCC對(duì)工作狀態(tài)的影響 五、各極電壓對(duì)工作狀態(tài)的影響 VCC由小 ?大時(shí)，對(duì)應(yīng)工作狀態(tài)由過(guò)壓 ?臨界 ?欠壓。 ⑴ 電壓利用系數(shù) 隨 VCC變大而變??； CCcmVV??⑵ 由動(dòng)態(tài)曲線發(fā)現(xiàn)隨 VCC變大， Q點(diǎn)向右移動(dòng)； 注：隨 VCC減小，轉(zhuǎn)入過(guò)壓狀態(tài)?；娏飨陆?，Vcm變小，動(dòng)態(tài)線斜率變大，電流會(huì)有變大的反作用（總的趨勢(shì)變?。?。所以將過(guò)壓區(qū)內(nèi)電流下降速度取近似線性。 在過(guò)壓區(qū)中輸出電壓隨 VCC改變而變化的特性為集電極調(diào)幅的實(shí)現(xiàn)提供依據(jù)；因?yàn)樵诩姌O調(diào)幅電路中是依靠改變 VCC來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)幅過(guò)程的。 0 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 CC Ic 0 Ic m 1 Po P= Pc VCC對(duì)工作狀態(tài)的影響 Vbm變化或 VBB變化，所引起放大器工作狀態(tài)的變化是相同的。因?yàn)闊o(wú)論是 Vbm還是 VBB的變化，其結(jié)果都是引起 vBE的變化（增大 Vbm等效于減小 VBB的絕對(duì)值）。 由 vBE =–VBB+Vbmcos?t vBE max= – VBB+Vbm iceb4 ma xvceVCCeb 3 ma xeb 2 ma xeb 1 ma x0VC 4VC3VC2VC1tQ 當(dāng) vBE max由小到大變化時(shí)，放大器的工作狀態(tài)由欠壓?臨界 ?過(guò)壓。 2. 改變 vBE max對(duì)工作狀態(tài)的影響 ( a)過(guò)壓狀態(tài)欠壓狀態(tài) VbmIC0OIc m1( b)過(guò)壓狀態(tài)欠壓狀態(tài) VbmPoOP=Pci pvBE max變化時(shí)電流、功率的變化 調(diào)制特性 集電極調(diào)制特性 兩種調(diào)制特性： 集電極調(diào)制 和 基極調(diào)制特性 。 1． 集電極調(diào)制特性 (1)含義 VBB、 Vbm 和 Re一定 ， 放大器性能隨 VCC 變化的特性 。 (2)調(diào)制特性 集電極調(diào)制特性與調(diào)幅電路 ① 欠壓狀態(tài) ： 隨 VCC 減小 ， 集電極電流脈沖高度略有減小 ， 因而 IC0 和 Ic1m 也將略有減小 ， Vcm(= ReIc1m)也 略有減小 。 ② 過(guò)壓狀態(tài)： 隨 VCC 減小 ， 集電極電流脈沖的高度降低 ， 凹深加深 ， 因而 IC0、 Ic1m、 Vcm 將 迅速減小 。 (3) 集電極調(diào)幅原理電路 圖中： tVtvcbmb c o s)( ??—— 載波 tVv ??? c o sm? —— 調(diào)制信號(hào) ttVtv ccmo ) c o s()( ?? 為 諧振回路上的輸出電壓 。 與諧振功放區(qū)別： 集電極回路接入調(diào)制信號(hào)電壓 。 集電極調(diào)幅電路 令 VCC(t) = VCC0 + v?(t) 作為放大器的 等效集電極電源電壓 。 若要求 Vcm(t) 按 VCC(t) 的規(guī)律變換 ， 根據(jù)集電極調(diào)制特性 ， 放大器必須在 VCC(t) 的變化范圍內(nèi)工作在 過(guò)壓狀態(tài) 。 2． 基極調(diào)制特性 基極調(diào)制特性 (1)含義 Vbm、 VCC、 Re 一定 ， 放大器性能隨 VBB 變化的特性 。