高頻功率放大器課程設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2024-07-13 20:07 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 出電壓是余弦脈沖波形。 晶體管的作用是在將供電電源的直流能量轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣髂芰康倪^(guò)程中起開(kāi)關(guān)控制作用，諧振回路LC是晶體管的負(fù)載。功率放大器各分壓與電流的關(guān)系如圖12所示。圖 32 功率放大器各分壓與電流關(guān)系由于晶體管工作在丙類(lèi)狀態(tài)，晶體管集電極電流是一個(gè)周期性的余弦脈沖 。由傅立葉級(jí)數(shù)可知，一個(gè)周期性函數(shù)可以分解為許多余弦波（或正弦波）的疊加 ?？梢詫㈦娏鞣纸鉃? （31）12()coscscoscmnmitItItIt??????? ? ? ?高頻功率放大器8圖 33 iC(t)各次諧波的波形示意圖在對(duì)諧振功率放大器進(jìn)行分析與計(jì)算時(shí)，關(guān)鍵在于直流分量和基波分量等前面幾項(xiàng) 利用周期函數(shù)傅立葉級(jí)數(shù)的公式，可以求出式（31）直流分量及各次諧波分量 （32） （3max()nIi??3） 只要知道電流脈沖的最大值和通角即可計(jì)算出直流分量、基波分量及各次諧波分量 。 各次諧波分量變化趨勢(shì)是諧波次數(shù)越高，其振幅越小。因此，在諧振放大器中只需研究直流功率及基波功率。 放大器集電極直流電源提供的直流輸入功率為 （34） 0DCPUI?諧振功放集電極輸出回路輸出功率等于基波分量在諧振電阻上的功率為 （35）集電極的功耗為 （36） 0CDP?放大器集電極能量轉(zhuǎn)換效率等于輸出功率與電源提供功率之比（37）甲類(lèi)狀態(tài)， 度，180c??5%?乙類(lèi)狀態(tài)， 度， 978.丙類(lèi)狀態(tài)， 度，6c9工作在丙類(lèi)狀態(tài)時(shí)，效率最高。01 10()()22cmDCCPIUag????2sincosin()(1))a???????220222cmcmcmppIIR高頻功率放大器9 高功放性能分析 高頻功率放大器因工作于大信號(hào)的非線(xiàn)性狀態(tài)，不能用線(xiàn)性等效電路分析， 工程上普遍采用解析近似分析方法——折線(xiàn)法來(lái)分析其工作原理和工作狀態(tài)。 諧振功率放大器的動(dòng)態(tài)特性 高頻放大器的工作狀態(tài)是由負(fù)載阻抗Rp、激勵(lì)電壓b、供電電壓VCC、VBB 等4個(gè)參量決定的。為了闡明各種工作狀態(tài)的特點(diǎn)和正確調(diào)節(jié)放大器，就應(yīng)該了解這幾個(gè)參量的變化會(huì)使放大器的工作狀態(tài)發(fā)生怎樣的變化。 功率放大器的負(fù)載特性 如果VCC、VBB、vb 3個(gè)參變量不變，則放大器的工作狀態(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。電壓、電流隨負(fù)載變化波形如圖34所示。 圖 14 電壓、電流隨負(fù)載變化波形放大器的輸入電壓是一定的，其最大值為Vbemax，在負(fù)載電阻RP 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。不同的負(fù)載，放大器的工作狀態(tài)是不同的,所得的ic 波形、輸出交流電壓幅值、功率、效率也是不一樣的。 臨界狀態(tài)時(shí)負(fù)載線(xiàn)和eb max正好相交于臨界線(xiàn)的拐點(diǎn)。放大器工作在臨界線(xiàn)狀態(tài)時(shí)， 輸出功率大，管子損耗小，放大器的效率也就較大。 高頻功率放大器10欠壓狀態(tài) 時(shí)B點(diǎn)以右的區(qū)域。在欠壓區(qū)至臨界點(diǎn)的范圍內(nèi)，根據(jù)Vc=RpIc1，放大器的交流輸出電壓在欠壓區(qū)內(nèi)必隨負(fù)載電阻RP的增大而增大，其輸出功率、效率的變化也將如此。 過(guò)壓狀態(tài)時(shí)放大器的負(fù)載較大，在過(guò)壓區(qū)，隨著負(fù)載Rp的加大，Ic1要下降，因此放大器的輸出功率和效率也要減小。 根據(jù)上述分析，可以畫(huà)出諧振功率放大器的負(fù)載特性曲線(xiàn)如圖35所示。 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)。 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)、集電極調(diào)幅級(jí)常采用這種狀態(tài)。圖 35 諧振功率放大器的負(fù)載特性曲線(xiàn) 放大器工作狀態(tài)的調(diào)整 調(diào)整欠壓、臨界、過(guò)壓三種工作狀態(tài)，大致有以下幾種方法：改變集電極負(fù)載Rp；改變供電電壓VCC ；改變偏壓 VBB；改變激勵(lì) Vb。改變Rp，但Vb、VCC、VBB不變 當(dāng)負(fù)載電阻Rp由小至大變化時(shí)，放大器的工作狀態(tài)由欠壓經(jīng)臨界轉(zhuǎn)入過(guò)壓。在臨界狀態(tài)時(shí)輸出功率最大。改變VCC，但Rp、Vb、VBB不變 當(dāng)集電極供電電壓VCC由小至大變化時(shí)，放大器的工作狀態(tài)由過(guò)壓經(jīng)臨界轉(zhuǎn)入欠壓。Vcc變化時(shí)對(duì)工作狀態(tài)的影響如圖16所示：高頻功率放大器11圖 36 Vcc 變化是對(duì)工作狀態(tài)的影響在
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