高頻諧振功率放大器設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2024-09-01 18:26 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 電流產(chǎn)生，所以耗散功率很小。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^程中起開關(guān)控制作用，諧振回路中LC是晶體管的負(fù)載，電路工作在丙類工作狀態(tài)。圖21 高頻功率放大器基本電路 圖22為諧振功率放大器各級電壓和電流波形。圖22 諧振功率放大器各級電壓和電流波形 集電極電流余弦脈沖分解當(dāng)晶體管特性曲線理想化后，丙類工作狀態(tài)的集電極電流脈沖是尖頂余弦脈沖。這適用于欠壓或臨界狀態(tài)。晶體管的內(nèi)部特性為： ic = gc (eb–VBZ)它的外部電路關(guān)系式： eb = –VBB + Vbmcoswtec = VCC –Vcmcoswt當(dāng)wt=0時(shí)， ic = ic max因此， ic max = gcVbm(1–cos qc)若將尖頂脈沖分解為傅里葉級數(shù)，得 ic =Ic0+Icm1coswt+Icm2cos2wt+…+Icmncosnwt+…由傅里葉級數(shù)的求系數(shù)法得其中 q / 176。a1 /a0 = g1a0a1a2a3a0 , a1 , a2 , a310 30 50 70 90 110 130 150 1700圖23 尖頂脈沖的分解系數(shù)由圖可見，當(dāng)qc≈120176。時(shí)，Icm1/Ic max達(dá)到最大值。在Ic max與負(fù)載阻抗Rp為某定值的情況下，輸出功率將達(dá)到最大值。這樣看來，取qc=120176。應(yīng)該是最佳通角了。但此時(shí)放大器處于甲級工作狀態(tài)效率太低。為了兼顧效率和功率，常常取導(dǎo)通角70度左右。 諧振功率放大器的動態(tài)特性 諧振功放的三種工作狀態(tài)在非線性諧振功率放大器中，常常根據(jù)集電極是否進(jìn)入飽和區(qū)，將放大區(qū)的工作狀態(tài)分為三種：①欠壓工作狀態(tài)： 集電極最大點(diǎn)電流在臨界線的右方②過壓工作狀態(tài)： 集電極最大點(diǎn)電流進(jìn)入臨界線之左的飽和區(qū)③臨界工作狀態(tài)： 是欠壓和過壓狀態(tài)的分界點(diǎn)， 集電極最大點(diǎn)電流正好落在臨界線上。如圖24為電壓、電流隨負(fù)載變化的波形圖。 ic ic 3 2 1 Im 0 180176。 ＜90176。 半導(dǎo)通角 wt B A C D 3 2 1 負(fù)載增大 eb=ebmax max VCC Q ec min Vc 1.欠壓狀態(tài) 2.臨界狀態(tài) 3.過壓狀態(tài) Rp Vc Vc圖24 電壓、電流隨負(fù)載變化波形高頻放大器的工作狀態(tài)是由負(fù)載阻抗Rp、激勵電壓Vb、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)參量的變化會使放大器的工作狀態(tài)發(fā)生怎樣的變化。 諧振功率放大器的外部特性(1)負(fù)載特性如果VCC、VBB、Vb 這幾個(gè)參變量不變，則放大器的工作狀態(tài)就由負(fù)載電阻R 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。①欠壓狀態(tài)：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=R* Ic1，放大器的交流輸出電壓在欠壓區(qū)內(nèi)必隨負(fù)載電阻R的增大而增大，其輸出功率、效率的變化也將如此。②臨界狀態(tài)：負(fù)載線和Eb max正好相交于臨界線的拐點(diǎn)。放大器工作在臨界線狀態(tài)時(shí)，輸出功率大，管子損 耗小，放大器的效率也就較大。所以，高頻諧振功率放大器一般工作于這個(gè)狀態(tài)。③過壓狀態(tài)：放大器的負(fù)載較大，在過壓區(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RRecrIC1mVC1mIC0欠壓過壓RLRecr欠壓過壓
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