高頻電路設(shè)計(jì)課件第4章-wenkub.com
2025-01-04 02:14 本頁(yè)面
【正文】 5. 諧振功率放大器屬于窄帶功放。 3. 折線分析法是工程上常用的一種近似方法。 2. 丙類(lèi)諧振功放效率高的原因在于導(dǎo)通角小，也就是晶體管導(dǎo)通時(shí)間短，集電極功耗減小。從兼顧這兩方面出發(fā)， QL值一般不應(yīng)小于 10。 為了使器件的輸出功率絕大部分能送到負(fù)載 RA上就希望 反射電阻 r?回路損耗電阻 r1 2121122)()()( MRMIIAkkk??h???????????rrrrrrr功率電子器件送至回路的總回路送至負(fù)載的功率 衡量回路傳輸能力優(yōu)劣的標(biāo)準(zhǔn)，通常以輸出至負(fù)載的有效功率與輸入到回路的總交流功率之比來(lái)代表。 復(fù)合輸出回路 (為了簡(jiǎn)化電路，省略了 直流電源及輔助元件 L?、 C?、 C?等 ) 這種電路是將天線 (負(fù)載 )回路通過(guò)互感或其他形式與集電 極調(diào)諧回路相耦合。 ???????????????2CXLQ2R112LQ1RLQ1LX)3(1)12LQ(1R2R2R2CX)2(LQ1R1CX)1(R 1 C 1 C 2 R 2 L 1 ( a) 下圖是兩種 p形網(wǎng)絡(luò)是其中的形式之一 (也可以用 T型網(wǎng)絡(luò) )。這就叫做達(dá)到了匹配狀態(tài)，或簡(jiǎn)稱(chēng)匹配。也就是說(shuō)，間級(jí)的輸出功率應(yīng)為后一級(jí)所需激勵(lì)功率的 3～ 10倍。 2) 降低級(jí)間耦合回路的效率。 這個(gè)變化反映到前級(jí)回路，會(huì)使前級(jí)放大器的工作狀態(tài)發(fā)生變化。 2. 基極饋電電路 基極饋電電路也分串饋和并饋兩種。 C LC的選取原則為 1/ ?LC ＜ 回路阻抗 ?1/10 ?LC＞ 1/ ? c ?10 (2) 并饋電路 指直流電源 VCC、 負(fù)載回路 (匹配網(wǎng)絡(luò) )、功 率管三者為并聯(lián)連接的一種饋電電路。這種負(fù)反饋當(dāng)然會(huì)使輸出功率及功率增益下降，并使激勵(lì)增加。 例如 : 當(dāng) f=30MHz時(shí)， 實(shí)測(cè)某管的 Vces=， 當(dāng) f=200MHz時(shí)， Vces則可大到 。 高頻情況下功放管 各電極電流波形 ? t 0 ? c ? t 0 ( ? t 0 =10 176。 (2) 集電極電流 ic ic 的 峰 值滯后于 Ie 的峰值，二 者 差一渡越角 ?t0， ic 的導(dǎo)通角也由低頻時(shí)的 ?c增大到： ?c+2?t0 高頻情況下功放管各電極電流波形 ? t 0 ? c ? t 0 ( ? t 0 =10 176。 通過(guò)實(shí)驗(yàn)，可以用示波器觀察功率放大器放大管各極電流波形隨工作頻率變化而變化的情況。飽和壓降及引線電感等因素的影響；另一方面，功率放大管基本工作在大信號(hào)，即大注入條件下，必須考慮大注入所引起的基極電流和飽和壓降增加的影響。 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 (如天線等 )相匹配。 “ 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。 由 eb= VBB+Vbmcos?t eb max= VBB+Vbm 當(dāng) VBB或 Vbm由小到大變化時(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。 (1) 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。 欠壓 過(guò)壓 0 臨 界 I c 1 I c0 V C R p 0 h c P = P o P c 欠壓 過(guò)壓 臨 界 R p 五、放大器工作狀態(tài)及導(dǎo)通角的調(diào)整 1. 導(dǎo)通角 ?c的調(diào)整 bBBBZ1c VVVc o s ??? ?由 若保持 Vb不變?cè)龃笃?VBB；或保持 VBB不變?cè)龃蠹?lì)、電壓振幅 Vb；或同時(shí)增大 VBB和 Vb，這三種情況均可使導(dǎo)通角 ?c增大，若相反，則可使 ?c減小。但晶體管基極調(diào)幅，需采用這種工作狀態(tài)。 ③ 過(guò)壓狀態(tài) 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。 2) 欠壓、過(guò)壓、臨界三種工作狀態(tài) ① 欠壓狀態(tài) B 點(diǎn)以右的區(qū)域。 ＜ 90 176。 ＜ 90 176。 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。 120 176。 60 176。? 1 ? 0 ? 0 ? 1 ? 2 ? 3 1 40 176。 10 0 176。 右圖可見(jiàn)： ? n 0 . 5 0 20 176。 尖頂脈沖的分解系數(shù) 當(dāng) ?c≈120?時(shí)， Icm1/icmax 達(dá)到最大值。 ? c ? 1 ? 0 1 8 0 176。 40 176。 2)過(guò)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)， 交流輸出電壓較高且變化不大。 折線分析法的主要步驟： 測(cè)出晶體管的轉(zhuǎn)移特性曲線 ic~ eb及輸出特性曲線 ic~ ec， 并將這兩組曲線作理想折線化處理 作出動(dòng)態(tài)特性曲線 是根據(jù)激勵(lì)電壓 vb的大小在已知理想特性曲線上畫(huà)出對(duì) 應(yīng)電流脈沖 ic和輸出電壓 vc的波形 求出 ic的各次諧波分量 Ic0、 Ic Ic2?? 由給定的負(fù)載諧 振阻抗的大小，即可求得放大器的輸出電壓、輸出功率、 直流供給功率、效率等指標(biāo) 二、晶體管特性曲線的理想化及其特性曲線 晶體管實(shí)際特性和理想折線 根據(jù)理想化原理晶體管的靜態(tài)轉(zhuǎn)移特性可用交橫軸于 VBZ的一條直線來(lái)表示 (VBZ為截止偏壓 )。 故諧振功率放大器的工作特點(diǎn)： 諧振功率放大器的折線近似分析法 一、折線法 對(duì)諧振功率放大器進(jìn)行分析計(jì)算，關(guān)鍵在于求出電流的直流分量 Ic0和基頻分量 Icm1。導(dǎo)通角小于 180?，處于丙類(lèi)工作狀態(tài)。這樣，在給定 PDC時(shí)，晶體管的交流輸出功率 Po 就會(huì)增大； 2） 由式 ccco P1P ????????h?h? 可知 如果維持晶體管的集電極耗散功率 Pc不超過(guò)規(guī)定值，那么提高集電極效率 hc，將使交流輸出功率 Po大為增加。當(dāng)補(bǔ)充的能量與消耗的能量相等時(shí)，電路中就建立起動(dòng)態(tài)平衡，因而維持了等幅的正弦波振蕩。充電電壓的方向是下正上負(fù)。 諧振回路 LC是晶體管的負(fù)載 電路工作在丙類(lèi)工作狀態(tài) 外部電路關(guān)系式： 晶體管的內(nèi)部特性： tVVetVVecmCCcbmBBb??c o sc o s?????)( BZbcc Vegi ??+ – v b – i B – + V BB – + V CC – + e c C – + v c L 輸出 i E
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