【正文】 小 ?c角；使 LC 回路諧振在信號(hào)的基頻上，即 ic的最大值應(yīng)對應(yīng) vc的最小值。導(dǎo)通角小于 180?，處于丙類工作狀態(tài)。 —— 高頻電子線路 16 如何減小集電極耗散功率 Pc 可見使 ic在 vc最低的時(shí)候才能通過，那么，集電極耗散功率自然會(huì)大為減小。這樣，在給定 P=時(shí)，晶體管的交流輸出功 率 Po就會(huì)增大； 2） 由式 ccco P1P ???????????? 可知 如果維持晶體管的集電極耗散功率 Pc不超過規(guī)定值，那么提高集電極效率 ?c，將使交流輸出功率 Po大為增加。 由前述所知： 有一部分功率以熱能的形式消耗在集電極上，成為集電極耗散功率 。 167。 由于這種周期性的能量補(bǔ)充，所以振蕩回路能維持振蕩。這時(shí)直流電源 VCC給出的能量儲(chǔ)存在電容 C之中。 當(dāng)晶體管由截止轉(zhuǎn)入導(dǎo)電時(shí)，由于回路中電感 L的電流不能突變，因此，輸出脈沖電流的大部分流過電容 C，即使 C充電。 諧振功率放大器的工作原理 —— 高頻電子線路 13 – +C+ –+ –icL– +iLLC回路能量轉(zhuǎn)換過程 回路的這種濾波作用也可從能量的觀點(diǎn)來解釋。 諧振功率放大器的工作原理 —— 高頻電子線路 11 VBZ – VB B ? t VCC ? t ? t ? t vB ib ic vc Vcm Vcm vb 高頻功率放大器中各分電壓與電流的關(guān)系 cCCc vVe ??（ a） 167。 諧振回路 LC是晶體管的負(fù)載 電路工作在丙類工作狀態(tài) 外部電路關(guān)系式： 晶體管的內(nèi)部特性： tVVvtVVvcmCCCbmBBB??c o sc o s?????)( BZBcc Vvgi ?? —— 高頻電子線路 10 故晶體管的轉(zhuǎn)移特性曲線表達(dá)式： V b m c o s ? c = BBV + V BZ 轉(zhuǎn)移 特性 i c V BZ o 理想化 i c m a x i c ? t o + ?c – ? c o + ? c – ? c v B m a x V b mm v B v b – V BB ?t 諧振功率放大器轉(zhuǎn)移特性曲線 故得： bmBZBBc VVVc o s ???必須強(qiáng)調(diào)指出，集電極電流 ic雖然是脈沖狀，但由于諧振回路的這種濾波作用，仍然能得到正弦波形的輸出。 概述 —— 高頻電子線路 9 167。 表 2 1 不同工作狀態(tài)時(shí)放大器的特點(diǎn) 工作狀態(tài) 半導(dǎo)通角 理想效率 負(fù) 載 應(yīng) 用 甲類 ?c = 1 8 0 ? 50% 電阻 低頻 乙類 ?c = 9 0 ? 7 8 . 5 % 推挽，回路 低頻，高頻 甲乙類 90 ? ＜ ? c＜ 1 8 0 ? 50% ＜ ? ＜ 7 8 . 5 % 推挽 低頻 丙類 ? c ＜ 90 ? ? ＞ 7 8 . 5 % 選頻回路 高頻 丁類 開關(guān)狀態(tài) 9 0 % ~ 1 0 0 % 選頻回路 高頻 諧振功率放大器通常工作于丙類工作狀態(tài)，屬于非線性電路 功率放大器的主要技術(shù)指標(biāo)是輸出 功率與效率 167。 167。 非諧振放大器可分為低頻功率放大器和寬帶高頻功率放大器。 功率放大器實(shí)質(zhì)上是一個(gè)能量轉(zhuǎn)換器，把電源供給的直流能量轉(zhuǎn)化為交流能量，能量轉(zhuǎn)換的能力即為功率放大器的效率。 概述 —— 高頻電子線路 5 icebtooictVBZ諧振功率放大器 波形圖 167。 icebtooictVBZ諧振功率放大器 波形圖 小信號(hào)諧振放大器 波形圖 icQebtooict167。 聯(lián)想對比： —— 高頻電子線路 3 諧振功率放大器與小信號(hào)諧振放大器的異同之處 相同之處：它們放大的信號(hào)均為高頻信號(hào)，而且放大器的負(fù) 載均為諧振回路。 概述 使用高頻功率放大器的目的 放大高頻大信號(hào)使發(fā)射機(jī)末級(jí)獲得足夠大的發(fā)射功率 。 功率合成器 167。 丁類高頻功率放大器 167。 晶體管功率放大器的高頻特性 167。 諧振功率放大器的工作原理 167。 —— 高頻電子線路 1 第 4章 高頻功率放大器 167。 概述 167。 晶體管諧振功率放大器的折線近似分析法 167。 高頻功率放大器的電路組成 167。 寬頻帶高頻功率放大器 167。 晶體管倍頻器 —— 高頻電子線路 2 167。 高頻功率信號(hào)放大器使用中需要解決的兩個(gè)問題 ① 高效率輸出 ② 高功率輸出 高頻功率放大器和低頻功率放大器的共同特點(diǎn)都是輸出功率大和效率高。 不同之處：為激勵(lì)信號(hào)幅度大小不同；放大器工作點(diǎn)不同； 晶體管動(dòng)態(tài)范圍不同。 概述 —— 高頻電子線路 4 icQebtooict小信號(hào)諧振放大器 波形圖 167。 概述 —— 高頻電子線路 6 諧振功率放大器與非諧振功率放大器的異同 共同之處 :都要求輸出功率大和效率高。 諧振功率放大器通常用來放大窄帶高頻信號(hào) (信號(hào)的通帶寬度只有其中心頻率的 1%或更小 )，其工作狀態(tài)通常選為丙類工作狀態(tài) (?c＜ 90?)，為了不失真的放大信號(hào)，它的負(fù)載必須是諧振回路。低頻功率放大器的負(fù)載為無調(diào)諧負(fù)載，工作在甲類或乙類工作狀態(tài)；寬帶高頻功率放大器以寬帶傳輸線為負(fù)載 。 概述 —— 高頻電子線路 7 工作狀態(tài) 功率放大器一般分為甲類、乙類、甲乙類、丙類等工作方式，為了進(jìn)一步提高工作效率還提出了丁類與戊類放大器。 概述 —— 高頻電子線路 8 167。 諧振功率放大器的工作原理 原理電路 + – v b – i B – + V BB – + V CC – + v C C – + vc L 輸出 i E i C v B 諧振功率放大器的基本電路 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。 諧振功率放大器各部分的電壓與電流的波形圖如下圖所示 167。 諧振功率放大器的工作原理 —— 高頻電子線路 12 ? t 或電壓 電流 VBZ o iC m a x vC m i n ic ?c vC Vcm VCC ic vc vB m a x 2 ? ? – VB B vB Vbm vb 23 ? 2? 25 ? ( b) 高頻功率放大器中各部分電壓與電流的關(guān)系 167。 回路是由 L、 C二個(gè)儲(chǔ)能元件組成。充電電壓的方向是下正上負(fù)。過了一段時(shí)間，當(dāng)電容兩端的電壓增大到一定程度 (接近電源電壓 )，晶體管截止。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。 諧振功率放大器的工作原理 —— 高頻電子線路 14 諧振功率放大器的功率關(guān)系和效率 功率放大器的作用原理是利用輸入到基極的信號(hào)來控制集電極的直流電源所供給的直流功率，使之轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣餍盘?hào)功率輸出去 。 P==直流電源供給的直流功率； Po=交流輸出信號(hào)功率； Pc=集電極耗散功率； 根據(jù)能量守衡定理： P= = P o + P c故集電極效率： cooocPPPPP???? ? —— 高頻電子線路 15 由上式可以得出以下兩點(diǎn)結(jié)論 ： 1) 設(shè)法盡量降低集電極耗散功率 Pc，則集電極效率 ?c自 然會(huì)提高。 諧振功率放大器就是從這方面入手，來提高輸出功率與效率的。 晶體管集電極平均耗散功率： dtvT T CC? ?01 i 故：要想獲得高的集電極效率，諧振功率放大器的集電極電流應(yīng)該是脈沖狀。 諧振功率放大器工作在丙類工作狀態(tài)時(shí) ?c＜ 90?，集電極余弦電流脈沖可分解為傅里葉級(jí)數(shù)： i c =I co + I c m 1 c o s ? t+ I c m 2 c o s 2 ? t + I c m 3 c o s 3 ? t+ …… —— 高頻電子線路 17 直流功率 ： P = =V CC ? I c 0輸出交流功率： p2 1cmp2cm1cmcmo RI21R2VIV21P ????Vcm 回路兩端的基頻電壓 Icm1 基頻電流 Rp 回路的諧振阻抗 放大器的集電極效率： )(g21IVIV21PPc10cCC1cmcmoc ???????? —— 高頻電子線路 18 CCcmVV?? 集電極電壓利用系數(shù) 0c1cmc1 II)(g ?? 波形系數(shù)，通角 ?c的函數(shù)； ?c越小 g1(?c)越大 ?越大 (即 Vcm越大或 vmin越小 )?c越小效率 ?c越高。 基極偏置為負(fù)值；半通角 ?c＜ 90?，即丙類工作狀態(tài)； 負(fù)載為 LC諧振回路。 諧振功率放大器的