【正文】 性 i C V BZ 0 理想化 以上建立了晶體管的簡化分析模型，下面求解 集電極余弦脈沖電流中的各個頻率分量 。 而在放大區(qū)則 ic =gc(vBE–VBZ) (vBE＞ VBZ)， 常數(shù)????V c ebcc vgi第 4章 高頻諧振功率放大電路 32 ? 臨界工作狀態(tài)： 是欠壓和過壓狀態(tài)的分界點，集電極最大點電流正好落在臨界線上。 第 4章 高頻諧振功率放大電路 30 ?晶體管的輸出特性及其理想化 iC=gcrvCE 欠壓 臨界 過壓 第 4章 高頻諧振功率放大電路 31 若臨界線的斜率為 gcr，則臨界線方程可寫為 ic=gcrece ? 欠壓工作狀態(tài)： 集電極最大點電流在臨界線的右方，交流輸出電壓較低且變化較大。 基極偏置為負值；半通角 qc＜ 90?，即丙類工作狀態(tài)；負載為 LC諧振回路。 最好能有一個明確的數(shù)學表達式來顯示二者與半導通角 θ c的關系，以便于電路設計和調(diào)試時，對放大器工作狀態(tài)的選擇指明方向。 因此，采用負電源作基極偏置。 諧振回路 LC是晶體管的負載 電路工作在丙類工作狀態(tài) 外部電路關系式： 晶體管的內(nèi)部特性： tVVtVVcmCCcebmBBbe????c o sc o s?????)( BZbecc Vgi ?? ?諧振功率放大器的基本電路 第 4章 高頻諧振功率放大電路 19 故晶體管的轉(zhuǎn)移特性曲線表達式： V b m cos q c = BBV +V BZ 諧振功率放大器轉(zhuǎn)移特性曲線 故得： bmBZBBc VVV ??qc o s必須強調(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。 ?主要指標 ：輸出功率與效率 ?工作狀態(tài) ： 丙類大信號的非線性狀態(tài)（非線性失真） ?分析方法 ： 折線近似分析法。 ? 效率與失真矛盾的解決 ?? ?????? tnItItIIi n ??? s i n2s i ns i n cm2cm1cmc0Cω low high 3ω nω 2ω 0 ? ?第 4章 高頻諧振功率放大電路 15 效率與失真矛盾的解決 (續(xù) ) 有源器件 諧振回路 窄帶諧振放大器 丙類 通過諧振負載 ， 從丙類余弦周期脈沖里恢復基波完整周期信號 。 h ＞ % 選頻回路 高頻 丁類 開關狀態(tài) 90%~100% 選頻回路 高頻 ? 功率放大器 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，為了進一步提高工作效率還提出了 丁類與戊類放大器 。 ＜ q c ＜ 180 176。 50% 電阻 低頻 乙類 q c =90 176。 諧振功率放大器 波形圖 小信號諧振放大器 波形圖 i c Q e b t o o i c t 第 4章 高頻諧振功率放大電路 7 i c Q e b t o o i c t 小信號諧振放大器 波形圖 第 4章 高頻諧振功率放大電路 8 i c e b t o o i c t V BZ 諧振功率放大器 波形圖 第 4章 高頻諧振功率放大電路 9 功率放大器的主要技術指標是輸出功率與效率。 第 4章 高頻諧振功率放大電路 6 i c e b t o o i c t V BZ ?諧振功率與小信號諧振放大器的異同之處 相同之處 ： 它們放大的信號均為高頻信號 而且放大器的負載均為諧振回路。低頻功率放大器的負載為無調(diào)諧負載，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載。 聯(lián)想對比： 功率放大器實質(zhì)上是一個能量轉(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。第 4章 高頻諧振功率放大電路 1 倍頻 高頻放大 調(diào)制 話筒 聲音 發(fā)射 天線 調(diào)幅發(fā)射機方框圖 音頻放大 高頻振蕩 緩沖 調(diào)幅發(fā)射機原理框圖 第 4章 高頻諧振功率放大電路 2 本章內(nèi)容提要 概述 高頻功率放大器的工作原理 丙類功率放大器的狀態(tài)分析 丙類功率放大電路 傳輸線變壓器簡介 第 4章 高頻諧振功率放大電路 3 概 述 ? 使用高頻功率放大器的目的 放大高頻大信號使發(fā)射機末級獲得足夠大的發(fā)射功率。 ? 高頻功率信號放大器使用中需要解決的兩個問題 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都是輸出功率大和高。 第 4章 高頻諧振功率放大電路 4 ?諧振功與非諧振功率放大器 的比較 相同 : 要求輸出功率大，效率高 非線性 (大信號 ) 不同 : 低頻（音頻） : 20Hz～ 20kHz 10 00m inm a x ?ff高頻（射頻） : 3m inm ax ?ff（以調(diào)幅為例 ） ? ? ttmVt ?? c o sc o s1)( fomo ??v已調(diào)信號 low high ω AM廣播信號 : 535kHz～ 1605kHz， BW=10kHz 1001k1000k100??fBW諧振與非諧振 (工作狀態(tài) ) 2k10 k200??fBW高頻窄帶信號 工作頻率與相對頻寬不同 , 第 4章 高頻諧振功率放大電路 5 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 。 諧振功率放大器通常用來 放大窄帶高頻信號 ，其工作狀態(tài)通常選為 丙類工作狀態(tài) ，為了不失真的放大信號，它的 負載必須是諧振回路 。 不同之處 ： 為激勵信號幅度大小不同；放大器工作點不同； 晶體管動態(tài)范圍不同 。 表 4 1 不同工作狀態(tài)時放大器的特點 工作狀態(tài) 半導通角 理想效率 負 載 應 用 甲類 q c =180 176。 % 推挽，回路 低頻，高頻 甲乙類 90 176。 50% ＜ h ＜ % 推挽 低頻 丙類 q c ＜ 90 176。 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 第 4章 高頻諧振功率放大電路 10 (a)甲類 classA amplifier (b)乙類 classB amplifier (c)甲乙類 classAB amplifier (d)丙類 classC amplifier 分類示意圖 導通角 :一個周期內(nèi) 有電流流通的相角 . 第 4章 高頻諧振功率放大電路 12 ? 功率放大電路的主要特點 ?輸入為大信號 ?要求輸出功率盡可能大 ,管子工作在接近極限狀 態(tài) ?效率要高 ?非線性失真要小 ?BJT的散熱問題 (管子的保護 ) 第 4章 高頻諧振功率放大電路 13 ? 要解決的問題 ? 減小失真 （ 線性度 ） ? 管子的保護 ? 提高輸出功率 ? 提高效率 dcC PP o=率直流電源提供的直流功輸出功率?hCoo=PPP?)()(=)( C o 直流功耗交流功率直流電源功率 PPP dc ?第 4章 高頻諧振功率放大電路 14 丙類 (C類 ) 放大器的效率最高 ， 但是波形失真也最嚴重 。 3 2 1 5 4 Tr1 Tr2 C L yL T 輸入回路 輸出回路 晶體管 第 4章 高頻諧振功率放大電路 16 ?功能 ：將直流功率轉(zhuǎn)換為交流信號功率。 (大信號 ) ? 高頻諧振功率放大器 第 4章 高頻諧振功率放大電路 17 ? 獲得高效率所需要的條件 ? 功率關系 諧振功率放大器的工作原理 ? 原理電路 第 4章 高頻諧振功率放大電路 18 ? 原理電路 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頁的圖所示 轉(zhuǎn)移 特性 i c V BZ o 理想化 i c max i c ? t o + q c – q c o + q c – q c V bm V bm e b