【正文】 系數(shù)： 波形系數(shù)： 諧振功率放大器工作原理 （續(xù)） )(2121101cCCCcmcmoc gIVIVPP ??? ????CCcmVV??011 )(Ccmc IIg ??第 6章 高頻功率放大器 諧振功率放大器工作原理 （續(xù)） 波形系數(shù) 通角 的函數(shù)； 越小，則 越大； 集電極電壓利用系數(shù) 越大（即 越大或 越?。?， 越小 ，則效率 越高。因此回路電流仍然為正弦波形。 [解 ]并聯(lián)諧振基頻阻抗為： 諧振功率放大器工作原理 （例題） ? ? LQpCRLpZ p ww 22 ??第 6章 高頻功率放大器 并聯(lián)諧波阻抗為： Q=101，故 nwLR，且有 w2LC=1，諧波阻抗簡化為， 諧振功率放大器工作原理 （例題續(xù)） ? ???????????CnLnjRCjnLjnRpZnpwwwww 11)(2? ?wwwwwww)()1()()1(12222pnpZQnnjLnnjpCnLnCjnLnpZ??????????????第 6章 高頻功率放大器 回路對高次諧波呈電容性阻抗。已知回路Q=10，回路諧振于基頻。因此有， 也就是 由于集電極的負載是諧振回路，這樣，雖然 的失真很大，但是輸出端仍能得到正弦電流。 b?第 6章 高頻功率放大器 諧振功率放大器工作原理 （續(xù)） 將晶體管的轉移特性理想化為一條直線，于是有： w t w t ciciBBV?c??000b?B?BZVc??bmVc?? c?maxB?maxcicg? ?2第 6章 高頻功率放大器 諧振功率放大器工作原理 （續(xù)） 高頻諧振功率放大器晶體管的電流、電壓波形及其對應關系。 時，即為丙類工作狀態(tài)，這時基極直流偏壓 VBB使基極處于反向偏置狀態(tài)。 因此 集電極電流應該是脈沖狀 。 第 6章 高頻功率放大器 獲得高效率需要的的條件 ： 1）設法降低集電極耗散功率； 2）維持集電極耗散功率不超過規(guī)定值。 第 6章 高頻功率放大器 表 不同工作狀態(tài)時放大器的特點 高頻功率放大器（續(xù)） 工作狀態(tài) 半導通角 理想效率 負載 應用 甲類 ?c=180? 50% 電阻 低頻 乙類 ?c=90? % 推挽，回路 低頻，高頻 甲乙類 90? ?c180? 50% ?% 推挽 低頻 丙類 ?c90? ? % 選頻回路 高頻 丁類 開關狀態(tài) 90%~100% 選頻回路 高頻 第 6章 高頻功率放大器 諧振功率放大器工作原理 諧振功率放大器的工作頻率范圍劃分 低頻區(qū)： ?? 中頻區(qū)： ? ? 高頻區(qū)： ? ??T 低頻區(qū)工作時晶體管的影響因素少 、 分析方法比較成熟 ，不用考慮分布參數(shù)的影響 。 不同點：工作頻率與相對頻寬不同； 放大器的負載不同； 放大器的工作狀態(tài)不同。但其效果：一方面可以對窄帶信號實現(xiàn)不失真放大；另一方面又可以使電壓增益隨輸入信號大小變化，即實現(xiàn)非線性放大。 高頻功率放大器主要解決了高效率、高功率的輸出問題。第 6章 高頻功率放大器 第 6章 高頻功率放大器 諧振功率放大器工作原理 晶體管諧振功率放大器的折線近似分析 諧振功率放大器的高頻特性 諧振功率放大器電路 高效率高頻功率放大器及功率合成技術 第 6章 高頻功率放大器 高頻功率放大器作用 ： 主要用于放大高頻信號或高頻已調波（即窄帶）信號，用于發(fā)射機的末級，使之獲得足夠的高頻功率饋送到天線輻射出去。由于 采用諧振回路作負載 ，解決了大功率放大時的效率、失真、阻抗匹配等問題，因而高頻功率放大器通常又稱為 諧振功率放大器 。 高頻功率放大器（續(xù)） 第 6章 高頻功率放大器 高頻功率放大器（續(xù)） 諧振功率放大器工作過程 ： 在放大過程中，電路中的高頻功率管是在截止、放大至飽和等區(qū)域中工作的，表現(xiàn)出了明顯的非線性特性。 第 6章 高頻功率放大器 高頻功率放大器（續(xù)） 諧振功率放大器與小信號諧振放大器的異同點 ： 相同點：要求輸出功率大、效率高； 激勵信號幅度均為大信號。 第 6章 高頻功率放大器 高頻功率放大器（續(xù)） 諧振功率放大器特點 ： 1）用來放大窄帶高頻信號（ 通帶寬度只有中心頻率的 1%）； 2）工作于丙類工作狀態(tài)（ ?c90?）； 3）負載必須是諧振回路； 4）基極偏置電壓為負值； 5）放大器屬于非線性電路，不能采用等效電路進行分析，采用折線近似分析法。 因此本書主要從 低頻區(qū) 分析計算高頻功率放大器的工作原理 。 諧振功率放大器工作原理 （續(xù)） co PPP ???coooo PPPPP??? ??ccco PP ????????????1第 6章 高頻功率放大器 減小集電極耗散功率的方法 ： 定義： 如果使 只有在 最低的時候才能通過，那么集電極耗散功率自然會大為減小。 諧振功率放大器工作原理 （續(xù)） cc i瞬時集電極電流瞬時集電極電壓集電極耗散功率 ?? ?ci c?第 6章 高頻功率放大器 當電流流通角小于 180176。 諧振功率放大器工作原理 （續(xù)） B?b???CCV??BBVLC?C???cic???EiBi輸出在 為正值的一段時間（ +?c， ?c）內才有集電極電流產生。 tw?2ci ciBZVc?B?bmV b?BBV?maxB?maxciminc?cmVccV0)(tc?)(tb?第 6章 高頻功率放大器 2?c是一個周期內集電極電流導通角。 諧振功率放大器工作原理 （續(xù)） BBBZcbm VVV ???c o sbmBBBZc VVV ???c o sci第 6章 高頻功率放大器 試求并聯(lián)回路各次諧波與基頻的阻抗值之比。 思路：求回路各次諧波與基頻的阻抗值之比，一定要先寫出回路的總阻抗的表達式，然后代入給定的條件。它的絕對值與基頻諧振阻抗的比值等于 由此可見，回路阻抗對于各次諧波來說，其值與諧振于基頻之值相比，小到可以忽略的程度。 諧振功率放大器工作原理 （例題完） QnnZZpnp)1()()(2 ??ww第 6章 高頻功率放大器 注意：當集電極瞬時電流 最大時， 回路電壓 達到最大值 ，因此集電極瞬時電壓 成為最小值 同時基極瞬時電壓 達到最大值 只在 很低的時間通過，集電極耗散功率減小，集電極效率自然提高，而且 越低，效率就越高。 c?)(1 cg ? c? )(1 cg ?? cmV minC?c? c?第 6章 高頻功率放大器 晶體管諧振功率放大器的折線近似分析 特性曲線的理想化及解析式 分析計算高頻功率放大器 ， 關鍵是求出電流的直流分量與基頻分量 。 0CI 1cmI第 6章 高頻功率放大器 晶體管諧振功率放大器的折線近似分析（續(xù)） 圖解法：從晶體管實際靜態(tài)特性曲線入手 ， 在圖上取得若干點 ， 再求出電流的直流與交流分量 。 特點：計算比較簡單； 缺點：準確度較差 。 第 6章 高頻功率放大器 所謂折線分析法是將器件的特性曲線理想化，用一組折線代替晶體管靜態(tài)特性曲線后進行分析和計算的方法。 2）轉移特性曲線 — 集電極電壓 恒定時，集電極電流與基極電壓的關系曲線。 4）將 脈沖用傅氏級數(shù)分解，求出 的各次諧波分量 5）據(jù)給定的負載諧振阻抗，求得放大器的輸出電壓、輸出功率、直流供給功率和效率等指標。 第 6章 高頻功率放大器 理想化的轉移特性和輸出特性 (a)轉移特性； (b)輸出特性 晶體管諧振功率放大器的折線近似分析（續(xù)） ( b ) 0CiC?臨界線放大區(qū)飽和區(qū)截止區(qū)( a ) CicgBZV0 B?第 6章 高頻功率放大器 非線性諧振功率放大器的工作區(qū)域： 理想化特性曲線對不同的 值，重合為一條通過原點的斜線。 臨界線的左側為飽和區(qū)，稱為過壓區(qū)； 臨界線的右側為放大區(qū)，稱為欠壓區(qū)。 第 6章 高頻功率放大器 晶體管理想化特性曲線的解析式： 若臨界線的斜率為 ，則臨界線方程為： 若晶體管的靜態(tài)轉移特性斜率為 ，則轉移特性方程為： 式中 為截止偏壓。此時為欠壓或者臨界狀態(tài)。 他們都是周期性脈沖序列，可以采用傅立葉級數(shù)求系數(shù)的方法，并求得直流、基波與各次諧波數(shù)值。 晶體管諧振功率放大器的折線近似分析（續(xù)） maxCi c?第 6章 高頻功率放大器 晶體管的內部特性為： 晶體管外部電路關系式為： 因此集電極電流為： 晶體管諧振功率放大器的折線近似分析（續(xù)） )( BZBcC Vgi ?? ?tVV bmBBB w? co s???tVV cmCCC w? c o s??)co s( BZbmBBcC VtVVgi ???? w第 6章 高頻功率放大器 當 時， ，即集電極電流為 0，得到： 當 時， ，因此集電極電流為： 因此尖頂余弦脈沖的解析式為： 晶體管諧振功率放大器的折線近似分析（續(xù)） ct ?w ? 0?CibmBZBBc VVV ???c o s0?tw maxCC ii ?)c o s1(m a x cbmcC Vgi ??????????????ccCCtii??wc o s1c o sc o sm a x cc t ?w? ???第 6章 高頻功率放大器 將尖頂脈沖分解為傅立葉級數(shù)： 由傅立葉級數(shù)求得系數(shù)： 晶體管諧振功率放大器的折線近似分析（續(xù)） ???????????? tnItItIIi c m ncmcmCC c o s2c o sc o s 210)(co s1co ss i n1)(21)(210m a xm a x0cCccccCCCCiitditdiIcc???????w?w???????????????????? ??????第 6章 高頻功率放大器 由傅立葉級數(shù)求得系數(shù)： 晶體管諧振功率放大器的折線近似分析（續(xù)） )(c o s1c o ss i n1)(c o s11m a xm a x1cCccccCCcmiittdiIcc???????ww????????????????? ???)()co s1)(1(s i nco sco ss i n2)(co s1m ax2m ax CcccccCCc m ninnnnnittdniIcc????????ww???????????????? ???第 6章 高頻功率放大器 余弦脈沖分解系數(shù)與 ?c的關系曲線 ? 0, ? 1, ? 2, ? 3 0 － 10 30 50 70 90 110 130 150 170 ?c /176。 ，雖然此時基波電流和輸出功率達