【正文】 C – + v c L 輸出 i E i c e b 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。 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(guò)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。 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。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。 如何減小集電極耗散功率 Pc 可見(jiàn)使 ic在 ec最低的時(shí)候才能通過(guò)，那么，集電極耗散功率自然會(huì)大為減小。導(dǎo)通角小于 180?，處于丙類工作狀態(tài)。因此，丙 類諧振功率放大器提高效率 hc的途徑即為減小 ?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(duì)應(yīng) ec的最小值。 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。折線法就是常用的一種分析法。 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 )。 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： 由上圖可見(jiàn)，在飽和區(qū)，根據(jù)理想化原理，集電極電流 只受集電極電壓的控制，而與基極電壓無(wú)關(guān)。 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。這適用于欠壓或臨界狀態(tài)。 40 176。 8 0 176。 ? c ? 1 ? 0 1 8 0 176。 160 176。 尖頂脈沖的分解系數(shù) 當(dāng) ?c≈120?時(shí)， Icm1/icmax 達(dá)到最大值。這樣看來(lái)， 取 ?c=120?應(yīng)該是最佳通 角了。 右圖可見(jiàn)： ? n 0 . 5 0 20 176。 60 176。 10 0 176。 120 176。? 1 ? 0 ? 0 ? 1 ? 2 ? 3 1 40 176。 ? n 0 . 5 0 20 176。 60 176。 10 0 176。 120 176。? 1 ? 0 ? 0 ? 1 ? 2 ? 3 1 40 176。 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。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。 ＜ 90 176。 用類似的方法，可得出在 ic –eb坐標(biāo)平面的動(dòng)態(tài)特性曲線。 ＜ 90 176。 電壓、電流隨負(fù)載變化波形 1) vc、 ic隨負(fù)載變化的波形 vc、 ic隨負(fù)載變化的波形如圖所示，放大器的輸入電壓是一定的，其最大值為 Vbemax，在負(fù)載電阻 RP由小至大變化時(shí)，負(fù)載線的斜率由小變大，如圖中 1?2?3。 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。 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)。 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。 ＜ 90 176。但晶體管基極調(diào)幅，需采用這種工作狀態(tài)。 負(fù)載特性曲線 臨界狀態(tài)的特點(diǎn)是輸出功率最大，效率也較高，比最大效 率差不了許多，可以說(shuō)是最佳工作狀態(tài)，發(fā)射機(jī)的末級(jí)常 設(shè)計(jì)成這種狀態(tài)，在計(jì)算諧振功率放大器時(shí)，也常以此狀 態(tài)為例。 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。有時(shí)希望增大 ?c，但要保持 Im不變，則應(yīng)在增加 VBB的同時(shí)，適當(dāng)減小激勵(lì) Vb。 (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。 (2) 改變 VCC，但 Rp、 Vb、 VBB不變當(dāng)集電極供電電壓 VCC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。 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。 0 0 ( a) ( b) 欠壓狀態(tài) 過(guò)壓狀態(tài) V CC 欠壓狀態(tài) 過(guò)壓狀態(tài) V CC I c 0 I cm1 P o P = P c (3) Vbm變化，但 VCC、 VBB、Rp不變或 VBB變化，但 VCC、 Vb、Rp不變 這兩種情況所引起放大器工作狀態(tài)的變化是相同的。 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。 以臨界狀態(tài)為例： 1) 首先要求得集電極電流脈沖的兩個(gè)主要參量 ic max和 ?c bBZBB1c VVVc o s ??? ?導(dǎo)通角 ?c 集電極電流脈沖幅值 Icm i c m a x =g c V b (1 – c o s? c )2) 電流余弦脈沖的各諧波分量系數(shù) ?0(?c)、 ?1(?c)、 … 、 ?n(?c)可查表求得，并求得個(gè)分量的實(shí)際值。 “ 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。 ?c小， Rp大。 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。但隨著工作頻率的提高，由于晶體管的高頻特性及大信號(hào)的注入效應(yīng)而引入的誤差將更大，嚴(yán)重時(shí)，使放大器無(wú)法工作。飽和壓降及引線電感