【正文】 載，稱為諧振功放 。 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 = 180 ? 50% 電阻 低頻 乙類 ?c = 90 ? % 推挽，回路 低頻，高頻 甲乙類 90 ? ＜ ? c ＜ 180 ? 50% ＜ ? ＜ % 推挽 低頻 丙類 ? c ＜ 90 ? ? ＞ % 選頻回路 高頻 丁類 開(kāi)關(guān)狀態(tài) 90% ~ 10 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。 現(xiàn)代通信電路 —— 第 3章 高頻諧振放大器 IC UCE O Q iC t O IC UCE O Q iC t O IC UCE O Q iC t O 晶體管的工作狀態(tài) 甲類工作狀態(tài) 晶體管在輸入信號(hào) 的整個(gè)周期都導(dǎo)通 靜態(tài) IC較大，波形好 , 管耗大效率低。 甲乙類工作狀態(tài) 晶體管導(dǎo)通的時(shí)間大于半個(gè)周期，靜態(tài) IC? 0，一般功放常采用。 ucCRL uc e ＋－ub e＋－ ubEbEcu ( ? ) ib ic－＋V現(xiàn)代通信電路 —— 第 3章 高頻諧振放大器 分析與計(jì)算大大簡(jiǎn)化，但誤差也大； 由于輸入信號(hào)為大信號(hào)，當(dāng)晶體管導(dǎo)通時(shí)主要工作在線性放大區(qū)，可以進(jìn)行折線化近似。be buE? ， 0?ci 當(dāng) 39。c m be bi g u E?? gm ? 有 ? ?39。bE加到晶體管的基極 ， 基極回路電壓為 ： ucCRL uc e ＋－ub e＋－ ubEbEcu ( ? ) ib ic－＋V現(xiàn)代通信電路 —— 第 3章 高頻諧振放大器 ( 1 ) 集電極電流 ci ? ?39。c os bbbEEU???? 39。c o s ( )c o s c o sc o s c o sc m b b bm b bmbi g U t E Eg U t Ug U t???????? ? ? ???????又 ? 當(dāng) 0t ?? 時(shí)， ? ?m a x 1 c o sc m bi g U ??? ube ic ? UBB ? ube ???ic ? ???Ub gm icmax m a x1 c o scmb igU??? ? 代入 ci 有： 尖頂余弦脈沖的數(shù)學(xué)表達(dá)式c c m a xc o s c o s1 c o stii ??????39。集電極電流為周期性的余弦脈沖，傅里葉級(jí)數(shù)展開(kāi)可得： 式中： ? ? m a xc o s coco s c o s1cs oscc m b ii g U t t?? ?? ???? ? ?ic ωt θ θ ic1 ic2 ic3 Ico icmax 現(xiàn)代通信電路 —— 第 3章 高頻諧振放大器 iC頻譜 (2) 集電極輸出電壓 ci 經(jīng) LC 并聯(lián)諧振回路后，此回路對(duì)基波產(chǎn)生諧振，呈純電阻LR 1ci （最大值），而對(duì)其它諧波失諧阻抗很低，呈電容性。 ? ?2 ?3LC回路阻抗 ?RL 故回路輸出的基波電壓：11 c o sc o so c c LcLcu u i RI R tUt???????而晶體管集電極的輸出電壓： c o sc e c cu E U t???0ic ωt θc θc ic1 ic2 ic3 Ico Icmax ucCRL uc e ＋－ub e＋－ ubEbEcu ( ? ) ib ic－＋V現(xiàn)代通信電路 —— 第 3章 高頻諧振放大器 而晶體管集電極的輸出電壓：c o sc e c cu E U t???ube Eb icmax ube t ib t ic t uCE uce t Ec Uc Ub ube ic ? Eb ? ub ??Ub gm ??39。bE ucCRL uc e ＋－ub e＋－ ubEbEcu ( ? ) ib ic－＋V現(xiàn)代通信電路 —— 第 3章 高頻諧振放大器 輸出功率： 221 1 11 1 1 12 2 2 2cc c c c c LLUP i u d t I U I RR?????? ? ? ??00ccP I E?10 PPPc ??集電極電源提供的直流輸入功率： 集電極損耗功率： 集電極效率： 11001122ccccIUPP I E? ? ?? ? ?? ?? ? 稱為波形系數(shù)?????0101 ??ccII式中： ccUE? ? 稱 為 集 電 極 電 壓 利 用 系 數(shù)現(xiàn)代通信電路 —— 第 3章 高頻諧振放大器 提高 C類功率放大器的效率 ? 提高 電壓利用系數(shù) 11001122ccccIUPP I E? ??? ? ?提 高提高 RL的值 ccUE? ?提 高 Lcc RIU 1?提高? ?? ??????01?提高11001122ccccIUPP I E? ??? ? ?提 高 ?減小? 提高 波形系數(shù) ??現(xiàn)代通信電路 —— 第 3章 高頻諧振放大器 θ對(duì)高頻諧振功放效率的影響 余弦脈 沖的分解系數(shù) ?n 2 . 0 1 . 0 0 . 5 0 . 4 0 . 3 0 . 2 0 . 1 0 20 ? 40 ? 60 ? 8 0 ? 10 0 ? ? 1 8 0 ? 120 ? 160 ? ?1 ?0 ?0 ?1 ?2 ?3 1 40 ? 12? ? ??? 1012cCII?? m a x 1m a x 0()12 ( )ccii??????10()12 ( )??????10() ,()????可 見(jiàn) 越 大 效 率 越 高10()0,()0,?????? 是 最 大但 輸 出 功 率 為 顯 然 不 行現(xiàn)代通信電路 —— 第 3章 高頻諧振放大器 余弦脈 沖的分解系數(shù) ?n 0 . 5 0 20 ? 40 ? 60 ? 8 0 ? 10 0 ? ? ?1 ?0 1 8 0 ? 120 ? 160 ? ?1 ?0 ?0 ?1 ?2 ?3 1 40 ? 1120 ( ) , , ,O? ? ?? 時(shí) 最 大 輸 出 功 率 最 大 但 接 近 甲 類 放 大 器 效 率 太 低減小 ?值，效率變高，但是輸出功率減小 。 ???? 7060 ~ ? ? %8865 ?????現(xiàn)代通信電路 —— 第 3章 高頻諧振放大器 討論： 1. 效率上限 ? ?? ?%1 0 0,%。50,11 8 0oo????????????類：類：類：CBA2. 輸出功率與集電極損耗功率的關(guān)系 1/11 ?? ?cPP當(dāng)損耗功率一定時(shí)，效率越高，輸出功率越大 現(xiàn)代通信電路 —— 第 3章 高頻諧振放大器 同相，則激勵(lì)功率為：且與幅度為若基極電流的基波分量 bb uI ,1bbd UIP 121?? ? ? ?dBPPdBKdp 1lg10?dp PPK 1?高頻功放的功率放大倍數(shù)為： 用 dB表示為： 也稱為 功率增益 ，通常高頻功放的功率增益為 10~30dB。 ? 調(diào)諧在信號(hào)頻率上集電極諧振回路可以將失真的集電極電流脈沖中的諧波分量濾除，取出其基波分量，從而得到不失真的輸出電壓。 2. 高頻功放的工作狀態(tài) ? 欠壓狀態(tài) ? 臨界狀態(tài) ? 過(guò)壓狀態(tài) 高頻諧振功率放大器的工作狀態(tài) 現(xiàn)代通信電路 —— 第 3章 高頻諧振放大器 當(dāng)放大器工作在諧振狀態(tài)時(shí)，其外部電路電壓方程為：輸入端： c o sb e b bu E U t??? 輸出端： c o sc e c cu E U t??? 由上兩式消除 tc o s ? 可得： c c eb e b bcEuu E UU???又利用晶體管的內(nèi)部特性關(guān)系式 （折線方程）：? ?39。39。bE現(xiàn)代通信電路 —— 第 3章 高頻諧振放大器 Ci 與 ceu 之間關(guān)系的 動(dòng)態(tài)特性方程 。( ) c osbbo c c c cbEEU E U E UU??? ? ? ? oU 動(dòng)態(tài)特性曲線在 ceu 軸上的截距。39。,: ()c e c b e bc Q m b bu E u EQ i I g E E????? ? ? ???( 2 ) 作 A 點(diǎn) : 令 o0t ??m inm a x: c e c e c cb e b e b bu u E UAu u E U? ? ??? ? ? ??連接 Q 、 A 兩點(diǎn)，與橫軸交于 B 點(diǎn)。下面討論 當(dāng)cE、bE、bU不變時(shí)，動(dòng)態(tài)特性曲線與負(fù)載LR的關(guān)系。 ube ic ? Eb ? E’B ube C??C?ic ???gm Ub ? ubemax icmax uce ic EC ? Q ucemin uces cesce Uu ?m in 晶體管的工作范圍在放大區(qū)和截止區(qū)。2. 過(guò)壓工作狀態(tài)LR 較大 1c c LU I R?? 較大 bdmcUgg U?? 較小， 動(dòng)態(tài)特性曲線與 m a xbeu 所對(duì)的靜態(tài)特征曲線的交點(diǎn)位于飽和區(qū)。 ci 的波形頂部為下凹的余弦脈沖。 ? 現(xiàn)代通信電路 —— 第 3章 高頻諧振放大器 高頻功放的工作狀態(tài) CEuCiOPmaxBEUCit?OQ1A2A3A5A4A增加的方向LR欠壓狀態(tài) 臨界狀態(tài) 過(guò)壓狀態(tài) CCUBBBE Uu ?CESCEUU? 1minCESCEUU? 2minCESCEUU? 3minm i n 1(1) L c C E c c C E SR U U E U U? ? ?較 小 ， 使 得 較 小 ， 使 得 ， 稱 為 欠 壓 狀 態(tài) ；m i n 2( 2 ) L c C E c c C E SR U U E U U? ? ?增 大 ， 使 得 增 大 ， 使 得 ， 稱 為 臨 界 狀 態(tài) ；m i n 3( 3 ) L c C E c c C E SR U U E U U? ? ?繼 續(xù) 增 大 ， 使 得 繼 續(xù) 增 大 ， 使 得 ， 稱 為 過(guò) 壓 狀 態(tài) 。載電阻，一般用稱為臨界電阻或最佳負(fù)負(fù)載電阻臨界狀態(tài)對(duì)應(yīng)的集電極 L c rL RR