物理学院高频电子线路g3-2

高频电子线路第3章高频谐振放大器第二节高频功率放大器的原理与特性第二节高频功率放大器的原理与特性高频功率放大器的主要功用是放大高频信号功率,主要应用于各种无线电发射机中。音频放大器调制器激励放大输出功率放大载波振荡器天线开关高频放大混频器中频放大与滤波解调器音频放大器话筒本地振荡器扬声器变频器一、用途、分类和要求1、用途：用于各种无线电发射机，放大高频信号的功率到足够大，通过天线辐射到空间。高频电子线路第3章高频谐振放大器第二节高频功率放大器的原理与特性2、分类：按工作频带的宽窄分为:窄带高频功率放大器，以谐振回路为负载。宽带高频功率放大器，以传输线变压器为负载。按导通角分：A、B、AB、C类高频功率放大器。开关型功率放大器：D、E、S类。特殊技术型：F，G，H类。高频电子线路第3章高频谐振放大器第二节高频功率放大器的原理与特性甲类（A）导通角θ=1800乙类（B）导通角θ=900甲乙类（AB）导通角900θ1800丙类（C）导通角θ900高频电子线路第3章高频谐振放大器第二节高频功率放大器的原理与特性3、要求：高频功率放大器有三个主要要求：1、输出足够的功率；2、具有高效率的功率转换；3、减小非线性失真。分析方法：折线法近似分析高频电子线路第3章高频谐振放大器第二节高频功率放大器的原理与特性二、工作原理（丙类谐振功率放大器）1、原理电路的组成输入回路：信号耦合与阻抗匹配。晶体管：能量转换（功率放大）。谐振回路：阻抗匹配，滤波作用。高频电子线路第3章高频谐振放大器第二节高频功率放大器的原理与特性（1）UBB0，（2）输入信号一般在0.5V以上。（3）ub若为正弦波、ib正向脉冲波，ic正向脉冲波，uc近似为正弦波。2、特点：高频电子线路第3章高频谐振放大器第二节高频功率放大器的原理与特性3、电流、电压波形设输入信号为cosbbuUt基极回路电压为BEBBbcosuUUt高频电子线路第3章高频谐振放大器第二节高频功率放大器的原理与特性（1）集电极电流BEBBbcosuUUt①导通角θ900，②导通角与UBB、U`BB、Ub有关。③ic与G、Ub、θ有关。集电极电流：0,(')()cos(')(')bBBBBcbBBBBbBBBBuUUitGUtUUuUU，高频电子线路第3章高频谐振放大器第二节高频功率放大器的原理与特性max1coscmIICmaxC(coscos)(1cos)2IittkcbBBBBbmitGUtUUGUtIt()cos(')coscoscoscosmaxcos1coscmmmIIII高频电子线路第3章高频谐振放大器第二节高频功率放大器的原理与特性CmaxCmax0CCmmaxCmaxC0CCm1Cax1ax(coscos)11221cos(coscos)11cos1cossincos()(1cos)sincos()(1cos)CItIidtdtItIidttdtIIII1coscosccocscnsiIItInt高频电子线路第3章高频谐振放大器第二节高频功率放大器的原理与特性CmaxCnCCmaxCmax2(coscos)cos11cos1cossincoscossin2()(1)(1cos)(1)nItntIintdtdtnnnIInnn称为余弦脉冲分解系数。0(),()n已知脉冲高度Icmax,及导通角θ，根据余弦脉冲分解系数可以求出集电极电流脉冲的各电流分量。0(),()n高频电子线路第3章高频谐振放大器第二节高频功率放大器的原理与特性C0Cmax0C1Cmax1()()IIII（1）随着θ的增加，α0，α1增加，直流分量和基波分量增加。（2）θ一定时，基本符合α1〉α2〉α3的关系。（3）对应某次谐波，有一对应的θ使α为最大。高频电子线路第3章高频谐振放大器第二节高频功率放大器的原理与特性集电极谐振回路调谐在输入信号频率上。0s谐振回路对基波的阻抗等效为纯电阻R`。1''()1111(')1(')1()'''pnsssssRRZjnCjRnCjQnRnLnLn谐振回路对谐波的阻抗:222()111()(1)1()1()sspnpZnZQnQnQnnn谐波与基波的阻抗比：（2）集电极电压高频电子线路第3章高频谐振放大器第二节高频功率放大器的原理与特性2310()()0.0667,0.037()()ssssppppQZZZZ设谐振回路对谐波电流相当于短路。ocC1LCCECCoCCCcoscoscosuuIRtUtuUuUUt高频电子线路第3章高频谐振放大器第二节高频功率放大器的原理与特性bemaxCmaxCEmin,,UIU出现在同一时刻，θ越小iC越集中在UCEmin附近，损耗越小，效率越高。但是Ic1变小，输出功率减小。高频电子线路第3章高频谐振放大器第二节高频功率放大器的原理与特性导通角θ由输入回路决定。BBBBbBBBBb'cos'cosUUUUUarcU高频电子线路第3章高频谐振放大器第二节高频功率放大器的原理与特性高频电子线路第3章高频谐振放大器第二节高频功率放大器的原理与特性2、高频功放的能量关系（1）输出功率PI（谐振回路吸收的功率）LcLccRURIUIPc22112121211(2）集电极电源供给的直流功率P00c0CCPIU(3)集电极损耗功率Pc10PPPc高频电子线路第3章高频谐振放大器第二节高频功率放大器的原理与特性(4)集电极效率η1Io01122cccccIUPPIUC11C00(),()II称为波形系数CCC,UU称为集电极电压利用系数111cPP集电极耗损一定，效率越高，输出功率越大。高频电子线路第3章高频谐振放大器第二节高频功率放大器的原理与特性1Io01122cccccIUPPIU0123()()()()、、、、与的关系（5）o70综合考虑输出功率和效率，取左右。θ增加γ下降，效率降低，α1增加，输出功率增加。θ减小γ增加，效率增加，α1减小，输出功率减小。倍频器设计时的选择考虑α2，α3。高频电子线路第3章高频谐振放大器第二节高频功率放大器的原理与特性二、1．动特性是指当加上激励信号及接上负载阻抗时,在输入信号ube的激励下，晶体管集电极电流ic与集电极电压uce的关系曲线,它在ic～uce或ic～ube坐标系统中是一条曲线。高频电子线路第3章高频谐振放大器第二节高频功率放大器的原理与特性（1）近似条件①设谐振回路具有理想滤波特性。即只有基波电流在谐振回路产生电压降，谐波电流被谐振回路短路。有：BEBBbCECCccoscosuUUtuUUt高频电子线路第3章高频谐振放大器第二节高频功率放大器的原理与特性②忽略晶体管中少数载流子的存储效应功率管的特性用静态输入、输出特性曲线表示。BEBBbCECCc()cos()cosutUUtutUUt.高频电子线路第3章高频谐振放大器第二节高频功率放大器的原理与特性2、动特性的折线分析BEBBbCECCc()cos()cosutUUtutUUt（1）令ωt=0,确定A点。minmaxCECCCCEBEBBbBEuUUuuUUu高频电子线路第3章高频谐振放大器第二节高频功率放大器的原理与特性（2）令ωt=π/2,确定Q点。,CECCBEBBuUuUBEBBbCECCc()cos()cosutUUtutUUt（3）连接A、Q两点，与横轴交点位B点。动态线由ABC连线组成。高频电子线路第3章高频谐振放大器第二节高频功率放大器的原理与特性④进入截止区iC=0,动态线修正为BC段。⑤进入饱和区的动态线动态线修正为AO段。高频电子线路第3章高频谐振放大器第二节高频功率放大器的原理与特性⑥各点关系进入饱和区uc还是正弦波，与uBE的关系由AA`确定。与iC电流关系由AO确定。高频电子线路第3章高频谐振放大器第二节高频功率放大器的原理与特性⑦动态线的斜率cmaxcmaxc1L(1cos)(1cos)2(2sin2)cLIIUIRR斜率为