第四章 高频谐振功率放大器

1、1、使用谐振功率放大器的目的、使用谐振功率放大器的目的放大高频大信号使发射机末级获得足够大的发射功率。放大高频大信号使发射机末级获得足够大的发射功率。2、功率信号放大器使用中需要解决的两个问题：、功率信号放大器使用中需要解决的两个问题：高效率输出高效率输出高功率输出高功率输出联想对比：联想对比：谐振功率放大器与高频小信号谐振放大器；谐振功率放大器与高频小信号谐振放大器；谐振功率放大器与低频功率放大器；谐振功率放大器与低频功率放大器；1. 低频功率放大器与高频功率放大器的异同低频功率放大器与高频功率放大器的异同低频功放低频功放高频功放高频功放用途用途用于接收设备用于接收设备用于发送设备用于发送设

2、备频率频率低低高高工作状态工作状态甲、甲乙、乙甲、甲乙、乙丙丙负载负载非谐振回路非谐振回路谐振回路谐振回路相对带宽相对带宽宽宽窄窄共同点共同点大的输出功率及高效率大的输出功率及高效率总电压 BEv电压的交流分量 bev电压的直流分量 BEV交流分量的幅值 beV甲甲类类放放大大器器 ic Q vBE t o o ic tw 特点：特点：Q点较高，晶体管发射结正点较高，晶体管发射结正偏，全周导通，不失真；耗散功率偏，全周导通，不失真；耗散功率最大，效率低。最大，效率低。bmBZBBCVVV%50;180;360maxcVbm转移特性icVBZo理想化ic maxicwto-/2+/2o+cVbm

3、vBEvBEVBBwt特点：晶体管发射结零偏，半周导特点：晶体管发射结零偏，半周导通；耗散功率较小。通；耗散功率较小。BZBBCVV%5 .78;90;180maxVbmvbewt 小信号谐振放大器与丙类谐振功率放大器的区别之处在于：小信号谐振放大器与丙类谐振功率放大器的区别之处在于：工作状态分别为小信号甲类与大信号丙类工作状态分别为小信号甲类与大信号丙类。因此，采用负电源因此，采用负电源作基极偏置。作基极偏置。wtiC0-c+cVBB0-c+cvbe转移特性iCVBZo理想化/BitVVwcosbmBBBE-v(b)tw或电压电流0VBZVCCVBBVbmVcmvbE maxiCic max

4、ciCvCEvBEvCE min1. iC 与与vBE同相，与同相，与vCE反相；反相；2. iC 脉冲最大时，脉冲最大时，vCE最小；最小；3. 导通角和导通角和vCEmin越小，越小，Pc越小；越小；tVVwcosbmBBBE-vtVVwcoscmCCCE-vtTPTd10CECcvivCEEnd转移特性icVBZo理想化ic maxicwto+cco+ccVbmVbmvBEvBEVBBwt特点：晶体管发射结反偏，特点：晶体管发射结反偏，小半周导通，效率高。小半周导通，效率高。BZBBCVV)%(5 .78;90;180max一般百分之八十几工作状态：工作状态： 功率放大器一般分为功率放大

5、器一般分为甲类、乙类、甲乙类、丙类甲类、乙类、甲乙类、丙类等工作等工作方式，为了进一步提高工作效率还提出了方式，为了进一步提高工作效率还提出了丁类与戊类丁类与戊类放大器放大器。谐振功率放大器通常工作于丙类工作状态，属于非线性电路谐振功率放大器通常工作于丙类工作状态，属于非线性电路表2-1 不同工作状态时放大器的特点 工作状态 半导通角 理想效率 负 载 应 用 甲类 c=180 50% 电阻 低频 乙类 c=90 78.5% 推挽，回路 低频，高频 甲乙类 90c180 50%78.5% 推挽 低频 丙类 c90 78.5% 选频回路 高频 丁类 开关状态 90%100% 选频回路 高频 co

6、CCIVP121cmcmOIVPCCOcmCCcmOcgIIVVPP11max2121%100 直流输入功率：直流输入功率： 交流输出功率交流输出功率: : 集电极效率集电极效率: 集电极耗散功率集电极耗散功率: 电流利用系数电流利用系数: 电压利用系数电压利用系数:OCPPP-COcmCIIg11CCcmVViC=gcrvCEiC =gc(vBEVBZ) (vBE VBZ) n2.01.00.50.40.30.20.1020406080100c10180120 160100123140图6-9 尖顶脉冲的分解系数ccccccc0c1c1cossinsincos)()()(-g)(21)()(

7、2121c1cnc10cCC1cmcmocgIVIVPP由曲线可知：极端情况由曲线可知：极端情况 c=0时，时，2)()()(c0c1c1g如果此时如果此时 =1， c可达可达100%。为了兼顾功率与效率，最佳通角取为了兼顾功率与效率，最佳通角取70 左右。左右。0)0(1maxC1cmiI 下面分析基波分量下面分析基波分量I Icm1cm1、集电极效率集电极效率c c和输出功率和输出功率P Po o随通角随通角 c变化的情况，从而选择合适的工作状态。变化的情况，从而选择合适的工作状态。2. 改变改变bmbm对工作状态的影响对工作状态的影响vceiCvbemax1vbemax2QVCCvbem

8、ax4tw wiCvbemax3欠压过压0临界Vbm1cmI0cIcmV欠压过压0临界VbmPPoc0cCCIVP ocPPP-1cmcmo21IVP -PPPiocBZBBbmVVV结论：欠压、过压、临界三种工作状态的特点结论：欠压、过压、临界三种工作状态的特点欠压欠压：恒流，：恒流，Vcm变化，变化，Po较小，较小，c低，低，Pc较大；较大；已调波放已调波放大及基极调幅大及基极调幅过压过压：恒压，：恒压，Icm1变化，变化，Po较小，较小，c可达最高；可达最高；中间放大级；中间放大级；集电极调幅集电极调幅临界临界：Po最大，最大，c较高；较高；最佳工作状态最佳工作状态发射机末级；发射机末级

9、；2. 高频功放的负载特性高频功放的负载特性欠压过压0临界RpPPoc0cCCIVP 1cmcmo21IVP ocPPP-欠压过压0临界RpcmV0cI1cmIoptR例例1：某一晶体管谐振功率放大器，设已：某一晶体管谐振功率放大器，设已知知 ， ， ，电压利用系数。，电压利用系数。试求：试求：直流输入功率P=?集电极效率C=？谐振电阻RP=?基频电流振幅Icm1=?1. 集电极耗散功率PC=?VVCC24mAICO250WP50例例2：谐振功率放大器：谐振功率放大器mAiVVVVWPccmCCO400,8 .22,24,2max436. 070,253. 070,7010c求：在此情况下，求：在此情况下， 电源提供的功率电源提供的功率P=? 集电极效率集电极效率c=？