高频功率放大电路lppt课件

1、 高频功率放大器电路性质：非线性放大器种类：丙类根底知识：折线分析法本章的知识构造n6.1 概述n6.2 任务原理重点n6.3 功率放大器的折线分析法重点n6.5 高频功放的电路组成实验需求n6.6 丁类D类功放简介了解即可n6.10 晶体管倍频器了解即可本章主要指前3节知识的特点n知识特点n变量较多、题型非常灵敏多变n三极管不再单纯处于任务区n必需熟练掌握折线法n学习方法n一定要把教材208页的波形图彻底了解n先画图再做题，理清变量关系。n熟练掌握的关系和表达式与cCicosmax6.1 概述n1高频功率放大器的种类n2高频功率放大器的运用场所n3高频功放与低频功放的区别n4分析高频功放时应

2、留意的事项n5高频功放的主要技术目的1高频功率放大器的种类n谐振功率放大器学习重点n特点是负载是一个谐振回路，功率放大增益可以很大，普通用于末级；n不易于自动调谐。n宽带功率放大器了解即可n特点是负载是传输线变压器，可在很宽的频带内对高频信号进展功率放大；n功率增益有限，普通用于中小功率级。2高频谐振功率放大器的运用场所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从图中可见，高频功放是无线发射机的重要组成部分从图中可见，高频功放是无线发射机的重要组成部分无线发射机无线接纳机3高频谐振功放与低频功放的区别高频谐振功放

3、与低频功放的区别低频功放低频功放高频功放高频功放任务频率任务频率音频音频射频射频运用场所运用场所接纳机末端接纳机末端发射机末端发射机末端负载负载纯电阻纯电阻LC谐振回路谐振回路放大器类型放大器类型甲类或乙类甲类或乙类丙类丙类高频功放与高频小信号放大器的比较高频功放与高频小信号放大器的比较高频小信号高频小信号放大器放大器高频功放高频功放电路性质电路性质线性线性非线性非线性运用场所运用场所发射机送给功放的信号发射机送给功放的信号接纳机天线送来的信号接纳机天线送来的信号发射机末端发射机末端放大器类型放大器类型甲类甲类丙类丙类集电极输出波形集电极输出波形与输入信号一致与输入信号一致余弦脉冲余弦脉冲设计

4、的目的设计的目的信号波形放大、传输信号波形放大、传输将电源的能量尽能够将电源的能量尽能够以信号的方式输出以信号的方式输出最关怀的目的最关怀的目的电压增益电压增益效率效率4分析高频功放时应留意的事项n本节的实际完全可用于对电子管高频功放的分析和计算；n对于任务在中高频的晶体管功放，本节的实际根本可以运用，但会有一定的误差；n但对于任务在甚高频的晶体管功放，本节的实际将会有很大的误差，这是由于晶体管的物理构造导致的高频特性不理想呵斥的，但本节的实际依然对功放的设计有定性的指点作用。5高频功放的主要技术目的n主要目的：n输出功率n效率将电源能量转换成输出信号能量的才干n大家该当了解的工程目的n谐波场

5、强n20的场强与0的场强之比小于万分之二n在发射机1km处20的场强小于50(uV/m)n谐波功率小于25mW6.2 谐振功率放大器任务原理n6.2.1 获得高效率所需求的条件n1为什么谐振功率放大器要处于丙类？P记直流电源输出功率为OP率为功放输出交流信号的功CP率为晶体管集电极消耗的功COPPP根据能量守恒定律，有COOOCPPPPP效率不难看出，设法降低Pc可以提高功放的效率Pc与与ic和和Vc的关系的关系+Vc -icPc的瞬时功率为的瞬时功率为ic和和Vc的乘积的乘积2谐振功放的根本电路CvBv为什么必需以为什么必需以LC回路作为负载？回路作为负载？首先，为了提高功首先，为了提高功放

6、效率，在基极回放效率，在基极回路参与了反向偏置路参与了反向偏置电压电压VBB，从而使，从而使放大器处于丙类。放大器处于丙类。因此集电极输出的波形不再是余弦信号，而是余弦脉冲因此集电极输出的波形不再是余弦信号，而是余弦脉冲缘由参见第五章折线法，或看前两页的缘由参见第五章折线法，或看前两页的Flash余弦脉冲可以看作是多个频率分量的叠加tic也是周期信号显然CitnItItIIiccos2coscoscmncm2cm1c0tt)(1应该输出的波形cmIt0cI直流分量2cmI叠加后的结果可以看成是这些波形的Ci回路失谐能够呵斥什么后果?n从输出信号和三极管两个角度来分析n对输出来说，假设LC回路失

7、谐，相当于滤波器的中心频率偏移，会使有用频率幅度降低，而使无用频率得到放大，从而使输出波形产生失真；n对三极管来说，假设LC回路失谐，根据第三章知识，那么LC的导纳变大阻抗变小，使回路电流增大，而且电压集中在三极管上，三极管能够由于功率过大而烧毁。3电路图中各变量关系及波形分析分析第一步：输入信号有反向偏置电压，从而输出为余弦脉冲分析第一步：输入信号有反向偏置电压，从而输出为余弦脉冲BBVbvBEvvBEBZViCBBVt0t0iC tBEvbmV输入信号振幅记为分析第二步：把集电极余弦电流脉冲看成一系列电流源的叠加分析第二步：把集电极余弦电流脉冲看成一系列电流源的叠加Ci0等效0CItIcm

8、cos1tIcm2cos2BBVbvBEvCi为了分析更明晰，先假设没有抽头为了分析更明晰，先假设没有抽头由于由于LC的选频作用的选频作用ovtVomcosovCCVBBVbvBEvCi分析第三步：分析第三步：VCC减去减去vo得到集电极电压得到集电极电压vCovtVomcosCvttVVvVvomCCoCCCcosCCVCCVovvC)(o振幅的振幅vVVvomcmC VB Z VB B t VC C t t t eb ib ic ec Vc m Vc m vb BEvCv分析第四步：把输入信号，集电极电流，集电极电压对齐画出分析第四步：把输入信号，集电极电流，集电极电压对齐画出 t 或电压

9、 电流 VBZ o ic max Vc min ic c ec Vcm VCC ic vc Vb max 2 VBZ vB Vbm vb 232 25(b) CvCvBEvCi有阴影的波形为分析第五步：把输入信号，集电极电流，集电极电压分析第五步：把输入信号，集电极电流，集电极电压画到同一个坐标中从图中可以读出很多关系画到同一个坐标中从图中可以读出很多关系例如可以看出，例如可以看出，iC最大值最大值iCmax的时候的时候vC最小值最小值vCmin4对2个问题的解释n问题一能够会引起同窗们困惑的问题n为什么ic的波形时有时无,而输出的波形vo却能是延续的?n问题二有的标题知条件不给c,而解题中又

10、需求c n半流通角c通常取多大比较适宜?问题一：为什么ic的波形时有时无,而输出的波形vo却能是延续的?n假设能从频谱的角度来了解最好，即ic是有很多余弦分量相加而成的，经过滤波器将其他分量滤除，剩下的自然是一个基频余弦分量Icm1costn另外一种了解方法是：LC具有储能作用，当ic为0时，由于C上电压不能突变，所以在LC之间来回充放电，可以用自行车飞轮或一个单摆来比喻。将LC比喻成单摆n假设把单摆摆到左边比喻成能量储存到电感，那么单摆摆到右边可比喻成能量储存到电容，要是单摆继续摆动，不需求手不断推，而在适当的时候推很短的一下可比喻成ic 即可。问题二：半流通角c通常多大适宜?n假设c取值过

11、大，趋向甲类放大器，那么效率太低；n假设c取值过小，效率虽然提高了，但输出功率的绝对值太小由于ic脉冲太低；n这是一对矛盾，根据实验折中，人们通常取Oc706.2.2 功率关系余弦电流脉冲ic可分解为付立叶级数：tnItItIIiccos2coscoscmncm2cm1c02/2/c0)(1TTctdiTI根据付立叶级数原理2/2/c)(1,TTCCtdiVTP电源输出功率而根据电路原理2/2/c)(1TTCCtdiTV0cCCIVP分析电源输出功率第一步 :OP分析输出功率第二步 :0CItIcmcos1tIcm2cos2ovtVcmcosov画出回路谐振时的等效电阻将pRLCpR上消耗的功

12、率为可以看出输出功率pORPpcmORVP221短路等分量被、短路，将全部被考虑另外CIILIcmcmc320,tIRcmpcos1上的电流为pcmcmcmOORIIVPP2112121又可写成C分析效率第三步 :01012121ccmCCcmcCCcmcmOCIIVVIVIVPP记为tCCVovvCcmVCCV,数称为集电极电压利用系度这个电压范围利用的程的振幅对它体现了CCCVv0121ccmII)()(1CCg，可记为后面将给大家证明有关仅与)(211Cg6.3 功率放大器的折线分析法n6.3.1 晶体管特性曲线理想化及表达式 折线法是将电子器件的特性曲线理想化，用一组折折线法是将电子器

13、件的特性曲线理想化，用一组折线替代晶体管静态特性曲线后进展分析和计算的方法。线替代晶体管静态特性曲线后进展分析和计算的方法。 对谐振功率放大器进展分析计算，关键在于求出电对谐振功率放大器进展分析计算，关键在于求出电流的直流分量流的直流分量Ic0Ic0和基频分量和基频分量Icm1Icm1。 理想化折线 （虚线） ic gc eb 0 VBZ ic 过压区 临界线 欠压区 eb ec 0 (a) (b) gcr !不是一回事与一定要注意crcgg6.3.2 集电极余弦脉冲电流ic分解0iC tmaxCi在第五章的折线分析法中我们曾经得到在第五章的折线分析法中我们曾经得到)cos(BZbmBBcCV

14、tVVgibmV从括号中提出)(cosbmBZBBbmcCVVVtVgi从第五章可知它为从第五章可知它为cosc)cos(cosCbmcCtVgi)cos1 ()cos(cos)cos1 (CCCbmctVg从第五章可知它为从第五章可知它为iCmax)cos1 ()cos(cosmaxCCCti6.3.2 集电极余弦脉冲电流iC分解根据付立叶级数原理tnItItIIiccos2coscoscmncm2cm1c0)(21C0tdiIcccccCmax0cos1cossiniIccc)()cos1coscos(21ccCmax0tdtiIc表达式带入把上页求出的Ci算出此定积分ci0Cmax)(0

15、CC有关记为仅与6.3.2 集电极余弦脉冲电流iC分解同理可得同理可得)()(maxmax10max0CnCcmnCCcmCCCiIiIiI有关只与可以看出前面所分析的CCCCCCCCcmCiiIIg)()()()()(010max1max011其中：其中：)cos1)(1(sincoscossin2)()cos1(sincos)()cos1(cossin)(210ccccccnccccccccccnnnnn要求掌握要求掌握不要求掌握不要求掌握)()()(265110CCCCgP、的附录表查出可以通过查教材对于特定的c对高频谐振功放效率的影响对高频谐振功放效率的影响余弦脉冲的分解系数余弦脉冲的

16、分解系数 n 2.0 1.0 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 20 40 60 80 100 c 1 0 180 120 160 1 0 0 1 2 3 140 )(211CCg0121CcmII)()(210max1maxCCCCii)()(2101CC效率越高越大可见,)()(01CC显然不行但输出功率为最大是0,)()(001CCCc对高频谐振功放效率的影响对高频谐振功放效率的影响余弦脉冲的分解系数余弦脉冲的分解系数 n 2.0 1.0 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 20 40 60 80 100 c 1 0 180 120 160 1 0 0 1 2 3 14

17、0 效率太低但接近甲类放大器输出功率最大最大时,)(1201COCOC70通常取为了兼顾二者成倍频器就可把功率放大器改装调到若将谐振回路中心频率利用这一特点的振幅取到最大值即最大时从图中还可以看出2,2cos,6022tIcmOC6.3.3 高频功放负载特性BBVbvBEvCiovtVcmcosCvCCVtVVvVvcmCCoCCCcos可见，当三极管处于任务区时有可见，当三极管处于任务区时有bmV幅是另外如果输入信号的振BEvt0tBZVBBVBEvCitVVvbmBBBEcos则bmVtcos,消去联立二式cmCCCbmBBBEVvVVVv得负载线的表达式cmCCCbmBBBEVvVVVv

18、t0tBZVBBVBEvCicg斜率)(,BZBEcCVvgi则在工作区内代入代入)(:线称为负载线这个线性关系画出的直必须保持的线性关系与就得到了在工作区内CCvi)(BZcmCCCbmBBcCVVvVVVgi)(bmBZBBcmCCCcmbmcCVVVVVvVVgi整理后得负载线的斜率负载线的截距)cos(CcmCCCcmbmcCVVvVVgi还可写成画出负载线)cos(CcmCCCcmbmcCVVvVVgidg记为负载线的斜率,0V负载线的截距记为CvCiCCV0VCCVV 0dgBEv不同的CCBEviv和就可以找出它对应的任意给定一个这样只要在工作区内,关系。波形帮助大家理解变量和画

19、出我们在这张图画上还可CCviiCt三极管任务三极管任务三极管截止三极管截止负载线的Q点留意是虚拟的CvCCV0VCi)(bmBZBBcmCCCcmbmcCVVVVVvVVgiCCV该点的横坐标显然是点Q点纵坐标得出带入上式将QVvCCC,BZBBcCQVVgI都无关！、与，点坐标为即cmbmpBZBBcCCVVRVVgVQ,点负载线延长线都会经过无论如何变化、即QVVRcmbmp,第六次作业n教材P272页n习题6.3n习题6.5)cos(CcmCCCcmbmcCVVvVVgi利用对负载线的简要复习程：负载线表达式的推出过表达式得到消去的表达式和分别写出CBEBECvvtvvcos,) 1

20、(的表达式表达式即得到带入CCBECvivi(2)的形式表达式写成将)(3)0VvgiviCdCCCcmbmcdVVgg其中负载线斜率)()(0bmBZBBcmCCCVVVVVVv截距轴负载线在横轴)cos(CcmCCVV从“时间t的角度画出并了解负载线tiCvCCCV任务区任务区截止区截止区任务区任务区截止区截止区CCVtCitiCvCCCV任务区任务区截止区截止区任务区任务区截止区截止区vCtVCCvCtVCCvCtVCCvCtVCCvCtVCCvCiC例题6.1n一高频谐振功放,知n求：0.92200120，集电极电压利用系数输出功率，脉冲的直流分量，WPmAIiVVOCCCCCcmpC

21、IRP半流通角幅输出的基频电流分量振、功放的负载、功放效率电源输出功率)3()2() 1 (1例题6.1(解)(4 . 21020012 ) 1 (30WIVPCCC%3 .834 . 22PPOCpcmORVP221又CCcmVV义根据集电极电压系数定)(8 .109 . 012VVVCCcm)(16.2928 .10212122OcmpPVR例题6.1(解)mAARVIpcmcm370)(37. 016.298 .10 )2(185. 1200370)( ) 3(011CcmCIIg波形系数85. 1)(1 . 62651CgP表，可知若使的附录查教材)50(49OOC或需放大器的三种任务

22、形状之欠压形状CiCCV0VdgmaxBEv相交与工作区时红色与负载线蓝色线当)()(maxBEv压状态”。我们称放大器处于“欠幅还没有到达最大值。因为此时的输出电压振CviCtCi欠压状态的影响负载线斜率的要素pcmbmccmbmcdRIVgVVgg1负载线的斜率有关、的斜率与一般不变，可见负载线pcmbmcRIVg1不变。、对放大器的影响，先设我们先分析1cmbmpIVR绝对值减小。增大时，负载线斜率的则可以看出pR放大器的三种任务形状之临界形状CvCiCCV0V的拐点时相交与红色与负载线蓝色线当maxmax)()(BEBEvv界状态”。我们称放大器处于“临。再大就进入饱和区了饱和区和工作

23、区的边界此时输出电压振幅到达)(会降低。负载线的斜率绝对值就增大当,pRmaxBEviCtCi临界状态的临界形状的特点(1)n往往利用这些特点来解题。tiCvCCCVcmV三极管就会进入饱和区最小值就会小于再增大如果,CsatCcmVvVCsatCCVvvmin,的最小值从图上可以读出对于临界状态)(集电极饱和电压CsatV)(cmCCCsatcmVVVV做题时常用此式求因此有临界形状的特点(2)CvCimaxBEviCtmaxCiminmax)(2 . 6 . 6CCCCvviib时可知从教材图CsatCVvmin,临界状态时而我们上面讲到)(minCsatCVv也是crgmaxCCsatc

24、riVg求出和量关系可通过临界状态时利用上述变做题时常用此方法做题时常用此方法minmaxCCsatCcrvVig求出和或通过放大器的三种任务形状之过压形状CvCiCCV0V延长线相交与饱和区时红色与负载线蓝色线当)()(maxBEv压状态”。我们称放大器处于“过使三极管进入饱和区大此时的输出电压振幅过,会更加降低。负载线的斜率绝对值就继续增大当,pRmaxBEviCt出现了凹顶过压状态的Ci三极管任务区三极管任务区三极管饱和区三极管饱和区三种形状的波形汇总 ic ic 3 2 1 Im 0 180 90 半导通角 t B A C D 3 2 1 负载增大 vBE max VCC Q ec m

25、in Vcm 1.欠压状态 2.临界状态 3.过压状态 Rp Vcm Vcm 再过渡到过压状态状态功放由欠压过渡到临界的增大随着,pR指的是输出电压的振幅压的欠压或过压所谓的可以看出的波形从左边,Cv例题6.2n一高频谐振功放处于临界形状,且知n求AiVAgCcr2 . 1/5 . 0max，饱和临界线斜率WPVVCMCCC107024功率功率管最大集电极耗散度，?)3()2() 1 (会不会烧毁功率管在此参数下工作功放的负载、功放效率、输出功率电源输出功率pCORPP例题6.2(解)0 ) 1 (CCCIVP )(0max0CCCiI而)(0maxCCCCiVP0.253)(,700CC查表

26、可知度)( 3 . 7253. 02 . 124)(0maxWiVPCCCC121cmcmOIVP 所以要分别求出均未直接给出和而已知,1cmcmIV例题6.2(解)cmV先求cmVCvCimaxBEviCtmaxCi)(minCsatCVv也是crgCCVminvVVCCcm从图中可以看出crCgivmaxmin从图中还可看出)(6 .215 . 02 . 124maxVgiVVcrCCCcm例题6.2(解)cm1I再求)(1max1CCcmiI0.436)(,701CC查表可知度)(52. 0436. 02 . 1)(1max1AiICCcm)(6 . 552. 06 .2121211WI

27、VPcmcmO%7 .763 . 76 . 5PPOC例题6.2(解)(5 .4152. 06 .21 )2(1cmcmpIVR)(10)(7 . 16 . 53 . 7 )3(WPWPPPCMOC功率管不会烧毁功放的负载特性即Rp变化对功率和效率的影响vBEmaxicvCIcm1Ic0VcmRp欠压区欠压区过压区过压区临界态临界态过渡时功放从欠压向临界状态增大当,pR略有下降但没有凹顶弦脉冲的波形始终是标准的余max),(CCii)(max10max0CCcmCCCiIiI都略有下降和10cmcII1cmpcmIRV会基本呈线性上升cmV的波形出现凹顶Ci过渡时功放从临界向过压状态继续增大当

28、,pR都迅速下降和使10cmcII)(,停止工作区由于三极管进入了饱和同时缓慢上升趋于的限制受到输出电压振幅,CCCCcmVVV功放的负载特性即Rp变化对功率和效率的影响Icm1Ic0VcmRp欠压区欠压区过压区过压区临界态临界态Rp欠压区欠压区过压区过压区临界态临界态c P=Pc在欠压区向临界过渡时,1而线性上升基本不变由于cmcmVI线性上升输出功率,211cmcmOVIP Po略有下降电源输出功率,CC0VIPc基本呈线性上升效率PPOC基本呈线性下降三极管消耗功率OCPPP在临界向过压变化时迅速下降而基本不变由于1,cmcmIV迅速下降输出功率,211cmcmOVIP 迅速下降电源输出

29、功率,CC0VIPc略有上升所以效率下降的快没有由于刚过临界态时COPP,略有下降效率下降的速度加快的进一步增加但随着COpPR,三种形状的小结欠压形状特点 欠压 过压 0 临界 Ic1 Ic0 Vcm Rp 0 c P= Po Pc 欠压 过压 临界 Rp 欠压形状的功率和效率都比较低，集电极耗散功欠压形状的功率和效率都比较低，集电极耗散功率也较大，输出电压随负载阻抗变化而变化，因此较率也较大，输出电压随负载阻抗变化而变化，因此较少采用。但晶体管基极调幅，需采用这种任务形状。少采用。但晶体管基极调幅，需采用这种任务形状。三种形状的小结临界形状特点 欠压 过压 0 临界 Ic1 Ic0 Vcm

30、 Rp 0 c P= Po Pc 欠压 过压 临界 Rp 临界形状的特点是输出功率最大，效率也较高，比最大效临界形状的特点是输出功率最大，效率也较高，比最大效率差不了许多，可以说是最正确任务形状，发射机的末级常率差不了许多，可以说是最正确任务形状，发射机的末级常设计成这种形状，在计算谐振功率放大器时，也常以此状设计成这种形状，在计算谐振功率放大器时，也常以此状态为例。态为例。三种形状的小结过压形状特点 欠压 过压 0 临界 Ic1 Ic0 VC Rp 0 c P= Po Pc 欠压 过压 临界 Rp 过压形状的优点是，当负载阻抗变化时，输出电压比较平过压形状的优点是，当负载阻抗变化时，输出电压

31、比较平稳且幅值较大，在弱过压时，效率可达最高，但输出功率稳且幅值较大，在弱过压时，效率可达最高，但输出功率有所下降，发射机的中间级、集电极调幅级常采用这种状有所下降，发射机的中间级、集电极调幅级常采用这种状态。态。负载特性的动画演示peRRFlash即我们讲的中的eOpteRR 标成了此时的因为临界状态最优PPFlashD即我们讲的中的6.3.4 各极电压对任务形状的影响增大时仅其他条件都不变是前面我们一直在讨论的pR,变小负载线斜率绝对值逐渐增大功放随着,pR功放的工作状态从欠压临界过压?,时会怎样呢而改变电源或信号电压不变如果我们保持pR下面我们将分别讨论对功放状态的影响其他条件不变CCV

32、,对功放状态的影响其他条件不变bmV,对功放状态的影响其他条件不变BBV,其他条件不变,VCC改动对任务形状的影响 欠压 过压 临界 ic1 ic2 ic3 ic4 ic5 ic eb ec VCC5 VCC3 VCC1 VC1 VC2 VC3 VC4 VC5 欠压 临界 过压 CvmaxBEvCi保持不变负载线斜率不变和由于cmbmccmbmVVgVVdg,CCV而负载线截距小于负载线平行左移由大变小时当,CCV功放从欠压临界过压其他条件不变,VCC改动对任务形状的影响负载线平行右移由小变大时当反过来,CCV功放从过压临界欠压CCV临界临界过压区过压区欠压区欠压区0CI1cmI其他条件不变,

33、VCC改动对任务形状的影响 0 0 (a) (b) 欠压状态 过压状态 VCC 欠压状态 过压状态 VCC Ic0 Icm1 Po P= Pc 0CCCIVP 2121cmpOIRP 其他条件不变,Vbm改动对任务形状的影响 ic eb4 max vce VCC eb3 max eb2 max eb1 max 0 VC4 VC3 VC2 VC1 t Q tVVvbmBBBEcosbmBBBEVVvmax也由小变大由小变大时当max,BEbmvV)(max小BEv)(max略大BEv功放先欠压再临界)(max更大BEv)(max最大BEv最后进入过压其他条件不变,Vbm改动对任务形状的影响bmV

34、临界临界欠压区欠压区过压区过压区0CI1cmI其他条件不变,Vbm改动对任务形状的影响(a)过压状态欠压状态VbmIC0OIcm1(b)过压状态欠压状态VbmPoOP=Pcip0CCCIVP 2121cmpOIRP 其他条件不变,VBB改动对任务形状的影响 ic eb4 max vce VCC eb3 max eb2 max eb1 max 0 VC4 VC3 VC2 VC1 t Q tVVvbmBBBEcosbmBBBEVVvmax也由大变小由小变大时当max,BEBBvV)(max小BEv)(max略大BEv)(max更大BEv)(max最大BEv变化时的情况恰好相反与bmV各变量对功放形

35、状影响的总结功放由欠压增大时或,bmpVR临界过压功放由过压增大时或,BBCCVV临界欠压例题6.3一个谐振功放处于过压形状，假设想把它调到临界形状，可以采取哪些措施？过压和欠压形状的一个重要特点做题时常用n过压形状下：n欠压形状下：都会保持基本不变只有一者改变时，和cmpbmVRV都会保持基本不变和如何改变，和不变，随便和只要10cmcCCpBBbmIIVRVV例题6.4n知一高频功放处于临界形状,输出功率为10W，Vcc=12V，半流通角为70度,集电极电压利用系数为0.96，且1=0.44，2=0.25n(1)求P=、Pc、c、Rpn(2)假设Vbm添加一倍Po=?例题6.4(解)n方法

36、一：从Vcm和Icm1入手n方法二：从c入手n后面的步骤略CCcmVVcmOcmVPI2101121)(21cCgCOPP6.5 高频功放的电路组成高频功放的电路组成一一 直直流流馈馈电电线线路路根根据据直直流流电电源源连连接接方方式式的的不不同同，可可分分为为：串串联联馈馈电电线线路路：直直流流电电源源、匹匹配配网网络络和和晶晶体体管管三三者者形形成成串串联联连连接接的的方方式式。并并联联馈馈电电线线路路：直直流流电电源源、匹匹配配网网络络和和晶晶体体管管三三者者形形成成并并联联连连接接的的方方式式。两两种种馈馈电电方方式式虽虽然然电电路路结结构构不不同同，但但对对电电路路来来说说，总总应应

37、有有：tVVvcmCCCcos要使高频谐振功率放大器正常任务，在其输入和输出端还需接有：要使高频谐振功率放大器正常任务，在其输入和输出端还需接有：直流馈电线路：为晶体管各级提供适宜的偏置；直流馈电线路：为晶体管各级提供适宜的偏置；交流匹配网络：将交流功率信号有效地传输。交流匹配网络：将交流功率信号有效地传输。2.3.5高频功率放大器的电路组成高频功率放大器的电路组成1 集集电电极极馈馈电电电电路路：（1） 集集电电极极馈馈电电电电路路的的组组成成原原则则： ci的的 基基 波波 分分 量量1CI只只 应应 在在 负负 载载 回回 路路 上上 产产 生生 电电 压压 降降 ， 其其 余余 部部

38、分分 电电 路路 对对1CI应应 短短 路路 。 ci的的 高高 次次 谐谐 波波 分分 量量CnI 不不 应应 消消 耗耗 功功 率率 ， 因因 此此CnI对对 晶晶 体体 管管 外外 的的 电电 路路 应应 尽尽 可可 能能 短短 路路 。 IcoECIc1CLIcnLCCCCC1VCCLCvoVTLCCCECLCvoVT2.3.5高频功率放大器的电路组成高频功率放大器的电路组成（2） 常常用用的的集集电电极极串串馈馈和和并并馈馈电电路路如如下下图图所所示示：cL高高频频扼扼流流圈圈：通通直直流流阻阻交交流流 cC：高高频频旁旁路路电电容容：通通交交流流隔隔直直流流 c1C：隔隔直直电电容

39、容：通通交交流流隔隔直直流流 ICO直流通路直流通路ICOECLCCCCC1ECLCvoVTLCCCECLCvoVTIC1交流通路交流通路Ic1LCCCCC1ECLCvoVTLCCCECLCvoVTICn交流通路交流通路ICniC频谱频谱 2 30LC回路阻抗特性回路阻抗特性LCCCCC1ECLCvoVTLCCCVCCLCvoVTCBLBLBLBCERBReVTVTVTCBCBCB1LBLLCCVTVTVBBVBB2 基极馈电线路基极馈电线路对对基基级级馈馈电电线线路路来来说说，也也有有串串联联和和并并联联两两种种形形式式。IBOUBBIBOIeo +UBB -以以上上基基极极自自给给偏偏压压

40、电电路路中中，前前两两个个为为并并馈馈线线路路，后后一一种种为为串串馈馈线线路路。二 高频功放的耦合回路高高频频功功放放都都要要采采用用一一定定的的耦耦合合回回路路，以以使使输输出出功功率率能能有有效效地地传传输输到到负负载载（下下级级输输入入回回路路或或天天线线回回路路） ，一一般般说说来来，放放大大器器与与负负载载之之间间的的耦耦合合可可采采用用下下图图所所示示的的四四端端网网络络来来表表示示。这这个个四四端端网网络络应应完完成成的的任任务务是是：RiRoRLRS功功 率率放大器放大器输入输入匹配匹配网络网络输出输出匹配匹配网络网络RLRSuS (1) 使负载阻抗与放大器所需求的最正确阻抗

41、相匹配，以保证放大器传输到使负载阻抗与放大器所需求的最正确阻抗相匹配，以保证放大器传输到负载的功率最大，即它起着匹配网络的作用。负载的功率最大，即它起着匹配网络的作用。 (2) 抑制任务频率范围以外的不需求频率，即它有良好的滤波作用。抑制任务频率范围以外的不需求频率，即它有良好的滤波作用。 (3) 在有几个电子器件同时输出功率的情况下，保证它们都能有效地传送在有几个电子器件同时输出功率的情况下，保证它们都能有效地传送功率到公共负载，同时又尽能够地使这几个电子器件彼此隔离，互不影响。功率到公共负载，同时又尽能够地使这几个电子器件彼此隔离，互不影响。 输入匹配网络或级间耦合网络输入匹配网络或级间耦

42、合网络: :是用以与下级放大器的输入端相衔接是用以与下级放大器的输入端相衔接输出匹配网络输出匹配网络: :是用以输出功率至天线或其他负载是用以输出功率至天线或其他负载L1C1C2L2CARAr1IAMrr1C1L1C1RpL1IK二 高频功放的耦合回路 介于放大器与天线回路之间的介于放大器与天线回路之间的L1C1回路就叫做中介并联谐回路就叫做中介并联谐振回路。振回路。RA、CA分别代表天线的幅射电阻与等效电容；分别代表天线的幅射电阻与等效电容； L2、C2为天线回路的调谐元件。它们的作用是使天线回路为天线回路的调谐元件。它们的作用是使天线回路处于串联谐振形状，以使天线回路的电流处于串联谐振形状

43、，以使天线回路的电流IA到达最大值，亦到达最大值，亦即使天线幅射功率到达最大。即使天线幅射功率到达最大。 从集电极向右方看去可以等效为一个并联谐振回路从集电极向右方看去可以等效为一个并联谐振回路, ,其其中中RpRp为折合到晶体管输出回路的等效负载为折合到晶体管输出回路的等效负载 。 1. 输出匹配电路输出匹配电路 (1) 并联谐振回路型的匹配电路并联谐振回路型的匹配电路 RpRp在大功率输出级，在大功率输出级，T T型、型、型等滤波型的匹配网络就得到了广泛的运用。型等滤波型的匹配网络就得到了广泛的运用。 图中的图中的R2普通代表终端普通代表终端(负载负载)电阻，电阻，R1那么代表由那么代表由

44、R2折合到左端的等折合到左端的等效电阻，现以效电阻，现以 (a)为例进展计算公式的推导为例进展计算公式的推导 (2) (2) 滤波器型的匹配网络滤波器型的匹配网络 两种两种型匹配网络型匹配网络(a)(b)L1R1C1C1R1L1C2R2R2C2 将并联回路将并联回路R1C1与与R2C2变换为串联方式，变换为串联方式，由串、并联阻抗转换公式可得由串、并联阻抗转换公式可得L1C1R1C2R21212c12c121111RRXXQRR C12C12121C1XXRRX 2212c22c22RRXXR C12C22222C2XXRRX 网络匹配时，网络匹配时，R1= R2 R1= R2 22c2222

45、c212c1212c1RXRXRXRX 由谐振条件得由谐振条件得 : :c22c22222c12c12121c2c1L1XXRRXXRRXXX VT1VT2T1LCRLECCC6.6 丁类丁类D类功放简介了解即可类功放简介了解即可1. D类功率放大器的原理分析类功率放大器的原理分析 D类功率放大器有电压开关型和电流开关型两种根本类功率放大器有电压开关型和电流开关型两种根本电路，电压开关型电路，电压开关型D类功率放大器是已推行运用的电路类功率放大器是已推行运用的电路 uiub1ub2ic1ic2uLuA ub1和和ub2是由是由ui经过变压器经过变压器T1产生的两个极性相反的输入鼓励产生的两个极

46、性相反的输入鼓励电压电压 ui ui正半周时正半周时VT1VT1管饱和导通，管饱和导通，VT2VT2管截止，电源管截止，电源ECEC对电容对电容C C充电，充电，电容上的电压很快充至电容上的电压很快充至EC-EC-UCES1UCES1值，值，A A点对地的电压点对地的电压uA=uA=EC-UCES1EC-UCES1 。 ui负半周时负半周时VT2管饱和导通，管饱和导通，VT1管截止。管截止。VT2管的直管的直流电源由电容流电源由电容C上充的电荷供应，上充的电荷供应，uA= UCES20 uA近似为矩形波电压，幅值为近似为矩形波电压，幅值为EC-2UCES。假设。假设L、C和和RL串联谐振回路调

47、谐在输入信号的角频率串联谐振回路调谐在输入信号的角频率上，且回路的上，且回路的Q值足够高，那么经过回路的电流值足够高，那么经过回路的电流ic1或或ic2是角频率为是角频率为的余弦波，的余弦波，RL上可得相对输入信号不失真的输出功率。上可得相对输入信号不失真的输出功率。ECUCESEC-2UCESuAtic1tic2tuLt 虽然每管饱和导通时的电流很大，但相应的管压降很虽然每管饱和导通时的电流很大，但相应的管压降很小，这样，每管的管耗就很小，放大器的效率也就很高小，这样，每管的管耗就很小，放大器的效率也就很高 功功用用：输输出出信信号号的的频频率率是是输输入入信信号号频频率率的的整整数数倍倍。在在无无线线电电发发射射机机中中常常采采用用