第二章谐振功率放大器习题解答

1、2-1为什么谐振功率放大器能工作于丙类，而电阻性负载功率放大器不能工作于丙类？解：因为谐振功放的输出负载为并联谐振回路，该回路具有选频特性，可从输出的余 弦脉冲电流中选出基波分量，并在并联谐振回路上形成不失真的基波余弦电压，而电阻性输出负载不具备上述功能。2-2放大器工作于丙类比工作于甲、乙类有何优点？为什么？丙类工作的放大器适宜于放大哪些信号？解：(1)丙类工作，管子导通时间短，瞬时功耗小，效率高。(2) 丙类工作的放大器输出负载为并联谐振回路，具有选频滤波特性，保证了输出信号 的不失真。为此，丙类放大器只适宜于放大载波信号和高频窄带信号。由简频功率晶体29C3102组成的谐振功率放大器，其

2、工性频率/=520 MHz, 输出功率W, Vcc 12.5 Vc仃)当- 60%吋、试计算管耗P,和平均分呈心值; (2)若保持P.不变将我提高到80鴛，试问pc巔小爭少？啓：尺=40 W严&3山APu-25 W)c =60%时，Pd 二 Po/ c =100W解:(1) Pc 二 Pd-Po =75W-60W =4CWIco =Pd/Vcc = 8Ac=80%时，PD = p。/ c=75W,所以Pc 二 Pd _P。=75W -60W =15W (2)APc =Pc -Pc =40W -15W =25W可见，Po -定时，c提高，Pc和PD将相应减少2 22-4试证如图所示丁类谐振功率放

3、大器的输出功率Po2 (Vcc -2VcE(sat)2，集电极n R_Vcc 一 2VcE(sat)-、卄效率c 二r。已知Vcc=18 V，VcE-=5 V，RL=50，试求放大器的PD、Po和 c值。解：(1) Va为方波，按傅里叶级数展开，其中基波分量电压振幅Vcm =2(VcC _2VcE(sat)。n一V 2通过每管的电流为半个余弦波，余弦波幅度lcm cm (Vcc _2VcE(sat)，其中平均分量rlnRL电流平均值I CO 二一I cmn所以c12冲c,、2PoVcm 丨 cm 2(VCC 2VCE (sat)2n Rl2pd Me京仑皿-2VcE(sat)c 二 Po /

4、Pd 二-2VCE(sat)VccP Vcc (Vcc - 2VcE(sat)=1.24W n RlPo =(Vcc -2VcE(sat)2 =1.17W n Rlc =P。/ Pd =94.36%2-5谐振功率放大器原理电路和功率管输出特性曲线如图所示，已知Vcc = 12 V , Vbb =0.5 V , Vcm = 11 V , Vbm = 0.24 V。试在特性曲线上画出动态线。 若由集电极电流ic求得Ico = 32 mA , Icim = 54 mA，试求 Pd、P。、 c 及所需的 Re。jc/nv|解：VCE =VCC _Vcm coscot =(12 _11C0SCCit)V

5、(1) 丿vBE =Vbb +Vbm cos cot =(0.5 +0.24 coscot)V取 t=0，30.120，结果如下表t03045607590120vbe/V0.740.710.670.620.560.50.38vce/V12.474.226.59.151217.5rL /mA IP D VCC 1 C0 =384mW1PoVcm I cm = 297 mW2C 二 P/Pd =77.34%Re = Vcm/lc1m = 2042-8谐振功率放大器工作在欠压区，要求输出功率 Po = 5 W。己知Vcc = 24 V , Vbb = VBE(on) , Re = 53 ，设集电极电

6、流为余弦脉冲，即icmax COSt Vb A0iC =$”0Vb 兰0试求电源供给功率 Pd、集电极效率C。解：因为Vbb = VBE(on)，放大器工作在甲乙类，近似作乙类，11 2Po1 cm Rec1mi一1因为 Ic 二厂:nicd d Vcmax，n1 -I c1m2nicCOS；. .td；. t 二n 巧丄. i Cmax ,2所以则I CO =2lc1m =276.3mAPd =Vcc I co =6.63W, c = Po / Pd =75.42%U ffi MP2 9所ZK为末级谐振功率放大搭腺理电路,二作于临界状舊 图中口为懒合电窖輸出漕掘何路由曾予输出电容丄匚和角給成

7、，外接st 戦天线的等嫂审抗近似为电砸将天线短路.幵路畑时阿）.试分别分析电路工 作状态如何变化？品怵1?匸伟足育安全？图州伦9解；天线开路时I路的品质因数増大普致&急剧増加，结果是V Jfi大 便功率flf工作于燧过IK状态匚在强过压状态下*匕有可能大于vct.,结果使 勺CEtti” （HR）CEO * 功1TM.fr穿空天线短踏时用【路严璋失谐（呈憋性）t且虹抗乙嘰便功率恃工作于欠斥 状态，現增大很可躺导致匕巴賦功率管烧瞅2-11设计一工作于临界状态的酱振功率竝大器*实测稈烦零程接近设计谊，但Ja. F沙匕均明長小于设卄值，回路调谐于基濺试分析电路工榨状盗，现歓将它询到临畀状态*电路匸作

8、状态，现敎将它调劉毎界状态，应收变唧些岑数？不同调報方法所得 的功率址否相同丁解:根据趙慰可确定枚大器工作于过压状态，囲为曲慨界状态进人过厲我 态时阻变化不大”但由予集电擁电说牒沖出现问陷，使Im减小I从你便匕丹上减小。为便谐皈功放处于临界状态盯改变I刑电亦（1 ）保持Vets、讥m dr不变减小尺隧L趋向临界状态，在这种情,址卜1 由于刃卄 和管子导適时闽不磴，订凹陷消失*高度增加，使人：、卄匕升*导致 1 fl iFL鼻 R代、心込r上升，（2）蹲大鶴保持不娈、使放大界抗态由于&不 变所UI输岀功率较（J大二（3）其它不变，减小匕川导致化e被小，佚放大器的工作状态从过压占冋 临界这吋由于T

9、*和辱通时间减小占致L的鬲r减小您度变號血果是 爪、1 减小，输出功率叱询购种悄况都小=（4）其它下变，威小即I缶向如伍方向增大结暹吋减f 相冋2-12设两个谐振功率放大器具有相同的回路元件参数，它们的输出功率 Po分别为1 W和0.6 W。现若增大两放大器的 Vcc，发现其中Po = 1 W放大器的输出功率增加不明显，而 Po = 0.6 W放大器的输出功率增加明显，试分析其原因。若要增大Po = 1 W放大器的输出功率，试问还应同时采取什么措施（不考虑功率管的安全工作问题）？解：Po = 1 W的放大器处于临界或欠压状态，增大Vcc时，放大器更趋于欠压状态，Ic1m略有增大。因此Po增大不

10、明显。（若Po 需VCC同时Re或VBB ）Po = 0.6 W的放大器处于过压状态，Vcc增大，发大器趋于临界，Ic1m迅速增大，所以Po迅速增大。O临畀过压2-13图NP2 - 13(仍所示为谐據功率散大器原理图，原工柞在临界狀态, 现欲将它改为架电极调啊电路.电路应如何改动?若要求曬嵋指数为1,则V ., 和耳小应如何调整？设集电极调制特性为理想折线，如图NP2 - 13(b)所示庶 画出负栽上的屯压波形。rXJLZ ptlz u/图 NP2- 13(3解：图NP2 13(a)改为蕖电扱凋帽电蹄如圏NP2 15)5)所示井将 览工作状态改为过压图屮“ I的取值换棵证高頻知路、音频开路;为

11、便调 系数为1,应调雖Vcctffi Vcc= 兀=以负载上即电用液形如111 NP2 13(S)(b)所示2-162 -16 一谐捺功率触大器工作于临界状悲已知了和MHz.I?, -50 0. F 5 W . V., - 1 7.5 V, C 20pF,试按教材川表2 - 3 中的口型注波匹配 网络设卄回路备元件值、设网络的有载品质因数 心=5()所以不能采用教材中表2-3-1中的第一个U醱网络.应釆用第二个n(1) 因为 xtl - - XLU -99.47 0,所以 L, =0.2 gl I(2) 冈为 XC1 = a：R. 5X3().63 0- - 153. 15 0,所以 C = y-13 pF(3)因为兀*-tRt7JU厂说叭听- 6”F闵为 Xu 二 xn - = 177.51 n,所以 L2-X?0.352-18 一谐掠功率放大器，已知工作頻申f = 300 MHz,负载/_-50 D, 晶体怦输出容抗X：o - -25 Q,其并联的谐振电阳Rc = 5() C,试设if图P2-】X (J所示L取匹配网络的G、G、L值，设网络冇;載品质因数Qtl=5o图7也-18解：将RXe.并联阴抗转换为R：.XcOl|i联陀抗的匹配网