第3章 高频功率放大电路习题解答gyx

1、习 题3.1 高频功率放大器的主要作用是什么?应对它提出哪些主要要求？答：高频功率放大器的主要作用是放大高频信号或高频已调波信号，将直流电能转换成交流输出功率。要求具有高效率和高功率输出。3.2 为什么丙类谐振功率放大器要采用谐振回路作负载？若回路失谐将产生什么结果？若采用纯电阻负载又将产生什么结果？答：因为丙类谐振功率放大器的集电极电流ic为电流脉冲，负载必须具有滤波功能，否则不能获得正弦波输出。若回路失谐集电极管耗增大，功率管有损坏的危险。若采用纯电阻负载则没有连续的正弦波输出。3.3 高频功放的欠压、临界和过压状态是如何区分的？各有什么特点？答：根据集电极是否进入饱和区来区分，当集电极最

2、大点电流在临界线右方时高频功放工作于欠压状态，在临界线上时高频功放工作临界状态，在临界线左方时高频功放工作于过压状态。欠压状态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，较少使用，但基极调幅时要使用欠压状态。临界状态输出功率大，管子损耗小，放大器的效率也较高。过压状态下，负载阻抗变化时，输出电压比较平稳且幅值较大，在弱过压时，效率可达最高，但输出功率有所下降，发射机的中间级、集电极调幅级常采用过压状态。3.4 分析下列各种功放的工作状态应如何选择？(1) 利用功放进行振幅调制时，当调制的音频信号加到基极或集电极时，如何选择功放的工作状态？(2) 利用功放放大振幅调

3、制信号时，应如何选择功放的工作状态？(3) 利用功放放大等幅度信号时，应如何选择功放的工作状态？答：(1) 当调制的音频信号加到基极时，选择欠压状态；加到集电极时，选择过压状态。(2) 放大振幅调制信号时，选择欠压状态。、(3) 放大等幅度信号时，选择临界状态。3.5 两个参数完全相同的谐振功放，输出功率Po分别为1W和0.6W，为了增大输出功率，将VCC提高。结果发现前者输出功率无明显加大，后者输出功率明显增大，试分析原因。若要增大前者的输出功率，应采取什么措施？答：前者工作于欠压状态，故输出功率基本不随VCC变化；而后者工作于过压状态，输出功率随VCC明显变化。在欠压状态，要增大功放的输出

4、功率，可以适当增大负载或增大输入信号。3.6 一谐振功放，原工作于临界状态，后来发现Po明显下降，C反而增加，但VCC、Ucm和uBEmax均未改变（改为：VCC和uBEmax均未改变，而Ucm基本不变（因为即使Ucm变化很小，工作状态也可能改变，如果Ucm不变，则Uce不变，故工作状态不应改变），问此时功放工作于什么状态？导通角增大还是减小？并分析性能变化的原因。答：工作于过压状态（由于Ucm基本不变，故功率减小时，只可能负载增大，此时导通角不变）；导通角不变3.7 某谐振功率放大器，工作频率f =520MHz，输出功率Po=60W，VCC=12.5V。(1) 当C=60%时，试计算管耗PC

5、和平均分量Ic0的值；(2) 若保持Po不变，将C提高到80%，试问管耗PC减小多少？解：(1) 当C=60%时，PD=P0C=60=100W 0.6PC=PD-P0=100-60=40WIC0=PD100=8A VCC12.5(2) 若保持Po不变，将C提高到80%PD=P0C=60=75W 0.8PC=PD-P0=75-60=15W3.8 谐振功率放大器电路如图3.1(c)所示，晶体管的理想化转移特性如题3.8图所示。已知：VBB=0.2V，ui=1.1cos(t)V，回路调谐在输入信号频率上，试在转移特性上画出输入电压和集电极电流波形，并求出电流导通角及Ic0、Ic1m、Ic2m的大小。

6、BE题3.8图解：由uBE=VBB+ui=0.2+1.1costV，可作出它的波形如图(2)所示。 根据uBE及转移特性，在图中可作出iC的波形如题图3.8(s)。由于t=0时，uBE=uBEmax=(0.2+1.1)V=1.3V,则iCmax=0.7A。因为Uimcos=UBE(on)-VBB，所以cos=UBE(on)-VBBUim=0.6-0.2=0.364,则得 1.1=69 题3.8(s)图由于0(69)=0.249，1(69)=0.432，2(69)=0.269，则Ic0=0(69)iCmax=0.2490.7=0.174AIc1m=1(69)iCmax=0.4320.7=0.30

7、2AIc2m=2(69)iCmax=0.2690.7=0.188A3.9 谐振功率放大器工作在欠压区，要求输出功率Po=5W。已知VCC=24V，VBB= VBZ，Re=53，设集电极电流为余弦脉冲，即iCmaxcostui>0i= C 0u0i试求电源供给功率PD，集电极效率C。 解：=90 ，0=0.319，1=0.5P0=1ReIc21mIc1m=22P025=0.434A Re53iCmax=Ic1m1=0.434=0.868A 0.5IC0=iCmax0=0.8680.319=0.277APD=VCCIC0=240.277=6.65WC=P05=75% PD6.653.10 已

8、知集电极电流余弦脉冲iCmax=100mA，试求通角=120，=70时集电极电流的直流分量Ic0和基波分量Ic1m；若Ucm=0.95VCC，求出两种情况下放大器的效率各为多少？解 (1) =120，0()=0.406，1()=0.536Ic0=0.406100=40.6mA,Ic1m=0.536100=53.6mA1()Ucm10.536c=1=0.95=62.7%20()Vcc20.406(2) =70，0()=0.253，1()=0.436Ic0=0.253100=25.3mA,Ic1m=0.436100=43.6mA10.4360.95=81.9%20.253c=3.11 已知谐振功率

9、放大器的VCC=24V，IC0=250mA，Po=5W，Ucm=0.9VCC，试求该放大器的PD、PC、C以及Ic1m、iCmax、。解： PD=IC0VCC=0.2524=6WPC=PD-Po=6-5=1WC=Ic1m=Po5=83.3%PD62Po25=0.463AUcm0.924g1()=2CiCmax=VCC1=20.833=1.85,=50? Ucm0.9IC00.25=1.37A 0()0.1833.12 试画一高频功率放大器的实际电路，要求：(1) 采用PNP型晶体管，发射极直接接地；(2) 集电极并联馈电，与谐振回路抽头连接；(3) 基极串联馈电，自偏压，与前级互感耦合。解：（

10、略）3.13 谐振功率放大器电路如题3.13图所示，试从馈电方式，基极偏置和滤波匹配网络等方面，分析这些电路的特点。题3.13图解：(a) V1、V2集电极均采用串联馈电方式，基极采用自给偏压电路，V1利用高频扼圈中固有直流电阻来获得反向偏置电压，而V2利用RB获得反向偏置电压。输入端采用L型滤波匹配网络，输出端采用型滤波匹配网络。(b) 集电极采用并联馈电方式，基极采用自给偏压电路，由高频扼流圈LB中的直流电阻产生很小的负偏压，输出端由L2C3，C3C4C5构成L型和T型滤波匹配网络，调节C3C4和C5使得外接50欧负载电阻在工作频率上变换为放大器所要求的匹配电阻，输入端由C1、C2、L1、

11、C6构成T和L型滤波匹配网络， C1用来调匹配，C2用来调谐振。3.14 某谐振功率放大器输出电路的交流通路如图T3.3所示。工作频率为2 MHz，已知天线等效电容CA=500pF，等效电阻rA=8，若放大器要求Re=80，求L和C。LCArA题3.14图解：先将L、CA等效为电感LA，则LA、C组成L形网络，如题3.14(s)图所示。由图可得Qe=3 rA由图又可得Qe=LA/rA，所以可得38=1.9110-6H=1.91H6221011'=LA 1+2=1.91H 1+2=2.122HLA3QeLA=C=2QerA题3.14(s)图11=298710-12F=2987pF62-6

12、'(2210)2.12210LA因为LA=L-L=LA+1，所以 CA11-6=1.9110+2CA(22106)250010-12=14.5910-6H=14.59H3.15 一谐振功率放大器，要求工作在临界状态。已知VCC=20V，Po=0.5W，RL=50，集电极电压利用系数为0.95，工作频率为10 MHz。用L型网络作为输出滤波匹配网络，试计算该网络的元件值。 解：放大器工作在临界状态要求谐振阻抗Re等于2Ucm(0.9520)2Re=3612Po20.5RLe由于Re>RL，需采用低阻变高阻网络，所以Qe=L=2.494QeRL=题3.15(s)图2.49450=1.

13、98610-6H=1.986H62101011L'=L 1+2=1.986H 1+=2.31H22.494Qe11C=2=11010-12F=110pF62-6L'(21010)2.31103.16 已知实际负载RL=50，谐振功率放大器要求的最佳负载电阻Re=121，工作频率f=30MHz，试计算题3.16图所示型输出滤波匹配网络的元件值，取'=2。 中间变换阻抗RLRLRLe题3.16图e题3.16(s)图解：将题3.16图拆成两个L型电路，如题3.16(s)图所示。由此可得Qe2=Qe1=4.9=7.71C2=Qe24.9=52010-12F=520pF6RL230105011'=C2 1+2=520pFC21+=542pF 2Q4.