第九讲高频功率放大器

第八讲高频功率放大器10.1概述高频功率放大器所处位置：发射机末级功能：将已调制的通带信号放大到一定功率送上天线发射不能干扰相邻信道与本接收机大功率、高效率负载阻抗固定限制频带本章内容：1.高频功率放大器的基本特点，主要性能指标2.高频功率放大器的分类3.高效率的高频功率放大器晶体管工作状态：电源VCC、负载

R工作点Q最大输出状态（饱和、截止）①输出大功率、高效率②天线阻值确定（一般为50）功率放大器：小信号放大器——小信号、强调的是增益若要求输出功率1W，输出电压幅度

V

峰峰值V

电源VCC大于20V电源电压太高

这些区别会造成什么影响？高频功率放大器与小信号放大器相比有哪些区别？解决办法——采用扼流圈馈电结果：输出同样功率，

电源电压降低一半（10V）注意晶体管工作状态②工作点Q

①直流负载＝0③交流负载R④最大输出电压=Vcc问题：晶体管承受的耐压不变——20V

如何降低耐压？降低晶体管耐压方法？晶体管输出功率为：保证输出功率不变，要降低耐压增大电流减小负载电阻方法——进行阻抗变换结论：①高频功率放大器的工作特点是

——

低电压、大电流

②

高频功放基本组成单元是

——晶体管、偏置电路、扼流圈、阻抗匹配网络和负载高频功率放大器的指标分析①

功率根据用途而定②

效率功率放大器的效率有两种定义方法(a).集电极效率——输出功率Pout与电源供给功率Pdc之比——

没有考虑放大器的输入功率

(b).

功率增加效率（power-addedefficiency）（PAE），——

输出功率Pout与输入功率Pin的差与电源供给功率Pdc之比——包含了功率增益的因素③杂散输出与噪声④线性

衡量功率放大器线性的主要指标：三阶互调截点（IP3），1dB压缩点，谐波等

邻道功率比——衡量由放大器的非线性引起的频谱再生

对邻道的干扰程度。不能放大非恒定包络的已调波干扰相邻信道相邻信道发射信号对本接收机形成干扰接收信道线性功率放大器——不失真，效率低非线性功率放大器效率高失真频域表现：谐波、互调失真、频谱再生时域表现：包络失真、波形失真10.2高频功率放大器的分类两种分类原则按晶体管的导通角分类按晶体管等效电路分类②按等效电路分ABC属于同一类——晶体管等效为受控电流源DE属于同一类——晶体管等效为开关①

按导通角分——A、B、C类A类B类C类=180度

=90度

<90度

高频功率放大器的分类当放大器的负载是电阻且阻抗匹配网络的带宽足够宽时A、B类放大器均属于宽带放大器

丙类(C类)放大器的效率最高，但是波形失真也最严重。有源器件谐振回路窄带谐振放大器

通过谐振负载，从丙类余弦周期脉冲里恢复基波完整周期信号。10.4C类功率放大器10.4.1电路组成与特点分析内容：输入电路输出电路电流、电压波形功率、效率1.基极偏置特点：导通角<90度、非线性放大器、效率高

基极偏置使晶体管静态时截止静态电流输入必须是大信号设输入电压为：输入回路方程：为使晶体管导通，应满足：——输入为大信号结论：

偏置输入信号幅度共同决定了导通角导通角（注意可正可负）2.集电极电流导通角小于90

集电极电流为余弦脉冲余弦脉冲参数导通角最大幅度

余弦脉冲所含频谱：将电流进行傅里叶级数分解直流分量基波分量二次谐波分量问题：各分量与余弦脉冲参数的关系？，最大最大，最大基波：二次谐波：直流：与脉冲幅度导通角有关结论：控制导通角可控制各分量大小3.输出蜂电路特点——接有LC回路——将天线阻抗变换为放大器最佳负载输出电路方程输出电压——正弦波（回路从电流众多频率分量中只选出了基波）回路作用①选频②阻抗变换中心频率与输入信号频率相同带宽——与输入信号带宽相同谐振功放窄带功放4.电流哭电压波形导通角<90度集电极电流是脉冲集电极最大电压集电极最小电压回路输出电压是正弦幅度10惯.4柴.2动态负载取线C类放大器工作特点——输入正弦信号一周内管子轮流导通、截止动态负载线③画在晶体管的输出特性曲线上①

由管子的集电极电流与电压共同决定的动态点的运动轨迹②

时间——输入信号的一周期内非线性工作输出阻抗变化画动态负载线的依据①

晶体管输入输出特性曲线②

放大器外电路方程晶体管的输出特性曲线是集电极的关系外电路输出方程描述的是集电极电压与基波电流的关系？画C类放极大器锁负载临线的难点：线性放大器的负载线（将外电路方程画在

晶体管输出特性曲线上）逐点薄描C类放奶大器悄的动态蚊负载画线

00000000点AABBCCD从动饿态负困载线百看出判以下冻几点:在输入信号变化一周中，管子①动态负载线是条折线经历了导通截止导通过程③

集电极最大电压值为：选管子要求②

输出电压波形如图④

C类放大器是非线性放大器

不适合放大非恒定包络的已调信号放大AM调幅波输入信号幅度不同导通角

不同输出电流的基波分量的幅度为：输出电压幅度问题例：输绍出电诊压幅沙度与统输入移调幅希波幅宏度是否成正况比？由于、的非线性关系不成正比输出电压的包络失真结论谷：C类放秩大器燃只能购放大恒定封包络的信祸号10侨.4词.3输出哈功率菊与效变率1.功率劣与效夕率C类谐振功率放大器C类—集电极电流包含谐波集电极负载为选频回路输出为基波功率集电极效率为为集电极电压利用系数，由后面的分析可知（为集电极负载）集电极电源

提供的功率：集电争极效哥率触主进要取准决于尼：称为波形系数

分析效率与关系：（设）①

时

效率可达100%但基波输出功率为0②

增加，减小，效率降低③

当时，，结论个：功率况放大艳器从A类到B类再到C类，通未过减少旅导通扫角获得高效尚率。为兼顾大的输出功率和高的效率，C类放大器取左右导通角减小效率提高的真正原因？集电极效率：－输出功率－电源供给功率－管子消耗功率

降低管耗提高效率降低管耗的两条途径：②

积分区间小①

与的乘积小管耗：结论：减小

与的乘积是提高效率的根本途径（减小导通角）2．最技佳负足载和页功率植增益C类功率放大器工作状态——导通、截止输出阻抗——变化当天线阻抗不等于最佳负载时，阻抗变换如何匹配？什臭么是最佳光负载？最佳负载

——保证输出最大功率则为输出最大功率，应有：C类放状大器立的功掠率增临益输入功率注意：是基波或C类与A类放大鸣器的功率剃增益比较——A类增益盗大1)欠压膛工作颂状态：集电球极最乔大点枣电流负在临贺界线臂的右期方，交流敢输出鹅电压较低且变啊化较起大。3)临界顺工作剧状态：是欠芽压和真过压裕状态禾的分渠界点墙，集电厚极最筐大点制电流炎正好马落在拜临界逆线上混。2)过压惯工作选状态：集电他极最繁大点舟电流得进入顾临界散线之共左的迁饱和揉区，交流说输出猜电压共较高揭且变不化不奏大。在非溜线性必谐振亏功率项放大藏器中政，常亲常根嫌据集岗电极耻是否孤进入烛饱和眨区，嘉将高聚频功委率放膝大器笛的工筋作状坛态分搅为三汗种：临界砌工作障状态符：输迫出功喷率最葡大10盛.4棉.4倍频与调制特性1.倍频C类功率放大器——非线性——集电极电流含有丰富的谐波输出回路谐振于基波——放大器输出回路谐振于某次谐波——倍频器倍频器应用时注意点②谐波分量随着谐波次数n的增大而迅速减小——高次倍频时，输出功率小，效率很低③

合理设计选频回路Q值，滤除基波和低次谐波①

注意控制导通角－2.调幅（普通包调幅AM）信息包含在其包络的变化中不能用高效率的非线性放大器放大AM直接在高效率放大器中完成调制并放大

C类放大器调幅原理是什么？决定袜放大豆器输甚出的4个参郊数：③电源④

负载①偏置

②输入信号幅度共同决定用调制芳信号控制遗某些参数可实书现调幅C类功率放大器调幅类型集电极调幅基极调幅（1）集折电极渗调幅用调浩制信歇号控耕制电源恼电压使输耽出电选压幅也度变鲜化——调幅

、、不变负载线斜率不变不变导通角不变A负载线的顶点

A沿着曲线从放大区移动到饱和区A当电源电压从大变小时，动态负载线向左移动大——欠压区——变化不大小——过压区——变化大集电极电流脉冲随变化的波形欠压区过压区由集电极电流直流集电极电流基波回路输出电压饱和区放大区若调制信号为使且放大器工作在过压区则实现集电极调幅(2欲)基极谎调幅——放大谊器输出电压幅度随基极爹偏压变化

、、不变负载线不变当从负向朝正向增加时导通角增大增大负载线的顶点在提高结论：用调制信号控制偏置，并确保C类放大器工作在

欠压状态（放大区），可实现基极调幅集电极电流脉冲随而变化

、和随而变化放大区饱和区小结鲜：1．A、B、C类放大器对应的导通角分别是180、90和小于90度，通过减小导通角来提高