高频功率放大器

第二章高频功率放大器思考题与习题一、填空题2-1、为了提高效率，高频功率放大器多工作在 或 状态。2-2、为了兼顾高的输出功率和高的集电极效率，实际中通常取Oc= 。2-3、根据在发射机中位置的不同，常将谐振功率放大器的匹配网络分为 三种。二思考题2-1、谐振功率放大器工作于欠压状态。为了提高输出功率，将放大器调整到临界状态。可分别改变哪些参量来实现？当改变不同的量时，放大器输出功率是否一样大？2-2、为什么高频功率放大器一般要工作于乙类或丙类状态？为什么采用谐振回路作负载？谐振回路为什么要调谐在工作频率？2-3、为什么低频功率放大器不能工作于丙类？而高频功率放大器可以工作于丙类？2-4、丙类高频功率放大器的动态特性与低频甲类功率放大器的负载线有什么区别？为什么会产生这些区别？动态特性的含意是什么？2-5、一谐振功放的特性曲线如图题2-5所示,试为下列各题选取一正确答案（1）该功放的通角e为：（a）e>90o； （b）e=90。；（c）e〈90。。⑵放大器的工作状态系：（a）由Ec、Eb决定；（b）由U"、Ubm决定；（c）由UBEmax、UcEmin决定。（3）欲高效率、大功率,谐振功放应工作于：（a）欠压状态；（b）临界状态；（c）过压状态（4）当把图P4.1中的A点往上移动时，放大器的等效阻抗是：（a）增大；（b）不变；（c）减小。相应的工作状态是：（a）向欠压状态变化；（b）向过压状态变化；〈c〉不变。图思2-52-6.采用两管并联运用的谐振功率放大器,当其中一管损坏时,发现放大器的输出功率约减小到原来的1/4,且管子发烫,试指出原来的工作状态。2-7高频功率放大器当u=Ucoswt时,uc=Ucos5wt,试回答下列问题：bbc cm c若放大器工作在欠压状态,为了使输出功率最大,应调整哪一个参数?如何调整?若放大器工作在欠压状态,在保持P。不变的前提下为进一步提高效率，应如何改变电路参数?为实现基极调幅,放大器应调整在什么状态?为实现集电极调幅,放大器又应调整在何状态?若放大器工作在过压状态,分别调整哪些参数可退出过压?如何调整?为实现对输入信号的线性放大,应如何调整电路参数和工作状态?为实现对输入的限幅放大,又应如何调整参数及工作状态?2-8某谐振功放的动特性曲线如图题2-8所示。试回答以下问题:(1)判别放大器的工作类型,并说明工作在何种状态。为了使输出功率最大，应如何调整负载Rl，并画出此时的动特性曲线。确定调整后的最大输出功率与原输出功率的比值P/P。omxo图思2-82-9某谐振功率放大器及功放管的输出特性如图题2-9所示。已知u=1.2cosetV,测得u的振幅boUm=12V。测得u的振幅U=12V。o om画出动特性曲线,说明电路的工作状态。(2〉为了提高输出功率，将电感抽头A点向上移动。当移到中间点时，放大器刚好工作在临界状态，试画出此时的动特性曲线。(3)求临界状态下的Po。o若负载RL不慎开路，试问放大器的工作状态、输出电压和输出功率有何变化?图思2-92-10.—谐振功率放大器,原来工作在临界状态，后来发现该放大器性能变化：P明显下降，而n反而oc增加，但E、U、u不变。试问此时放大器工作在什么状态?导通时间是增大还是减小？并分析其性能变化ccmBEmax的原因。2-11.有一谐振功放，设计时希望其工作于临界状态,然而实测时发现其输出功率P仅达设计值之20%,o集电极交流电压振幅u=0.3E,而集电极直流电流则略大于设计值，试问该功放实际工作于什么状态?其原cmC因可能是什么?三、习题2-1.设一谐振功放，其通角分别为180。、90o和60。。（1） 若上述三种情况下，放大器均工作于临界状态，且E、i相同,试在同一图上画出各自的动特性,ccmax并分别计算它们的效率之比以及输出功率之比（皆取e=180。时为1）。（2） 放大器的E、R、u 均相同，但仅当6=180。时工作于临界，重复（1）题之计算。ceBEmaxTOC\o"1-5"\h\z2-2某高频功率放大器，晶体管的理想化输出特性如图题2-2所示。已知V=12V，V=0.4V，u=0.3coscc bb b3tV，u=10cos3tV试：（1）作动态特性，画出i与u的波形，并说明放大器工作于什么状态？ （2）求c cce直流电源Vcc提供直流输入功率P=、高频输出功率Po、集电极损耗功率P、集电极效率n。cc图题2-2

2-3.一谐振功放的输出功率P=5W,E=24V。当集电极效率=60%时,求其集电极功耗P和集电极电流直流分量I；cco若保持P不变，将n提高到80%，问此时P为多少？oc2-4.一谐振功放，偏压E等于截止电压U',分别用图题-4所示的正弦波和方波两种输入信号作激励。B B'若保持两种情况下的激励电压振幅、电源电压E相同,且均工作于临界状态，求此两种情况下的集电极效率c之比：正：n方之比：正：n方图题2-42-5.一谐振功放原工作于临界,6=75。，若保持激励信号的幅度不变，但频率降低一半。问：此时将工作于何种状态?并求两者输出功率之比，即Po倍：P。放。2-6.一谐振功放的晶体管转移特性如图题2-6所示。作放大器时，给定i=500mA,6=70。,求EU的值;cm Bbm(2)作三倍频器时,若i=500rnA,试求三次谐波输出最大时的EU值。cm Bbm图题2-64Wrxloo&pf4Wrxloo&pf%24v图题2-72-7.已知晶体三极管的转移特性如图题2-7(a)所示,管子饱和压降U~1V。不计基调效应，用该晶体CES管构成的谐振功率放大器如图题2-7(b)所示，与负载耦合的变压器效率nT=1。(1)若放大器工作于欠压状态，输入电压的u=1.2cos2nX106t(V),R=4Q，求输出功率P、集电极效b L 。率n。若要达到输出功率最大，负载电阻R应如何变化?此时的最大输出功率等于多少？L(2)若输入信号u=1.2cos2nX0.5X106t(V),使放大器临界状态工作,LC数值不变，计算：输出功率bp。、集电极效率n及相应的负载电阻rl。2-8.一谐振功放导通期间的动特性曲线如图题2-8中的AB段,坐标为：A点(u=4.5Vi=600mA) B点(u=20Vi=0)CE c CE c已知集电极直流电源E=24V，试求出这时的集电极负载电阻R及输出功率P的值。c e o

2-9图题2-9是用于谐振功放输出回路的L型网络，已知天线电阻r=8Q,线圈L的品质因数Q=100,Ao工作频率f=2MHz若放大器要求的R=40Q，求L、C。e图题2-92-10一谐振功放工作于临界状态，已知f=175MHz,R=46Q,r=50Q,C=40pF,集电极采用如图题3-10，eAo所示的II型网络来实现阻抗匹配,试计算C、C和L。122-11一谐振功放工作于临界状态，电源电压E=24V，输出电压U=22V,输出功率P=5W，集电极效率可nCcmo=55%，求：c集电极功耗P,电流I、I，回路谐振电阻R。ccoc1m e若R增大一倍，估算P;若R减小一倍，估算P。eoe o若增加一管组成并联型谐振功放,且保持两管均处于临界工作，此时总输出功率P=10w，问此时的oE回路谐振电阻R=?e2-12.图题3-12所示电路的负载为Rl，则输入阻抗应为多大?图题2-122-13.已知某谐振功率放大器电路及元件参数如图题2-13(a)所示，晶体管特性如图题2-13(b)所示,且E=26V,E=U,i=500mA,。问：C BB'cm(1)放大器这时工作于什么状态?画出动特性曲线。(2)若在放大器输出端接一负载电阻R=4000(如图P4.10(a)中所示)，问：此时放大器将工作在什么L状态?画出动特性曲线。01501510t'ssi303JWWSffl图题2-132-14.某晶体三极管的转移特性、输出特性以及用该管构成的谐振功率放大器如图题2-14所示。已知该放大器导通期间的动特性为图中之AB段,0=20。求：(1)放大器的直流偏压E以及激励电压振幅U；B bm|50J)30020&出|50J)30020&出KJ5W图题2-14(2)为使放大器输出功率最大，负载电阻R应改为多大(其他条件不变)？并计算此时放大器输出功率LP、直流电源供给功率P、集电极效率n。oEc2-15.有两个功率放大器，采用相同的功率管，一个是双电源供电的乙类OTL电路，其集电极负载为Rl，另一个是乙类工作的单管谐振功率放大器，在集电极上呈现的谐振电阻为R。设R=R，且两放大器的E、Ue Le cbm均相同。若功率管导通时工作在放大区，试画出它们的集电极电流和集电极电压波形，并比较两放大器的输出电压幅值；增大R和R，使功率管进入特性的饱和区，试画出它们的集电极电压和电流波形。Le2-16已知某谐振功率放大器,基极偏置电压E=-0.2V,晶体管导通电压U=0.6V,临界饱和线斜率B B'S=0.4S。放大器的电源电压为E=24V。集电极回路负载谐振电阻R=50Q，激励电压振幅U=1.6V,输出功crcebm率P=lW。o试求：集电极电流最大值i，输出电压幅度u,集电极效率n；放大器工作在什么状态？cmazcmc当R变为何值时，放大器可以工作于临界状态?这时输出功率p、集电极效率n分别等于多少？eoc2-17某谐振功率放大器调整在临界状态，输出功率为25W,通角e=60o电源电压E=30V,功放管的临界饱c和线的斜率S=1.8A/V。分解系数a(60o)和a〈60。)可查表确定。cr o 1求电源提供功率PE、效率市和管耗P。C求匹配网络应提供的最佳负载电阻儿R。ecr若负载回路发生失谐,有何危险?2-18某一晶体管谐振功率放大器，设已知V=24V,I=250mA,P=5W,电压利用系数g=0.95。试求P=、cccoon、r、i和e。cpclmc2-19晶体管谐振功率放大器工作于临界状态,R=200Q,I=90mA,V=30V,。0=90。。试求P和n。p co cc c o c2-20谐振功率放大器的V、U和谐振电阻R保持不变，当集电极电流的通角由100。减少为60。时，效cccm p率将怎样变化?变化了多少?相应的集电极电流脉冲的振幅怎样变化?变化了多少?2-21某一3DA4高频功率晶体管的饱和临界线跨导g=0.8S,用它做成谐振功率放大器，选定V=24V,。crcce=70o,I=4.2A,并工作于临界工作状态,试计算:R、P=P。、Pc和n。c cM p c2-22高频功率放大器的欠压、临界、过压状态是如何区分的?各有什么特点？当V、U、V、和R四ccbmbbp个外界因素只变化其中一个因素时,功率放大器的工作状态如何变化?2-23某高频功率放大器工作于临界状态，输出功率P=3W,0=70o,已知晶体管的ocg=0.33S,g=0.24S,U=0.65V,V=24V。计算出集电极电流脉冲振幅I、I、I功率P、效率n、谐振电cr c bz cc cM co clm = c阻以及V、U等值。bbbm2-24谐振功率放大器原来工作于临界状态，它的通角0为70o,输出功率为3W,效率为60%。后来由于某c种原因，性能发生变化。经实测发现效率增加到68%,而输出功率明显下降，但V、U、u不变，试分析原cccmbemax因,并计算这时的实际输出功率和通角。2-25谐振功率放大器原工作于欠压状态。现在为了提高输出功率,将放大器调整到临界工作状态。试问,可分别改变哪些量来实现?当改变不同的量调到临界状态时,放大器输出功率