高频电子线路（2009版）PPT教学课件-第3章 高频谐振功放大器.ppt

第3章高频谐振功放大器
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本章基本要求
掌握丙类功放的电路组成、工作原理及其分析方法;
了解宽带放大器的原理;
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概述
高频谐振功率放大器是无线电发送设备的重要组成部分,为了把信息有效地进行远距离的传输,在发送端必须有足够大的高频发射功率。
高频谐振功率放大器的主要特点是:输出功率足够大、效率高、非线性失真小及频带宽度满足要求等。
高频谐振功率放大器与低频功率放大器有很大差异。
首先,工作频率以及相对频带宽度相差较大。
其次,低频功率放大器主要要求较大的输出功率
由于高频功率放大器以BPF作为负载,既要有足够的输出
,又要求提高放大器的效率
,因此工作在丙类、
功率
丁类等工作状态。
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为了获得足够大的输出功率,要求放大器输出较大的电压和电流的幅度,这样就会使功率放大器件接近甚至超过其极限运用状态。
只要功率管的集电极电流、电压和功耗中的任意一个参数超过其极限值,都可能使器件烧坏。
影响功率放大器输出功率的主要因素是功率管本身的集电极最大允许电流、反向击穿电压和最大允许耗散功率三个极限参数。
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提高放大器输出功率的方法
根据放大器的工作原理,高频输出功率是高频放大器在输入信号的控制下,把直流电源所供给的直流功率转换成为按高频输入信号规律变化的交流输出功率。
根据能量守恒定律
(3-1-1)
(3-1-2)
为电源提供的直流功率,
为放大器的交流输出功率,
为功率管集电极耗散功率。
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在“模拟电子技术基础”课程中已知, 功率放大器的工作点不同, 其效率也不同。因此, 可通过选择高频功率放大器的工作点来提高效率及其输出功率。
根据以上讨论, 可得出如下几种提高高频功率放大器
输出功率的方法:
选用耐压高、允许工作电流大、允许耗散功率大的功
率器件
2) 适当选择器件的工作状态, 提高效率。
3) 采用功率合成电路。
4) 改善器件的散热条件,如加散热片, 强迫冷却等。
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工作状态的选择
根据放大管集电极电流的导通时间的不同,将功率放大器分为甲类、乙类、丙类等工作状态。其中放大器工作于甲类状态时,效率最低,工作于乙类状态时,其效率比甲类状态时高,而工作于丙类状态时,其效率又高于乙类状态。晶体管集电极功耗为:
(3-1-3)
可见, 如
较大时使
最小, 或
较大时使
最小, 都可
降低, 且电流
导通的时间越短,
就越小。
使
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由于功率放大器(特别是输出级)都是在大信号条件下工作,即工作于非线性状态,使放大器输出的信号波形产生各种失真,尤其是非线性失真。然而,由于它的工作频率很高,相对频带窄,因而高频功率放大器通常采用选频网络作为负载回路。通过选频回路的选频滤波作用,从放大器输出的失真波形中,选出与输入信号相同频率的基波分量,使输出信号波形几乎不失真或失真很小。
高频功率放大器按工作频带的宽窄,可以分为窄带高频功率放大器和宽带高频功率放大器。窄带高频功率放大器以调谐网络作为输出回路或匹配网络,所以称为调谐式功率放大器,而宽带高频功率放大器的输出电路则是传输线变压器或宽带匹配电路。
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表3-2-1 不同工作状态的功率放大器的特点
半流通角
工作状态
理想效率
负载情况
甲类
50%
纯电阻,选频回路
乙类
%
推挽电路,选频回路
甲乙类
50%~%
推挽电路,选频回路
丙类
>%
选频回路
丁类
开关工作状态
90%~100%
选频回路
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丙类谐振功率放大器
丙类高频功率放大器的工作频率高,相对频带窄,通常采用选频网络作为高频功率放大器的输出回路或匹配网络。
电路的组成及特点
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