第三章高频功率放大器.doc

江西赣州技师学院课时计划(教案)
课程名称:高频电子技术任课教师: 钟文福教案序号:
班级
08级电子信息工程班
授课时间
第周月日至月日
课题名称
概述
第单元第章第节
共课时
第课时
目
的
要
求
理解高频功率放大器的功能和分类
理解高频功率放大器与低频功率放大器、小信号放大器的异同
识记高频功率放大器的性能指标及工作原理
教
学
重
点
高频功率放大器的功能和分类
高频功率放大器与低频功率放大器、小信号放大器的异同
高频功率放大器的性能指标及工作原理
教
学
难
点
高频功率放大器的性能指标及工作原理
教具
挂图
教学方法
提问、启发
课型
分析、讲授
附件
教学反馈
审
核
签
字
教研室意见
教务处意见
分管领导意见
签章:
签章: 月日
签章: 月日
书写日期: 年月日本次教案共页首页
一、概述
1、高频功率放大器的功能和分类
①高频功率放大器的功能
用小功率的高频输入信号去控制高频功率放大器,将直流电源供给的能量转换为大功率的高
频能量输出,并保证其输出信号与输入信号的频谱相同。
②高频功率放大器的分类
A、窄带高频功率放大器和宽带高频功率放大器
B、导通角:甲类180°,甲乙类90°~180°,乙类90°,丙类45°~90°。
2、高频功率放大器与低频功率放大器的异同
共同点:都要求输出功率大和效率高
不同点:工作频率和工作带宽有着本质的不同
3、高频功率放大器与小信号放大器的异同
共同点:都工作在高频段,负载均为谐振负载
不同点:负载作用不一样。
小信号负载作用:选择有用信号、滤除干扰信号
高频功率放大器负载作用:选择基波,滤除谐波
小信号放大器输入为小信号,工作在线性状态,属于线性放大器。
高频功率放大器输入为大信号,工作在非线性状态,属于非线性放大器。
4、高频功率放大器的性能指标
主要指标有:输出功率、效率、功率增益、谐波抑制度
高频功率放大器的大输出功率和高效率的方法:选用低集电极功耗的电路和使晶体管工作于
丙类工作状态。
二、高频功率放大器的工作原理
1、高频功率放大器的电路组成
高频功率放大器一般工作在发射机的末级, 以保证需要发送的信号具有足够的输出功率
通过天线有效地辐射出去。图所示为高频功率放大器的实际电路
高频功率放大器的实际电路
图表明,高频功率放大器主要由以下部分组成。
①电子器件。它在电路中主要起开关控制作用,控制直流能量向交流能量的转变。
②电源。高频功率放大器包括两个电源,。其中UBB主
要是设置合理的工作状态,即保证晶体管工作在丙类状态;UCC则是提供直流能量。
③馈电电路。馈送到晶体管的各极,又防止交流信号
进入直流电源。馈电电路包括基极馈电电路(由C1、L1、C2构成)和集电极馈电电路(由
C3、L2、C4构成)。
④耦合回路。主要起无损耗地传输高频信号及其能量、滤除谐波成分及阻抗匹配的作用。
高频功率放大器的耦合回路可以是LC并联谐振回路,也可以是互感耦合回路或各种LC匹
配网络。高频功率放大器的输入端和输出端均有耦合回路,其中,输出端的耦合回路也称为
输出回路(由C5、C6、L3、L4、L5、CA、RA组成)。
输出回路是集电极负载,应调谐在推动级输出电压的频率上,且谐振回路的谐振阻抗应满足
工作状态所要求的负载阻抗。C5、L3构成谐振回路,其输出信号通过L4、C6、L5耦合到
天线发射出去,故L4、C6、L5也称为天线回路,CA、RA为天线阻抗。
由图所示的实际线路可以得出高频功率放大器的原理电路图,如图所示
高频功率放大器原理电路图
2、高频功率放大器的工作原理
如前所述,高频功率放大器的工作状态由基极偏置电压UBB设置,为了提高晶体管的集电
极效率,通常使晶体管的发射结处于反向偏置状态,即使晶体管工作在丙类状态
若设高频功率放大器的输入电压 ub(t)为
则晶体管基-射间的总电压为
式中,UBB为负值。只有当uBE的瞬时值大于晶体管的导通电压Uj时,基极导通,才产
生基极电流iB和集电极电流iC。由于晶体管只在输入信号的部分周期内导通,故iB为余
弦脉冲,同理,iC也为余弦脉冲。将iB和iC用傅里叶级数展开得
高频功率放大器的输出回路具有选频作用,若正好谐振在基波频率上,则其对于基波电流而
言,等效为一个纯电阻;对各次谐波而言,回路失谐,呈现很小的阻抗。输出回路中有电感
存在,对直流可看成短路。这样当集电极脉冲电流iC流经输出回路时,只有基波分量在回
路两端产生较大的电压降,此电压为
式中,IC1m为基波电流分量的振幅值,Re为输出回路的有载谐振电阻
集