第三章 高频功率放大器.ppt

第三章高频功率放大器
第一节概述
本章教学基本要求
本章教学主要内容
第二节丙类(C类)高频功率放大器的工作原理
第四节丙类高频功率放大电路
第三节丙类(C类)高频功率放大器的折线分析法
一、了解高频功率放大器的功能和性能指标
二、掌握丙类(C类)高频功率放大器的工作原理、分析方法、电路构成和
使用方法
上一页
下一页
首页
退出
高频功率放大器
ω
ω
图3-1 高频功率放大器的功能
第一节概述
一、高频功率放大器的功能
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。
从信号所含频谱来看,输出
信号频谱与输入信号的频谱完全相同。
二、高频功率放大器的分类
按带宽分:
窄带高频功率放大器、宽带高频功率放大器
按放大特性分:
线性高频功率放大器、非线性高频功率放大器
按工作类型分:
甲、乙、丙、丁、戊类高频功率放大器
上一页
下一页
首页
退出
非线性失真是对线性功率放大器而言,是器件的非线性特性引起的,也是
希望谐波分量相对基波分量越小越好。
第一节概述
三、高频功率放大器的主要技术指标
1、输出功率:
放大器的负载RL上得到的功率的最大不失真功率
2、效率:
高频输出功率与直流电源供给输入功率的比值
3、功率增益:
高频输出功率和信号输入功率的比值
4、谐波抑制度和非线性失真
谐波抑制度是对非线性高频功率放大器而提出的,是指谐振回路的选频特性
好坏,也就是谐波分量对于基波分量越小越好。
一、基本电路及其特点
第二节丙类高频功率放大器的工作原理
上一页
下一页
首页
退出
图3-2 丙类高频功率放大器的基本电路
特点:
1、晶体管发射结负偏置,放大器工作于
丙类状态( )
2、负载为谐振回路
实现放大器的阻抗匹配
从电流脉冲波中取出基波分量,获得正弦电压波形
目的:提高效率
第二节丙类高频功率放大器的工作原理
二、工作原理
当无输入信号电压时,晶体管T处于截止状态,集电极电流
其中, 为基极电流的直流分量; 为基极电流的基波电流振幅;
分别为基极电流的二次至n次谐波电流振幅。
其中, 为集电极电流的直流分量; 为集电极电流的基波电流振幅;
分别为集电极电流的二次至n次谐波电流振幅。
当输入信号电压时, ,由输入
特性和正向传输特性可得、为尖顶余弦脉冲,可用傅里叶级数展开为
上一页
下一页
首页
退出
第二节丙类高频功率放大器的工作原理
图3-3 各极电流电压波形
这样,脉冲形状的集电极电流流经谐振回路时,只有基波电流才产生电压降,即回路两端只有基波电压。因而输出的高频电压信号的波形没有失真,回路两端的输出电压为
当集电极回路调谐于高频输入信号频率时,由于回路的选择性,对集电极电流的基波分量来说,回路等效为纯电阻;对各次谐波来说回路失谐,呈现很小的阻抗,回路两端可近似认为短路;而直流分量只能通过回路电感支路,其直流电阻很小,也可近似认为短路。
第三节丙类高频功率放大器的折线分析法
一、晶体管特性曲线的理想化及其解析式
图3-4 晶体管特性的理想化
(一)正向传输特性的理想化
图3-4(a)是理想化的正向传输特性,其解析式为
其中, 称为跨导, 称为理想
化晶体管的导通电压或截止电压。
(二)输出特性的理想化
图3-5(b)是理想化的输出特性。它可
分为饱和区、放大区和截止区。
第三节丙类高频功率放大器的折线分析法
(1)饱和区
(2)放大区
(3)截止区
式中, 为饱和临界线的斜率。
二、集电极余弦电流脉冲的分解
(一)余弦电流脉冲的表达式
图3-5 丙类状态下集电极电流波形
其中, 称为导通角。
第三节丙类高频功率放大器的折线分析法
图3-5是丙类放大器在电源、,晶体管的、,输入电压
确定的条件下,得到的集电极电流的波形。
已知晶体管的,而晶体管理想
化正向传输特性可表示为
则
当时,
决定于
、
和
将代入式中,
当时,
(二)余弦电流脉冲的分解系数
即
从而
第三节丙类高频功率放大器的折线分析法
将周期性的电流脉冲展开为傅里叶级数,即
取决于
和
c
q