第4章 高频谐振功率放大器.ppt

§ 概述工作特点: 高频、大信号、非线性窄带高频功率放大器: 以谐振回路为负载,所以又称谐振功率放大器谐振功率放大器的分析方法: 折线法近似分析宽带高频功率放大器: 采用非选频性负载,如传输线变压器或其他宽 带匹配电路作用: 用于对各种高频信号进行用于对各种高频信号进行功率放大功率放大或或倍频倍频;可;可实现调幅实现调幅。。工作要求: 输出功率大、效率高、波形失真小(谐波少) 、散热要好谐振功率放大器丙类谐振功率放大器丁类谐振功率放大器戊类谐振功率放大器第4章高频功率放大器§ 丙类高频谐振功率放大器的工作原理特点: 组成: BJT 、 LC 谐振回路、馈电电源 U BB i Bi Cu CE u BELC R L u i VT 一、基本电路构成及工作原理 1、 NPN 高频大功率晶体管, 高f T;改变 U BB可以改变放大器的工作类型; 3、发射结在一个周期内只有部分时间导通,i B、i C均为一系列高频脉冲; 2、大信号激励: 1~2V ; 4、谐振回路作负载可以滤除高频脉冲电流 i C中的谐波分量,同时实现阻抗匹配。二、工作原理的折线分析 u CE 0 i c输出特性 u BE 0 i bU D输入特性转移特性u BE 0 i cU Dg m 1、三极管特性曲线的折线化 2、各极电流、电压波形 tUUu tUu im BB BE im i?? cos cos????发射结电压为 u BE i b?t U im -U BBU BZ -?? u BE i b?t-???t-?? i cu BEi c?t-??图解可见, i B和i C的都是余弦脉冲, 定义θ为通角,三极管只在(- θ,θ) 内导通,当θ<90 o时,功率放大器工作于丙类状态。越大, θ越小越小或U 且U 决定θ, 和U 、U U U UU cos θ cos θUUU BB im BZ BB im im BB BZ im BB BZ????? i C?t-?? 0i c1I c1m?t0u cU c1m?t0 ...... 2 cos cos 2m 1m 0????tItIIi c c c??余弦脉冲展开为傅立叶级数: 将当i C流过 LC 谐振回路时,在回路两端产生电压u C。由于谐振回路的选频特性, u C中只有基波分量幅度最大,其它频率的信号电压幅度较小可以忽略。设R e—并联回路谐振时的等效负载电阻,包括 BJT 的输出电导和等效的 R L。 e mc mccRtItUu????? cos cos 1 1从图中可以看出,丙类高频谐振功放由于选频作用,即使 i C是不连续的脉冲电流,在谐振回路两端也会得到余弦电压。即能对输入信号进行不失真放大。如果振荡回路的? 0 =n ?,则在回路两端可得到频率为 n?的电压:u 0= Umcos n?t;相当于实现了对输入信号的 n倍倍频。还可以利用选频特性实现倍频器。 3、i c余弦脉冲的分解 i ci cmax -?/2 ?-??/2 ?t g cU img cU im cos ?)0( cos 1 cos cos cos cos cos max max???????? im c im c i tii UgUgi UgtUgi????????(θ)αi cosn ω tdωti2π 1I (θ)αi cos ω tdωti2π 1I (θ)αidωti2π 1I ) -θ,θ(区间: 幅为其中各次谐波分量的振...... cos2 ωtI cos ωtIIi 级数: 余弦脉冲展开为傅立叶将i n Cmax π-π m 1 Cmax π-π C c1m 0 Cmax π-π C c0 c2m c1m c0 c c??????????????其中? 0(θ)、? 1(θ) 、…、? n (θ)为尖顶余弦脉冲的分解系数;?/ ?? 1 /? 0 = g 1? 0? 1? 2? 3 ? 0 , ? 1 , ? 2 , ? 0- 10 30 50 70 90 110 130 150 170 另定义?g 1 (θ) =I c1m /I c0 = ? 1(θ) / ? 0(θ)为波形系数,随?减小而增大。 4、能量关系与效率 2)集电极电源提供功率: CC cEUIP 0? 1)集电极输出功率: e mcemcmcmcOR URIUIp 21 21112 12 12 1??? 3)集电极损耗功率: O EcPPP?? 4)集电极效率: 。为集电极电压利用系数 U U= 式中ξ(θ)ξg2 1U UI I2 1P c1m C c1m c