第三章高頻諧振功率放大電路ppt課件

1、第3章 高頻諧振功率放大器3. 1 概述1 1、使用高頻功率放大器的目的、使用高頻功率放大器的目的 放大高頻大信號(hào)放大高頻大信號(hào), ,并且以高效輸出大功率，使發(fā)射機(jī)末級(jí)并且以高效輸出大功率，使發(fā)射機(jī)末級(jí)獲得足夠大的發(fā)射功率。獲得足夠大的發(fā)射功率。2 2、高頻功率放大器使用中需要解決的問(wèn)題、高頻功率放大器使用中需要解決的問(wèn)題具有高效率的功率轉(zhuǎn)換具有高效率的功率轉(zhuǎn)換輸出足夠的功率高功率輸出）輸出足夠的功率高功率輸出）高頻功率放大器和低頻功率放大器的共同特點(diǎn)都是輸出功高頻功率放大器和低頻功率放大器的共同特點(diǎn)都是輸出功率大和高。但二者的工作頻率和相對(duì)頻帶寬度相差很大。率大和高。但二者的工作頻率和相對(duì)頻

2、帶寬度相差很大。聯(lián)想對(duì)比：聯(lián)想對(duì)比：減少非線性失減少非線性失真真icebtooictVBZ3、諧振功率放大器與小信號(hào)諧振放大器的異同之處、諧振功率放大器與小信號(hào)諧振放大器的異同之處相同之處：它們放大的信號(hào)均為高頻信號(hào)，而且放大器的負(fù)相同之處：它們放大的信號(hào)均為高頻信號(hào)，而且放大器的負(fù) 載均為諧振回路。載均為諧振回路。不同之處：激勵(lì)信號(hào)幅度大小不同；放大器工作點(diǎn)不同；不同之處：激勵(lì)信號(hào)幅度大小不同；放大器工作點(diǎn)不同； 晶體管動(dòng)態(tài)范圍不同。晶體管動(dòng)態(tài)范圍不同。諧振功率放大器諧振功率放大器波形圖波形圖小信號(hào)諧振放大器小信號(hào)諧振放大器波形圖波形圖icQebtooicticQebtooict小信號(hào)諧振放

3、大器小信號(hào)諧振放大器波形圖波形圖 icebtooictVBZ諧振功率放大器諧振功率放大器波形圖波形圖4 4、諧振功率放大器與非諧振功率放大器的異同、諧振功率放大器與非諧振功率放大器的異同共同之處共同之處: :都要求輸出功率大和效率高。都要求輸出功率大和效率高。 功率放大器實(shí)質(zhì)上是一個(gè)能量轉(zhuǎn)換器，把電源供給的直功率放大器實(shí)質(zhì)上是一個(gè)能量轉(zhuǎn)換器，把電源供給的直流能量轉(zhuǎn)化為交流能量，能量轉(zhuǎn)換的能力即為功率放大器流能量轉(zhuǎn)化為交流能量，能量轉(zhuǎn)換的能力即為功率放大器的效率。的效率。 諧振功率放大器通常用來(lái)放大窄帶高頻信號(hào)諧振功率放大器通常用來(lái)放大窄帶高頻信號(hào)( (信號(hào)的通帶信號(hào)的通帶寬度只有其中心頻率的寬

4、度只有其中心頻率的1%1%或更小或更小) )，其工作狀態(tài)通常選為丙，其工作狀態(tài)通常選為丙類工作狀態(tài)類工作狀態(tài)( (c c9090) )，為了不失真的放大信號(hào)，它的負(fù)，為了不失真的放大信號(hào)，它的負(fù)載必須是諧振回路。載必須是諧振回路。 非諧振放大器可分為低頻功率放大器和寬帶高頻功率放非諧振放大器可分為低頻功率放大器和寬帶高頻功率放大器。低頻功率放大器的負(fù)載為無(wú)調(diào)諧負(fù)載，工作在甲類大器。低頻功率放大器的負(fù)載為無(wú)調(diào)諧負(fù)載，工作在甲類或乙類工作狀態(tài)；寬帶高頻功率放大器以寬帶傳輸線或其或乙類工作狀態(tài)；寬帶高頻功率放大器以寬帶傳輸線或其它寬帶匹配電路為負(fù)載。它寬帶匹配電路為負(fù)載。三極管四種工作狀態(tài)三極管四種

5、工作狀態(tài) 根據(jù)正弦信號(hào)整個(gè)周期根據(jù)正弦信號(hào)整個(gè)周期內(nèi)三極管的導(dǎo)通情況劃分內(nèi)三極管的導(dǎo)通情況劃分乙類：導(dǎo)通角等于乙類：導(dǎo)通角等于180甲類：一個(gè)周期內(nèi)均導(dǎo)通甲類：一個(gè)周期內(nèi)均導(dǎo)通甲乙類：導(dǎo)通角大于甲乙類：導(dǎo)通角大于180丙類：導(dǎo)通角小于丙類：導(dǎo)通角小于180ICUCEOQiCtOICUCEOQiCtOICUCEOQiCtO功率放大器的主要技術(shù)指標(biāo)是輸出功率與效率。功率放大器的主要技術(shù)指標(biāo)是輸出功率與效率。表2-1 不同工作狀態(tài)時(shí)放大器的特點(diǎn) 工作狀態(tài) 半導(dǎo)通角 理想效率 負(fù) 載 應(yīng) 用 甲類 qc=180 50% 電阻 低頻 乙類 qc=90 78.5% 推挽，回路 低頻，高頻 甲乙類 90qc

6、180 50%h78.5% 推挽 低頻 丙類 qc90 h78.5% 選頻回路 高頻 丁類 開(kāi)關(guān)狀態(tài) 90%100% 選頻回路 高頻 工作狀態(tài)工作狀態(tài) 功率放大器一般分為甲類、乙類、甲乙類、丙類等工功率放大器一般分為甲類、乙類、甲乙類、丙類等工作方式，為了進(jìn)一步提高工作效率還提出了丁類與戊類放作方式，為了進(jìn)一步提高工作效率還提出了丁類與戊類放大器。大器。諧振功率放大器通常工作于丙類工作狀態(tài)，屬于非線性電路。諧振功率放大器通常工作于丙類工作狀態(tài)，屬于非線性電路。功功率率放放大大器器按按工工作作狀狀態(tài)態(tài)分分類類：A（甲甲）類類：導(dǎo)導(dǎo)通通角角為為o180 q qAB（甲甲乙乙）類類：導(dǎo)導(dǎo)通通角角為為

7、 o90 q qB（乙乙）類類：導(dǎo)導(dǎo)通通角角為為o90 q qC（丙丙）類類：導(dǎo)導(dǎo)通通角角為為o90 q qECICEO uCE iCO轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移移特特性性曲曲線線輸輸出出特特性性曲曲線線常量CEuBEcufi常量BEuCEcufiBBU UBZ QQQ位位 于于 放放 大大 區(qū)區(qū)B類類：o90qBZBBUU C 類類：o90 q q,BZBBUU 。 BEuci截止區(qū)截止區(qū)飽和區(qū)飽和區(qū)o180q3.2 丙類諧振功率放大器的工作原理丙類諧振功率放大器的工作原理 +ub-RpCL+uCE-icECUBB(b) 等效電路等效電路+uc1-UBBCECL+uS-+ub-(a) 原理電路原理電路+ub-R

8、pCL+uCE-ECUBB+uc1-ic常常數(shù)數(shù) ceuBEccuig2 工作原理分析uBEic-UBBUBZubCqCqicCqCq(1) 集集電電極極電電流流ci 設(shè)設(shè)輸輸入入信信號(hào)號(hào)電電壓壓:tUubmb cos UbmBBbmBBbBEUtcosUUuu由由晶晶體體管管的的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移移特特性性曲曲線線可可以以看看出出：當(dāng)當(dāng)BZBEUu ，0 ci 當(dāng)當(dāng)BZBEUu ， BZBEccUugi gC有有 BZbmBBccUtUUgi cos +uBE _(1) 集集電電極極電電流流ci BZbmBBccUtUUgi cos由由于于當(dāng)當(dāng)ctq q 時(shí)時(shí)，0 cibmBZBBcUUU q qcos

9、bmBZBBcUUU 1cosq q cbmccbmbmcBZBBbmcctUgUtUgUUtUgiq q q q coscoscoscos)(cos 又又當(dāng)當(dāng)0t 時(shí)時(shí)， cbmccUgIq qcos1max vBEic-UBB-UBZvbCqCqicCqCqVbmgCIcmaxccbmcIUgq qcos1max 代代 入入ci有有 ： 尖尖頂頂余余弦弦脈脈沖沖的的數(shù)數(shù)學(xué)學(xué)表表達(dá)達(dá)式式cccmaxccos1coscosq qq q tIi+ub-RpCL+uCE-ECUBB+uc1-ic+uBE _ccmaxcccos1costcosiiq qq q 若若對(duì)對(duì)ci分分解解為為付付里里葉葉級(jí)

10、級(jí)數(shù)數(shù)為為：ntcosItcosItcosIIiccmncm2cm1co2其其中中各各系系數(shù)數(shù)分分別別為為：ccoIItdiIqqqqq0cmaxcccccmaxc)cos1cossin)(21cccccccmIIttdiIccqqqqqqq1cmaxcmax1)cos1cossin1()(cos21cnccccccccmnInnnnnittdniIccqqqqqqqqcmax2max)cos11sincoscossin2)(cos21式式中中：(1) cq q 0， cq q 1， cnq q 稱稱為為尖尖頂頂余余弦弦脈脈沖沖的的分分解解系系數(shù)數(shù)。一一般般可可以以根根據(jù)據(jù)cq q的的數(shù)數(shù)值值

11、查查表表求求出出各各分分解解系系數(shù)數(shù)的的值值。 (2) coI，cm1I，cm2I，cmnI為直流及基波和各次諧波的振幅。為直流及基波和各次諧波的振幅。 ictccic1ic2ic3IcoIcmaxiC頻譜頻譜(2) 集電極輸出電壓集電極輸出電壓 2 3LC回回路阻路阻抗抗 Rp故故回回路路輸輸出出的的基基波波電電壓壓：tcosUtcosRIRiucmpcmpcc1111tcosUEucmCCE10+ub-RpCL+uCE-ECUBB+uc1-ic+uBE _ictccic1ic2ic3I coIcmax而而晶晶體體管管集集電電極極的的輸輸出出電電壓壓：tcosUEucmCCE1+ub-RpC

12、L+uCE-ECUBB+uc1-ic+uBE _ubUBZUBBIcmaxuBEtibtictuCEuctECUcm1UbmuBEic-UBBUBZubCq q UbmgCCq q 3. 高頻功放的功率關(guān)系高頻功放的功率關(guān)系(1) 集集電電極極電電源源提提供供的的直直流流功功率率：0CCDIEP （注注意意PR為為回回路路諧諧振振阻阻抗抗）(3) 集集電電極極耗耗散散功功率率CP，oDCPPP (4) 集集電電極極能能量量轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換效效率率ch h：cCOCCmCmCooDocgIEIUPPPPPqh1112121討討論論：當(dāng)晶體管允許的耗散功率一定時(shí)，當(dāng)晶體管允許的耗散功率一定時(shí)，ocPhcC

13、OCCmCmCooDocgIEIUPPPPPqh1112121(4) 集集電電極極能能量量轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換效效率率ch h：，功放管的集電極損耗功率。試計(jì)算：直流電源提供的功率例例1 某高頻諧振功率放大器工作于臨界狀態(tài)，輸出功率某高頻諧振功率放大器工作于臨界狀態(tài)，輸出功率 , 集電極電源集電極電源WPO6 EcmAIC3000 95. 0DPPchpR=24V，集電極電流直流分量，電壓利用系數(shù)及效率，臨界負(fù)載電阻，可以求出集電極電源供給的直流功率 以及輸出題意分析：本題直接采用功放的電流、電壓、能量關(guān)系即可。已知題意分析：本題直接采用功放的電流、電壓、能量關(guān)系即可。已知電源電壓電源電壓Ec0cIDPP

14、ch0cI1cIOPpR電流的直流分量，從而得到集電極損耗功率及效率 ，通過(guò)電壓利用系數(shù)，可以計(jì)算出波形系數(shù)，進(jìn)而利用輸出電流的直流分量求出輸出，再利用輸出功率可以得到臨界負(fù)載阻抗電流里的基波分量WIEPCCO2 . 73 . 0240 WPPPODC2 . 162 . 7 %3 .832 . 76 DOPPh h75. 195. 0833. 022)(1 h hq qCgmAgIICCC52575. 1300)(101 q q5 .43525. 0622221COpIPR解：解： 0PPc以及集電極損耗功率EccU1PpR1cI0cIh討論：本題考察的是如何靈活應(yīng)用功放的電流、電壓、能量關(guān)系

15、。本題討論：本題考察的是如何靈活應(yīng)用功放的電流、電壓、能量關(guān)系。本題的解題方法還有多種，如由電源電壓的解題方法還有多種，如由電源電壓以及電壓利用系數(shù)，可以得到，再由輸出功率可以得到臨界負(fù)載阻抗以及輸出電流。通過(guò)輸出電流的直流分量，可以計(jì)算出波形系數(shù)利用電壓利用系數(shù) ，算出效率，從而得到集電極電源供給的直流功率輸出電壓中的基波分量80VT1VT2T1LCRLECCC3.2.3 D類和類和E類功率放大器簡(jiǎn)介類功率放大器簡(jiǎn)介 1. D類功率放大器的原理分析類功率放大器的原理分析 D類功率放大器有電壓開(kāi)關(guān)型和電流開(kāi)關(guān)型兩種基本類功率放大器有電壓開(kāi)關(guān)型和電流開(kāi)關(guān)型兩種基本電路，電壓開(kāi)關(guān)型電路，電壓開(kāi)關(guān)型

16、D類功率放大器是已推廣應(yīng)用的電路類功率放大器是已推廣應(yīng)用的電路 uiub1ub2ic1ic2uLuA ub1和和ub2是由是由ui通過(guò)變壓器通過(guò)變壓器T1產(chǎn)生的兩個(gè)極性相反的輸入激勵(lì)產(chǎn)生的兩個(gè)極性相反的輸入激勵(lì)電壓電壓 ui ui正半周時(shí)正半周時(shí)VT1VT1管飽和導(dǎo)通，管飽和導(dǎo)通，VT2VT2管截止，電源管截止，電源ECEC對(duì)電容對(duì)電容C C充電，充電，電容上的電壓很快充至電容上的電壓很快充至EC-EC-UCES1UCES1值，值，A A點(diǎn)對(duì)地的電壓點(diǎn)對(duì)地的電壓uA=uA=（EC-UCES1EC-UCES1） 。 ui負(fù)半周時(shí)負(fù)半周時(shí)VT2管飽和導(dǎo)通，管飽和導(dǎo)通，VT1管截止。管截止。VT2管

17、的直管的直流電源由電容流電源由電容C上充的電荷供給，上充的電荷供給，uA= UCES20 uA近似為矩形波電壓，幅值為近似為矩形波電壓，幅值為EC-2UCES）。若）。若L、C和和RL串聯(lián)諧振回路調(diào)諧在輸入信號(hào)的角頻率串聯(lián)諧振回路調(diào)諧在輸入信號(hào)的角頻率上，且回路的上，且回路的Q值值足夠高，則通過(guò)回路的電流足夠高，則通過(guò)回路的電流ic1或或ic2是角頻率為是角頻率為的余弦波，的余弦波，RL上可得相對(duì)輸入信號(hào)不失真的輸出功率。上可得相對(duì)輸入信號(hào)不失真的輸出功率。VT1VT2T1LCRLECCCuiub2ic1ic2uLuAECic1tic2tuLt 盡管每管飽和導(dǎo)通時(shí)的電流很大，但相應(yīng)的管壓降很盡

18、管每管飽和導(dǎo)通時(shí)的電流很大，但相應(yīng)的管壓降很小，這樣，每管的管耗就很小，放大器的效率也就很高小，這樣，每管的管耗就很小，放大器的效率也就很高 dt)t (u )t (iTPTCECC201UCESuAtub1EC-2UCESVT1VT2T1LCRLECCC2.2.3 D類和E類功率放大器簡(jiǎn)介 1. D類功率放大器的原理分析類功率放大器的原理分析 D類功率放大器有電壓開(kāi)關(guān)型和電流開(kāi)關(guān)型兩種基本類功率放大器有電壓開(kāi)關(guān)型和電流開(kāi)關(guān)型兩種基本電路，電壓開(kāi)關(guān)型電路，電壓開(kāi)關(guān)型D類功率放大器是已推廣應(yīng)用的電路類功率放大器是已推廣應(yīng)用的電路 uiub1ub2ic1ic2uLuA ub1和和ub2是由是由ui

19、通過(guò)變壓器通過(guò)變壓器T1產(chǎn)生的兩個(gè)極性相反的輸入激勵(lì)產(chǎn)生的兩個(gè)極性相反的輸入激勵(lì)電壓電壓 ui ui正半周時(shí)正半周時(shí)VT1VT1管飽和導(dǎo)通，管飽和導(dǎo)通，VT2VT2管截止，電源管截止，電源ECEC對(duì)電容對(duì)電容C C充電，充電，電容上的電壓很快充至電容上的電壓很快充至EC-EC-UCES1UCES1值，值，A A點(diǎn)對(duì)地的電壓點(diǎn)對(duì)地的電壓uA=uA=（EC-UCES1EC-UCES1） 。 ui負(fù)半周時(shí)負(fù)半周時(shí)VT2管飽和導(dǎo)通，管飽和導(dǎo)通，VT1管截止。管截止。VT2管的直管的直流電源由電容流電源由電容C上充的電荷供給，上充的電荷供給，uA= UCES20 uA近似為矩形波電壓，幅值為近似為矩形波

20、電壓，幅值為EC-2UCES）。若）。若L、C和和RL串聯(lián)諧振回路調(diào)諧在輸入信號(hào)的角頻率串聯(lián)諧振回路調(diào)諧在輸入信號(hào)的角頻率上，且回路的上，且回路的Q值值足夠高，則通過(guò)回路的電流足夠高，則通過(guò)回路的電流ic1或或ic2是角頻率為是角頻率為的余弦波，的余弦波，RL上可得相對(duì)輸入信號(hào)不失真的輸出功率。上可得相對(duì)輸入信號(hào)不失真的輸出功率。ECUCESEC-2UCESuAtic1tic2tuLt 盡管每管飽和導(dǎo)通時(shí)的電流很大，但相應(yīng)的管壓降很盡管每管飽和導(dǎo)通時(shí)的電流很大，但相應(yīng)的管壓降很小，這樣，每管的管耗就很小，放大器的效率也就很高小，這樣，每管的管耗就很小，放大器的效率也就很高 dt)t (u )t

21、 (iTPTCECC2012. 輸出功率及效率計(jì)算輸出功率及效率計(jì)算 uA為矩形方波，用傅里葉級(jí)數(shù)展開(kāi)后可求得其基波分量的振幅為為矩形方波，用傅里葉級(jí)數(shù)展開(kāi)后可求得其基波分量的振幅為 ： VT1 VT1管電流管電流ic1 (ic1 (或或VT2VT2管電管電流流ic2)ic2)的直流電流為：的直流電流為： ECEC-2UCESuAtUCESic1tic2tuLt UA1m4L2C2T0CLD4d41REttsinETRIID電源供給的直流功率：電源供給的直流功率：PD=2 EC ID PD=2 EC ID L22CD8REP放大器的輸出功率放大器的輸出功率PoPo為為 ；L22CL2A1mo8

22、21RERUP效率效率=PoPD =100 實(shí)際晶體管的飽和壓降不可能為零，又考慮到管子結(jié)電容、電路分實(shí)際晶體管的飽和壓降不可能為零，又考慮到管子結(jié)電容、電路分布電容的影響布電容的影響( (使管壓降波形使管壓降波形uAuA有一定上升沿和下降沿有一定上升沿和下降沿) )，從而使，從而使D D類功放類功放的效率小于的效率小于100100，典型值大于，典型值大于9090。 2. 輸出功率及效率計(jì)算輸出功率及效率計(jì)算 uA為矩形方波，用傅里葉級(jí)數(shù)展開(kāi)后可求得其基波分量的振幅為為矩形方波，用傅里葉級(jí)數(shù)展開(kāi)后可求得其基波分量的振幅為 ： 當(dāng)串聯(lián)當(dāng)串聯(lián)Q Q值足夠大，且諧振值足夠大，且諧振于于f0 f0 ，

23、那么：，那么： ECEC-2UCESuAtUCESic1tic2tuLt UA1m)UE(CESC22)UE(UUCESCmA221LmIC0)UE(RRUICESCLLLmL22mLmmaxCCI)(II19000o電源供給的直流功率：電源供給的直流功率：LCESCCLmCCCR)UE(EIEIEP20D221放大器的輸出功率放大器的輸出功率PoPo為為 ；LCESCR)UE(RUP22L2A1mo2221 實(shí)際晶體管的飽和壓降不可能為零，又考慮到管子結(jié)電容、電路分實(shí)際晶體管的飽和壓降不可能為零，又考慮到管子結(jié)電容、電路分布電容的影響布電容的影響( (使管壓降波形使管壓降波形uAuA有一定上

24、升沿和下降沿有一定上升沿和下降沿) )，從而使，從而使D D類功放類功放的效率小于的效率小于100100，典型值大于，典型值大于9090。 ECEC-2UCESuAtUCESic1tic2tuLtIC0放大器的效率為放大器的效率為 ；10020CCESCDEUEPPh3.2.4 丙類倍頻器 功功用用：輸輸出出信信號(hào)號(hào)的的頻頻率率是是輸輸入入信信號(hào)號(hào)頻頻率率的的整整數(shù)數(shù)倍倍。在在無(wú)無(wú)線線電電發(fā)發(fā)射射機(jī)機(jī)中中常常采采用用倍倍頻頻器器，其其目目的的是是降降低低振振蕩蕩器器頻頻率率，提提高高振振蕩蕩器器的的頻頻率率穩(wěn)穩(wěn)定定度度。常常用用的的倍倍頻頻器器：丙丙類類倍倍頻頻器器：利利用用丙丙類類放放大大器

25、器脈脈沖沖電電流流的的諧諧波波獲獲得得倍倍頻頻。參參量量倍倍頻頻器器：利利用用結(jié)結(jié)電電容容電電壓壓變變化化的的非非線線性性來(lái)來(lái)獲獲得得倍倍頻頻。1 丙類倍頻器的電路結(jié)構(gòu)丙類倍頻器的電路結(jié)構(gòu)晶晶體體管管倍倍頻頻器器與與高高頻頻功功放放的的線線路路基基本本相相同同，唯唯一一不不同同之之處處是是它它的的集集電電極極回回路路對(duì)對(duì)輸輸入入信信號(hào)號(hào)的的某某次次諧諧波波頻頻率率 nf 調(diào)調(diào)諧諧。 (1) 丙丙類類倍倍頻頻器器工工作作原原理理分分析析已已知知丙丙類類放放大大器器集集電電極極電電流流ci為為尖尖頂頂余余弦弦脈脈沖沖，即即： tncosIt2cosItcosIIiCn2C1CCOc 工工作作于于二

26、二次次諧諧波波倍倍頻頻器器的的電電流流和和電電壓壓關(guān)關(guān)系系如如下下圖圖所所示示：iC+uce- Ec +-uc2+iciC1iC2ic頻譜頻譜0 2 3 4ICOICm1 ICm2ICm3ICm4LC諧振特性諧振特性iC1iC1iC1iC2iC2iC2在作倍頻器應(yīng)用時(shí)，為使輸出最大，一般應(yīng)選擇使在作倍頻器應(yīng)用時(shí)，為使輸出最大，一般應(yīng)選擇使 cnq q 為最大為最大值的導(dǎo)通角，而此最佳導(dǎo)通角為：值的導(dǎo)通角，而此最佳導(dǎo)通角為：000403602120cc,n,n,nqqq3. 如如果果設(shè)設(shè)倍倍頻頻器器的的導(dǎo)導(dǎo)通通角角為為cq q，則則倍倍頻頻器器的的輸輸出出功功率率和和效效率率為為cnCcncno

27、nIEIUPqcmax2121而而其其中中：ccnEU 電電壓壓利利用用系系數(shù)數(shù) cncoccncncgIEIUPPqh2121Don可可見(jiàn)見(jiàn)， n 次次諧諧波波倍倍頻頻器器的的輸輸出出功功率率正正比比于于 n 次次諧諧波波的的分分解解系系數(shù)數(shù)cnq q 。3.3 高頻功率放大器的動(dòng)態(tài)分析高頻功率放大器的動(dòng)態(tài)分析 1、 放放大大區(qū)區(qū)動(dòng)動(dòng)態(tài)態(tài)特特性性方方程程 當(dāng)當(dāng)放放大大器器工工作作在在諧諧振振狀狀態(tài)態(tài)時(shí)時(shí)，其其外外部部電電路路電電壓壓方方程程為為：若若 設(shè)設(shè) ：tUubmb cos 輸輸 入入 端端 ：tUUubmBBBE cos cmceCbmBBBEUuEUUu 又又利利用用晶晶體體管管的

28、的內(nèi)內(nèi)部部特特性性關(guān)關(guān)系系式式（折折線線方方程程） ： BZBECCUugi 可可得得： oCEdbmBZBBcmCCEcmbmcBZcmCECbmBBcCUugUUUUEuUUgUUuEUUgi )(uBEicgCUBZ+ub-CLECUBB+uc1-icRp+uCE-+uBE _3.3.1 高頻功率放大器的動(dòng)態(tài)特性 oCEdbmBZBBcmCCEcmbmcBZcmCECbmBBcCUugUUUUEuUUgUUuEUUgi )(1、 動(dòng)動(dòng)態(tài)態(tài)特特性性方方程程 式式中中： cmbmcdUUgg表表示示動(dòng)動(dòng)態(tài)態(tài)特特性性曲曲線線的的斜斜率率， cCmCbmBZBBcmCoUEUUUUEUq qco

29、s)( uCEic2 動(dòng)動(dòng)態(tài)態(tài)特特征征曲曲線線 的的畫畫法法：UoABOECQ令令ot90 由由 外外 部部 方方 程程 可可 得得 ： )(,:BZBBcQcBBBECCEUUgIiUuEuQ令令o0t bmBBbBECmCceCEUUuuUEuuAmax1min:Ucmcq qucemin輸輸 出出 端端 ：tUEucmCce cos 輸輸 入入 端端 ：tUUubmBBBE cos BZBEccUugi ubemaxbmBBbBECmCcCEUUuuUEuuD min1max :(4) 連接連接ABD即得動(dòng)態(tài)特性曲線即得動(dòng)態(tài)特性曲線 DCCmCCECCUEuitq qq q cos 0

30、1 2.3.2 高頻功率放大器的負(fù)載特性 高高 頻頻 功功 放放 的的 工工 作作 狀狀 態(tài)態(tài) ： 動(dòng)動(dòng)態(tài)態(tài)曲曲線線： )(ocedcUugi uceicUo PccccCocbmcdRIUUEUUUgg1111cos而而q q可可見(jiàn)見(jiàn)動(dòng)動(dòng)態(tài)態(tài)特特性性曲曲線線的的斜斜率率和和負(fù)負(fù)載載PR有有關(guān)關(guān)，放放大大器器的的工工作作狀狀態(tài)態(tài)將將隨隨負(fù)負(fù)載載的的不不同同而而變變化化。下下面面討討論論當(dāng)當(dāng)CE、BBU、bmU不不變變時(shí)時(shí)，動(dòng)動(dòng)態(tài)態(tài)特特性性曲曲線線與與負(fù)負(fù)載載PR的的關(guān)關(guān)系系。 gd(1) 欠欠壓壓工工作作狀狀態(tài)態(tài)當(dāng)當(dāng)PR減小減小111cbmcdPccUUggRIU 較大，較大，動(dòng)態(tài)特征曲線與動(dòng)

31、態(tài)特征曲線與maxbeu所對(duì)的靜態(tài)特征曲線的交點(diǎn)位于放大區(qū)。所對(duì)的靜態(tài)特征曲線的交點(diǎn)位于放大區(qū)。 uBEic-UBBUBZubCqCqicCqCqgCUbmubemaxicmaxuCEicECQuceminUcescesceUu min晶晶 體體 管管 的的 工工 作作 范范 圍圍 在在 放放 大大 區(qū)區(qū) 和和 截截 止止 區(qū)區(qū) 。 ci為尖頂余弦脈沖，為尖頂余弦脈沖，集電極電壓利用不充分。集電極電壓利用不充分。2.過(guò)過(guò)壓壓工工作作狀狀態(tài)態(tài)PR較較大大PccRIU11 較較大大1cbmcdUUgg 較較小小， 動(dòng)動(dòng)態(tài)態(tài)特特性性曲曲線線與與maxbeu所所對(duì)對(duì)的的靜靜態(tài)態(tài)特特征征曲曲線線的的交交

32、點(diǎn)點(diǎn)位位于于飽飽和和區(qū)區(qū)。 gdubemax特特點(diǎn)點(diǎn)：cesceUu min ，晶晶體體管管的的動(dòng)動(dòng)態(tài)態(tài)范范圍圍延延伸伸到到飽飽和和區(qū)區(qū)。 ci的的 波波 形形 頂頂 部部 為為 下下 凹凹 的的 余余 弦弦 脈脈 沖沖 。ucemin3.臨臨 界界 工工 作作 狀狀 態(tài)態(tài)動(dòng)動(dòng)態(tài)態(tài)特特性性曲曲線線與與臨臨界界飽飽和和線線以以及及maxbeu對(duì)對(duì)應(yīng)應(yīng)的的靜靜態(tài)態(tài)特特性性曲曲線線，三三線線相相交交于于一一點(diǎn)點(diǎn) ubemaxgcr此此時(shí)時(shí)：cesceUu min, ci為為尖尖頂頂余余弦弦脈脈沖沖。 ECQUcesUcm1uBEic-UBBUBZubCqCqicCqCqgCUbmubemaxicma

33、xuceicECQuceminUcesgdubemaxuceminubemaxgcr如如果果設(shè)設(shè)臨臨界界線線的的斜斜率率為為crg則則 有有 :)(1maxcmCcrcescrcUEgUgI cr 為為臨臨界界狀狀態(tài)態(tài)的的電電壓壓利利用用系系數(shù)數(shù) crCcrcEgI 1maxCcrccrEgImax1 uCEicgcrIcmaxubemaxECQUcesUcmuBEic-UBBUBZubCqCqicCqCqgCUbmubemaxicmaxuceicECQuceminUcesgdubemaxuceminubemaxgcr如如果果設(shè)設(shè)臨臨界界線線的的斜斜率率為為crg則則 有有 :)(maxcmC

34、crcescrcUEgUgI 又又令令 crCcm EU cr 為為臨臨界界狀狀態(tài)態(tài)的的電電壓壓利利用用系系數(shù)數(shù) crCcrcEgI 1maxCcrccrEgImax1 uCEicgcr例例：如如果果已已知知臨臨界界狀狀態(tài)態(tài)時(shí)時(shí)輸輸出出功功率率為為oP， 而而 crCccmCoEIUIP q q 1max112121 利利用用上上兩兩式式消消去去maxcI可可得得： 02212 CcrocrcrEgPq q 可可求求出出: 2124121CcrocrEgP q q 由由上上可可以以看看出出高高頻頻功功放放工工作作在在臨臨界界狀狀態(tài)態(tài)時(shí)時(shí)，有有較較大大的的基基波波電電流流1CI和和較較大大的的回

35、回路路電電壓壓1CU，故故晶晶體體管管輸輸出出功功率率最最大大，高高頻頻功功放放通通常常選選擇擇這這種種工工作作狀狀態(tài)態(tài)。為為保保證證這這種種工工作作狀狀態(tài)態(tài)所所需需的的集集電電極極負(fù)負(fù)載載電電阻阻PR稱稱為為最最佳佳負(fù)負(fù)載載電電阻阻。 1cmcmPcrIUR IcmaxubemaxECQUcesUcmuCEicgcrIcmaxubemax11cmcmPcrIUR 研研究究的的問(wèn)問(wèn)題題：當(dāng)當(dāng)CE，BBU，bmU不不變變， 而而PR變變化化時(shí)時(shí)，與與 ccoDCCCPPPUIIh h,101 的的關(guān)關(guān)系系。 （1） 欠欠壓壓區(qū)區(qū)：icuCEPR由由 小小maxci 幾幾 乎乎 不不 變變（ 略略

36、 減減 少少 ）1C0CI ,I幾幾 乎乎不不 變變011CCDPccIEPRIU 幾幾 乎乎 不不 變變 1121CCoIUP CccoccEUII1121h h oDCPPP PoRp欠壓區(qū)欠壓區(qū)過(guò)壓區(qū)過(guò)壓區(qū)臨界區(qū)臨界區(qū)Rp欠壓區(qū)欠壓區(qū)過(guò)壓區(qū)過(guò)壓區(qū)臨界區(qū)臨界區(qū)Ic1Ico（2） 過(guò)過(guò)壓壓區(qū)區(qū)： PR進(jìn)進(jìn) 入入 過(guò)過(guò) 壓壓 區(qū)區(qū)余余 弦弦 脈脈 沖沖 頂頂 部部 下下 凹凹 ，PccCCcRIUIIi1110max, 幾幾 乎乎 不不 變變 （ 略略 有有 上上升升 ）01011102121CCCCcCCoCCUUIIIUPIEP h h變變 化化 緩緩慢慢 ，oDCPPP 變變 化化 緩緩

37、 慢慢 。 ch hPDPcubemax注注意意：臨臨界界狀狀態(tài)態(tài)輸輸出出功功率率最最大大ocroPP ，效效率率也也較較高高，可可以以說(shuō)說(shuō)是是最最佳佳工工作作狀狀態(tài)態(tài)，常常選選此此狀狀態(tài)態(tài)為為末末級(jí)級(jí)功功放放輸輸出出狀狀態(tài)態(tài)。過(guò)過(guò)壓壓狀狀態(tài)態(tài)，效效率率高高，但但輸輸出出功功率率較較小小。Ucm13.3.3 高頻功率放大器的調(diào)制特性 當(dāng)當(dāng)bm ,URP不不變變， 而而改改變變 BBCUE與與 oDCCPPII,01之之間間的的關(guān)關(guān)系系。 1. 集集電電極極調(diào)調(diào)制制特特性性 當(dāng)當(dāng)bm ,URP，BBU不不變變， 壓壓區(qū)區(qū)減減少少功功放放由由臨臨界界進(jìn)進(jìn)入入過(guò)過(guò)壓壓區(qū)區(qū)增增加加功功放放由由臨臨界界

38、進(jìn)進(jìn)入入欠欠CCEEuceicubemaxQECQECQECt icEC欠壓區(qū)欠壓區(qū)過(guò)壓區(qū)過(guò)壓區(qū)臨界區(qū)臨界區(qū)EC欠壓區(qū)欠壓區(qū)過(guò)壓區(qū)過(guò)壓區(qū)臨界區(qū)臨界區(qū)Icm1IcoPDPOPC2. 基基極極調(diào)調(diào)制制特特性性 tUUubmBBBE cos 注注意意：如如果果要要實(shí)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)BBU對(duì)對(duì)輸輸出出電電流流1CI的的有有效效調(diào)調(diào)制制，要要求求功功放放應(yīng)應(yīng)工工作作在在欠欠壓壓區(qū)區(qū)。 進(jìn)入過(guò)壓狀態(tài)后，隨著進(jìn)入過(guò)壓狀態(tài)后，隨著UBB向正值方向增大，集電極脈沖電流的向正值方向增大，集電極脈沖電流的寬度增加，幅度幾乎不變，但凹陷加深，結(jié)果使寬度增加，幅度幾乎不變，但凹陷加深，結(jié)果使Ico、Icml和相應(yīng)的和相應(yīng)的Ucm

39、增大得十分緩慢增大得十分緩慢 UcmIcoIcml臨界臨界UBB過(guò)壓過(guò)壓欠壓欠壓O-UBB2uBEicuBEmax1uBEmax2-UBB3ub-UBB1uBEmax3UBZict飽和區(qū)飽和區(qū)放大區(qū)放大區(qū)截止區(qū)截止區(qū) 當(dāng)當(dāng)UbmUbm固定，固定，UBBUBB自負(fù)值向正值方向增自負(fù)值向正值方向增大時(shí)，集電極脈沖電流大時(shí)，集電極脈沖電流icic的導(dǎo)通角的導(dǎo)通角cc增大，增大，從而集電極脈沖電流從而集電極脈沖電流icic的幅度和寬度均增的幅度和寬度均增大，狀態(tài)由欠壓區(qū)進(jìn)入過(guò)壓區(qū)。大，狀態(tài)由欠壓區(qū)進(jìn)入過(guò)壓區(qū)。 1Cq q2Cq q3Cq q2.3.4 高頻功率放大器的放大特性tUUubmBBBE co

40、s uBEicuBEmax1uBEmax2ub-UBBuBEmax3UBZict飽和區(qū)飽和區(qū)放大區(qū)放大區(qū)截止區(qū)截止區(qū)1Cq q2Cq q3Cq qUcmIcmlIcoUbm過(guò)壓過(guò)壓臨界臨界欠壓欠壓OO ticOticUbm增大增大OtictOictUbm線性功率線性功率放放 大大 器器tUcmUbmUcm振振 幅幅限幅器限幅器UcmtUbmUcm當(dāng)當(dāng)C , ERP，BBU不不變變， 固定固定UBBUBB、增大、增大UbmUbm和固定和固定UbmUbm、增大、增大UBBUBB的情況類似，它們都使基極輸?shù)那闆r類似，它們都使基極輸入電壓入電壓uBEmaxuBEmax隨之增大，對(duì)應(yīng)的集電極脈沖電流隨之

41、增大，對(duì)應(yīng)的集電極脈沖電流icic的幅度和寬度均增大，的幅度和寬度均增大，放大器的工作狀態(tài)由欠壓進(jìn)入過(guò)壓放大器的工作狀態(tài)由欠壓進(jìn)入過(guò)壓 。 當(dāng)諧振功率放大器作為線性功率放大器，為了使輸出信號(hào)振幅當(dāng)諧振功率放大器作為線性功率放大器，為了使輸出信號(hào)振幅UcmUcm反映反映輸入信號(hào)振幅輸入信號(hào)振幅UbmUbm的變化，放大器必須在的變化，放大器必須在UbmUbm變化范圍內(nèi)工作在欠壓狀態(tài)。變化范圍內(nèi)工作在欠壓狀態(tài)。 當(dāng)諧振功率放大器用作振幅限幅器時(shí)，放大器必須在當(dāng)諧振功率放大器用作振幅限幅器時(shí)，放大器必須在UbmUbm變化的范圍內(nèi)變化的范圍內(nèi)工作在過(guò)壓狀態(tài)。工作在過(guò)壓狀態(tài)。3.3.5 高頻功率放大器的調(diào)

42、諧特性 實(shí)際回路在調(diào)諧過(guò)程中，其負(fù)載是一阻抗實(shí)際回路在調(diào)諧過(guò)程中，其負(fù)載是一阻抗ZpZp，當(dāng)改變回，當(dāng)改變回路的元件數(shù)值，如改變回路的電容路的元件數(shù)值，如改變回路的電容C C時(shí)，功放的外部電流時(shí)，功放的外部電流IcoIco、IcmlIcml和相應(yīng)的和相應(yīng)的UcmUcm等隨等隨C C的變化特性稱為調(diào)諧特性。的變化特性稱為調(diào)諧特性。 設(shè)諧振時(shí)功放工作在弱過(guò)壓狀態(tài)，當(dāng)回路失諧后，由設(shè)諧振時(shí)功放工作在弱過(guò)壓狀態(tài)，當(dāng)回路失諧后，由于阻抗于阻抗ZpZp的模值減小，根據(jù)負(fù)載特性可知，功放的工作狀的模值減小，根據(jù)負(fù)載特性可知，功放的工作狀態(tài)將向臨界及欠壓狀態(tài)變化，此時(shí)態(tài)將向臨界及欠壓狀態(tài)變化，此時(shí)IcoIco

43、和和IcmlIcml要增大，而要增大，而UcmUcm將下降將下降 。 應(yīng)該指出，回路失諧時(shí)直流輸入應(yīng)該指出，回路失諧時(shí)直流輸入功率功率PD=IcoECPD=IcoEC隨隨IcoIco的增加而增加，的增加而增加，而輸出功率而輸出功率Po=UcmIcmlcosPo=UcmIcmlcos將主要將主要因因coscos因子而下降，因此失諧后集因子而下降，因此失諧后集電極功耗電極功耗PCPC將迅速增加。這表明高頻將迅速增加。這表明高頻功放必須經(jīng)常保持在諧振狀態(tài)。功放必須經(jīng)常保持在諧振狀態(tài)。 UcmIcmlIco當(dāng)當(dāng)?shù)偷皖l頻時(shí)時(shí)：信信號(hào)號(hào)周周期期 fT1基基區(qū)區(qū)載載流流子子的的分分布布與與外外加加瞬瞬時(shí)時(shí)電

44、電 壓壓是是一一一一對(duì)對(duì)應(yīng)應(yīng)的的。3.3.6 高頻功放的高頻效應(yīng) 以上對(duì)高頻功放是以以上對(duì)高頻功放是以靜態(tài)特性為基礎(chǔ)的分析靜態(tài)特性為基礎(chǔ)的分析，只能近似說(shuō)明，只能近似說(shuō)明和估計(jì)高頻功放的工作原理，和估計(jì)高頻功放的工作原理，無(wú)法反映高頻工作時(shí)的其它現(xiàn)象。無(wú)法反映高頻工作時(shí)的其它現(xiàn)象。實(shí)實(shí)際的高頻功放電路，際的高頻功放電路，晶體管工作在晶體管工作在“中頻區(qū)”甚至“中頻區(qū)”甚至“高頻區(qū)” ，“高頻區(qū)” ，通通常會(huì)出現(xiàn)：常會(huì)出現(xiàn)：輸出功率輸出功率效率效率ch 高頻效應(yīng)高頻效應(yīng)功率增益功率增益PG輸入輸出阻抗變?yōu)閺?fù)阻抗輸入輸出阻抗變?yōu)閺?fù)阻抗ubet-UBBUBZ低低 頻頻bicieiq q 高高頻頻一一

45、 少少數(shù)數(shù)載載流流子子的的渡渡越越時(shí)時(shí)間間效效應(yīng)應(yīng)定定義義：少少數(shù)數(shù)載載流流子子在在基基區(qū)區(qū)擴(kuò)擴(kuò)散散而而到到達(dá)達(dá)集集電電極極所所需需要要的的時(shí)時(shí)間間 稱稱為為少少數(shù)數(shù)載載流流子子的的渡渡越越時(shí)時(shí)間間。當(dāng)當(dāng)高高頻頻時(shí)時(shí)：信信號(hào)號(hào)周周期期fT1與與 相相當(dāng)當(dāng)。由由于于少少數(shù)數(shù)載載流流子子在在基基區(qū)區(qū)的的渡渡越越時(shí)時(shí)間間使使基基區(qū)區(qū)內(nèi)內(nèi)的的電電荷荷具具有有一一定定的的儲(chǔ)儲(chǔ)存存效效應(yīng)應(yīng)。當(dāng)當(dāng)發(fā)發(fā)射射結(jié)結(jié)電電壓壓由由正正偏偏轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)為為反反偏偏時(shí)時(shí)，在在基基區(qū)區(qū)內(nèi)內(nèi)一一部部分分還還未未到到達(dá)達(dá)集集電電結(jié)結(jié)的的少少數(shù)數(shù)載載流流子子來(lái)來(lái)不不及及擴(kuò)擴(kuò)散散到到集集電電極極，而而被被反反向向偏偏置置所所形形成成的的電

46、電場(chǎng)場(chǎng)重重新新推推斥斥回回發(fā)發(fā)射射極極，而而形形成成負(fù)負(fù)脈脈沖沖，同同時(shí)時(shí)主主脈脈沖沖高高度度降降低低。另另外外，由由于于渡渡越越時(shí)時(shí)間間的的影影響響，集集電電極極電電流流ci落落后后ei脈脈沖沖峰峰點(diǎn)點(diǎn)的的角角度度為為 q q，且且導(dǎo)導(dǎo)通通角角增增大大，脈脈沖沖峰峰值值下下降降。另另外外，由由于于cebiii，所所以以基基極極電電流流波波形形也也變變復(fù)復(fù)雜雜。二二 非非線線性性電電抗抗效效應(yīng)應(yīng)（cbC 1） 由由于于集集電電結(jié)結(jié)電電容容是是隨隨集集電電結(jié)結(jié)電電壓壓ceu變變化化的的非非線線性性勢(shì)勢(shì)壘壘電電容容，其其數(shù)數(shù)值值可可達(dá)達(dá) （幾幾十十到到幾幾百百 PF） ， 在在高高頻頻時(shí)時(shí)構(gòu)構(gòu)成成

47、輸輸出出與與輸輸入入之之間間的的反反饋饋支支路路，且且頻頻率率越越高高反反饋饋越越大大，會(huì)會(huì)引引起起不不穩(wěn)穩(wěn)定定性性。 三三 發(fā)發(fā)射射極極引引線線電電感感的的影影響響在高頻時(shí)，發(fā)射極的引線電感產(chǎn)生的電抗在高頻時(shí)，發(fā)射極的引線電感產(chǎn)生的電抗eL ，會(huì)構(gòu)成輸出與，會(huì)構(gòu)成輸出與輸入回路之間的射極反饋耦合，而引起增益下降，輸入阻抗附加一輸入回路之間的射極反饋耦合，而引起增益下降，輸入阻抗附加一個(gè)電感分量。個(gè)電感分量。四四 飽飽 合合 壓壓 降降 的的 影影 響響當(dāng)晶體管工作于高頻時(shí)，其飽合壓降隨頻率當(dāng)晶體管工作于高頻時(shí)，其飽合壓降隨頻率提高而增加，即如果在保持同一工作電流時(shí)：提高而增加，即如果在保持同

48、一工作電流時(shí)：Ciucef1f2f2f1 CcccesEUUUf11 )(g211cq q h h例例2 某高頻諧振功率放大器工作于臨界狀態(tài)，輸出功率為某高頻諧振功率放大器工作于臨界狀態(tài)，輸出功率為15W,且且Ec=24V，導(dǎo)通角，導(dǎo)通角 。功放管參數(shù)。功放管參數(shù): 。試問(wèn)：。試問(wèn)：（1直流電源提供的功率，功放管的集電極損耗功率及效率，直流電源提供的功率，功放管的集電極損耗功率及效率，臨界負(fù)載電阻為多少？臨界負(fù)載電阻為多少？（2若輸入信號(hào)振幅增加一倍，功放的工作狀態(tài)如何改變？若輸入信號(hào)振幅增加一倍，功放的工作狀態(tài)如何改變？此時(shí)的輸出功率大約為多少？此時(shí)的輸出功率大約為多少？（3若負(fù)載電阻增加一

49、倍，功放的工作狀態(tài)如何改變？若負(fù)載電阻增加一倍，功放的工作狀態(tài)如何改變？（4若回路失諧，會(huì)有何危險(xiǎn)？如何指示調(diào)諧？若回路失諧，會(huì)有何危險(xiǎn)？如何指示調(diào)諧？q70VASc/5 . 1AICM5題意分析：在已知輸出功率題意分析：在已知輸出功率P1、電源電壓、電源電壓EC、臨界飽和線、臨界飽和線斜率斜率Sc及集電極電流導(dǎo)通角的情況下，只要計(jì)算出電壓利用及集電極電流導(dǎo)通角的情況下，只要計(jì)算出電壓利用系數(shù)，其它參數(shù)就很容易求出；輸入信號(hào)振幅變化、負(fù)載電系數(shù)，其它參數(shù)就很容易求出；輸入信號(hào)振幅變化、負(fù)載電阻變化，將影響功放的工作狀態(tài)，利用功放的振幅特性及負(fù)阻變化，將影響功放的工作狀態(tài)，利用功放的振幅特性及負(fù)

50、載特性判斷即可；由于諧振時(shí)功放工作在臨界狀態(tài)，此時(shí)利載特性判斷即可；由于諧振時(shí)功放工作在臨界狀態(tài)，此時(shí)利用輸出電壓指示調(diào)諧最合適。用輸出電壓指示調(diào)諧最合適。解：（解：（1根據(jù)臨界狀態(tài)電壓利用系數(shù)計(jì)算公式有根據(jù)臨界狀態(tài)電壓利用系數(shù)計(jì)算公式有91. 0436. 0245 . 11524121)(241212120 q q cccrESPVEUcrcc84.2191. 024 AUPIcc37. 184.21152201 AIIcc79. 0253. 0436. 037. 1)()(0110 q q q q WIEPccD96.1879. 0240 WPPPDc96. 31596.180 %7996

51、.18150 DPPh h 94.1537. 184.211ccLcrIUR所以（2若輸入信號(hào)振幅增加一倍，根據(jù)功放的振幅特性，放大器將工作到過(guò)壓狀態(tài)，此時(shí)輸出功率基本不變。（3若負(fù)載電阻增加一倍，根據(jù)功放的負(fù)載特性，放大器將工作到過(guò)壓狀態(tài)，此時(shí)輸出功率約為原來(lái)一半。cUcU （4若回路失諧，功率放大器將工作到欠壓狀態(tài)，此時(shí)集電極損耗將增加，有可能燒壞晶體三極管。用 指示調(diào)諧最明顯， 最大即諧振。例例 一諧振功放，原來(lái)工作在臨界狀態(tài)，后來(lái)發(fā)現(xiàn)該功放的一諧振功放，原來(lái)工作在臨界狀態(tài)，后來(lái)發(fā)現(xiàn)該功放的輸出功率下降，效率反而提高，但電源電壓輸出功率下降，效率反而提高，但電源電壓EC、輸出電壓振、輸出

52、電壓振幅幅Uc及及Ubemax不變，問(wèn)這是什么原因造成的，此時(shí)功放工不變，問(wèn)這是什么原因造成的，此時(shí)功放工作在什么狀態(tài)？作在什么狀態(tài)？題意分析：本題是考察靈活運(yùn)用功放的外部特性的能力。題意分析：本題是考察靈活運(yùn)用功放的外部特性的能力。由電源電壓由電源電壓EC、輸出電壓振幅、輸出電壓振幅Uc及及Ubemax不變，可知不變，可知icmax還是在臨界飽和線上，工作狀態(tài)不變。又由于電源電還是在臨界飽和線上，工作狀態(tài)不變。又由于電源電壓壓EC、輸出電壓振幅、輸出電壓振幅Uc不變，即電壓利用系數(shù)不變，根據(jù)不變，即電壓利用系數(shù)不變，根據(jù)影響效率的因素，可知是波形系數(shù)提高了，即是減小，本影響效率的因素，可知是

53、波形系數(shù)提高了，即是減小，本題就歸結(jié)為影響的因素了。題就歸結(jié)為影響的因素了。解：由于解：由于EC、Uc及及ubemax不變，即不變，即ucemin 、ubemax不變，不變，因此功放的工作狀態(tài)不變。因此功放的工作狀態(tài)不變。 由于由于 ，所以，所以 不變，而不變，而 ，故效率的提高，故效率的提高是由于是由于 的增加，這是通過(guò)減小的增加，這是通過(guò)減小實(shí)現(xiàn)的。要減小實(shí)現(xiàn)的。要減小，有兩個(gè)途徑，一是減小輸入信號(hào)振幅有兩個(gè)途徑，一是減小輸入信號(hào)振幅Ubm，一是減小，一是減小UBB，但要求但要求ubemax不變，故只能減小不變，故只能減小UBB，同時(shí)增大輸入信號(hào)，同時(shí)增大輸入信號(hào)振幅振幅Ubm。輸出功率下

54、降，但。輸出功率下降，但Uc不變，只能是增加負(fù)載阻不變，只能是增加負(fù)載阻抗?？?。ccEU)(gCqh121)(gCq1討論：如何應(yīng)用功放的外部特性來(lái)調(diào)整功放的工作討論：如何應(yīng)用功放的外部特性來(lái)調(diào)整功放的工作狀態(tài)，這是一個(gè)難點(diǎn)，需要考慮到每一個(gè)外部因素狀態(tài)，這是一個(gè)難點(diǎn)，需要考慮到每一個(gè)外部因素影響。影響。例例 對(duì)高頻功放電路，已知功放管的輸出特性曲線如對(duì)高頻功放電路，已知功放管的輸出特性曲線如所示，所示，EB0.8 V，EC12 V，ub0.3 costV，u010 cos t V。(1)畫出動(dòng)特性曲線，并說(shuō)明電路的工作狀態(tài)及其特畫出動(dòng)特性曲線，并說(shuō)明電路的工作狀態(tài)及其特點(diǎn)；點(diǎn)；(2)畫出畫出

55、ic和和UCE的波形；的波形；(3)計(jì)算輸出功率和效率。計(jì)算輸出功率和效率。題意分析：這是一道常規(guī)題，根據(jù)電路參數(shù)畫動(dòng)特性曲線，題意分析：這是一道常規(guī)題，根據(jù)電路參數(shù)畫動(dòng)特性曲線，并確定性能指標(biāo)。畫動(dòng)特性曲線的關(guān)鍵是確定并確定性能指標(biāo)。畫動(dòng)特性曲線的關(guān)鍵是確定3個(gè)特殊點(diǎn)，個(gè)特殊點(diǎn)，即即 的的A、B、D三點(diǎn)。三點(diǎn)。0C00180 )(90 0qt解1）VUEuuV.UEu utcmCminCECEbmBmaxBEBE21012 113080 0A10點(diǎn)：ABVEuVE utCCEBBE12 8 . 0 90B0 點(diǎn)點(diǎn)：VUEuitcmCCEC22 0 180D10點(diǎn)：連接ABD，即為動(dòng)態(tài)特性線（

56、2由動(dòng)特性曲線畫出的ic和UCE波形 2190 190 90 01000C)()(q（3計(jì)算輸出功率和效率 例 題意分析：本題考查簡(jiǎn)單抽頭并聯(lián)諧振回路的阻抗變換。題意分析：本題考查簡(jiǎn)單抽頭并聯(lián)諧振回路的阻抗變換。根據(jù)輸出電壓和已知阻抗可確定輸出功率和基波電流，且阻根據(jù)輸出電壓和已知阻抗可確定輸出功率和基波電流，且阻抗變化時(shí)，該電流在欠壓和臨界狀態(tài)下都將保持不變?？棺兓瘯r(shí)，該電流在欠壓和臨界狀態(tài)下都將保持不變。（3）例例3：諧振功率放大器原來(lái)工作于臨界狀態(tài)，它的通角為：諧振功率放大器原來(lái)工作于臨界狀態(tài)，它的通角為=70，輸出功率，輸出功率P0為為3W，效率為，效率為=60%。后來(lái)由于某種原。后來(lái)

57、由于某種原因，性能發(fā)生變化。經(jīng)實(shí)測(cè)發(fā)現(xiàn)，因，性能發(fā)生變化。經(jīng)實(shí)測(cè)發(fā)現(xiàn)，已增加到已增加到68%，而輸出，而輸出功率明顯下降，但功率明顯下降，但UCC、UCm、UBEmax不變。試分析原不變。試分析原因，并計(jì)算這時(shí)的實(shí)際輸出功率和通角。因，并計(jì)算這時(shí)的實(shí)際輸出功率和通角。 緣由：緣由： 在在UCC、Ucm、UBEmax不變的情況下，由于不變的情況下，由于Ucm/UCC不變，所不變，所以以的提高必然要求的提高必然要求g1()添加，因而添加，因而減小，這時(shí)減小，這時(shí)1()也隨著減小，但由于，也隨著減小，但由于，Ucm和和UBEmax不變，不變，Icmax也就保持不變，因此也就保持不變，因此P0=Ucm

58、Icmax1()/2減小。減小。在保持在保持UBEmax不變的情況下，不變的情況下，的減小的減小, 必然要求必然要求UBB增加，增加，Ubm同時(shí)也增同時(shí)也增加；為了保持工作在臨界狀態(tài)，加；為了保持工作在臨界狀態(tài)，Rp也必然要求同時(shí)增加，所以產(chǎn)生上述性能也必然要求同時(shí)增加，所以產(chǎn)生上述性能變化是由于變化是由于UBB增加，增加，Ubm增加，增加，Rp增加引起的。增加引起的。 cbmcmaxccosUgIq1bmBBBZCVVVcosq（2計(jì)算P0和c() 在保持不變的條件下，增加到68時(shí) 3.4 高頻功率放大器的實(shí)用電路 一一 直直流流饋饋電電線線路路根根據(jù)據(jù)直直流流電電源源連連接接方方式式的的不

59、不同同，可可分分為為：串串聯(lián)聯(lián)饋饋電電線線路路：直直流流電電源源、匹匹配配網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)和和晶晶體體管管三三者者形形成成串串聯(lián)聯(lián)連連接接的的方方式式。并并聯(lián)聯(lián)饋饋電電線線路路：直直流流電電源源、匹匹配配網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)和和晶晶體體管管三三者者形形成成并并聯(lián)聯(lián)連連接接的的方方式式。兩兩種種饋饋電電方方式式雖雖然然電電路路結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)不不同同，但但對(duì)對(duì)電電路路來(lái)來(lái)說(shuō)說(shuō)，總總應(yīng)應(yīng)有有：tUEucmCce cos1 要使高頻諧振功率放大器正常工作，在其輸入和輸出端還需接有：要使高頻諧振功率放大器正常工作，在其輸入和輸出端還需接有：直流饋電線路：為晶體管各級(jí)提供合適的偏置；直流饋電線路：為晶體管各級(jí)提供合適的偏置；交流匹

60、配網(wǎng)絡(luò)：將交流功率信號(hào)有效地傳輸。交流匹配網(wǎng)絡(luò)：將交流功率信號(hào)有效地傳輸。1 集集電電極極饋饋電電電電路路：（1） 集集電電極極饋饋電電電電路路的的組組成成原原則則：IcoECic1CLicnLCCCCC1ECLCuc1VTLCCCECLCuc1VT（2） 常常用用的的集集電電極極串串饋饋和和并并饋饋電電路路如如下下圖圖所所示示：cL高高頻頻扼扼流流圈圈：通通直直流流阻阻交交流流 cC：高高頻頻旁旁路路電電容容：通通交交流流隔隔直直流流 c1C：隔隔直直電電容容：通通交交流流隔隔直直流流 以以上上兩兩個(gè)個(gè)電電路路勻勻滿滿足足： tUEucCce cos1 ICO直流通路直流通路ICOECLCC