高頻功率放大器

第二章高頻功率放大器思考題與習(xí)題一、填空題2-1、為了提高效率，高頻功率放大器多工作在 或 狀態(tài)。2-2、為了兼顧高的輸出功率和高的集電極效率，實(shí)際中通常取Oc= 。2-3、根據(jù)在發(fā)射機(jī)中位置的不同，常將諧振功率放大器的匹配網(wǎng)絡(luò)分為 三種。二思考題2-1、諧振功率放大器工作于欠壓狀態(tài)。為了提高輸出功率，將放大器調(diào)整到臨界狀態(tài)?？煞謩e改變哪些參量來(lái)實(shí)現(xiàn)？當(dāng)改變不同的量時(shí)，放大器輸出功率是否一樣大？2-2、為什么高頻功率放大器一般要工作于乙類或丙類狀態(tài)？為什么采用諧振回路作負(fù)載？諧振回路為什么要調(diào)諧在工作頻率？2-3、為什么低頻功率放大器不能工作于丙類？而高頻功率放大器可以工作于丙類？2-4、丙類高頻功率放大器的動(dòng)態(tài)特性與低頻甲類功率放大器的負(fù)載線有什么區(qū)別？為什么會(huì)產(chǎn)生這些區(qū)別？動(dòng)態(tài)特性的含意是什么？2-5、一諧振功放的特性曲線如圖題2-5所示,試為下列各題選取一正確答案（1）該功放的通角e為：（a）e>90o； （b）e=90。；（c）e〈90。。⑵放大器的工作狀態(tài)系：（a）由Ec、Eb決定；（b）由U"、Ubm決定；（c）由UBEmax、UcEmin決定。（3）欲高效率、大功率,諧振功放應(yīng)工作于：（a）欠壓狀態(tài)；（b）臨界狀態(tài)；（c）過壓狀態(tài)（4）當(dāng)把圖P4.1中的A點(diǎn)往上移動(dòng)時(shí)，放大器的等效阻抗是：（a）增大；（b）不變；（c）減小。相應(yīng)的工作狀態(tài)是：（a）向欠壓狀態(tài)變化；（b）向過壓狀態(tài)變化；〈c〉不變。圖思2-52-6.采用兩管并聯(lián)運(yùn)用的諧振功率放大器,當(dāng)其中一管損壞時(shí),發(fā)現(xiàn)放大器的輸出功率約減小到原來(lái)的1/4,且管子發(fā)燙,試指出原來(lái)的工作狀態(tài)。2-7高頻功率放大器當(dāng)u=Ucoswt時(shí),uc=Ucos5wt,試回答下列問題：bbc cm c若放大器工作在欠壓狀態(tài),為了使輸出功率最大,應(yīng)調(diào)整哪一個(gè)參數(shù)?如何調(diào)整?若放大器工作在欠壓狀態(tài),在保持P。不變的前提下為進(jìn)一步提高效率，應(yīng)如何改變電路參數(shù)?為實(shí)現(xiàn)基極調(diào)幅,放大器應(yīng)調(diào)整在什么狀態(tài)?為實(shí)現(xiàn)集電極調(diào)幅,放大器又應(yīng)調(diào)整在何狀態(tài)?若放大器工作在過壓狀態(tài),分別調(diào)整哪些參數(shù)可退出過壓?如何調(diào)整?為實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入信號(hào)的線性放大,應(yīng)如何調(diào)整電路參數(shù)和工作狀態(tài)?為實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入的限幅放大,又應(yīng)如何調(diào)整參數(shù)及工作狀態(tài)?2-8某諧振功放的動(dòng)特性曲線如圖題2-8所示。試回答以下問題:(1)判別放大器的工作類型,并說(shuō)明工作在何種狀態(tài)。為了使輸出功率最大，應(yīng)如何調(diào)整負(fù)載Rl，并畫出此時(shí)的動(dòng)特性曲線。確定調(diào)整后的最大輸出功率與原輸出功率的比值P/P。omxo圖思2-82-9某諧振功率放大器及功放管的輸出特性如圖題2-9所示。已知u=1.2cosetV,測(cè)得u的振幅boUm=12V。測(cè)得u的振幅U=12V。o om畫出動(dòng)特性曲線,說(shuō)明電路的工作狀態(tài)。(2〉為了提高輸出功率，將電感抽頭A點(diǎn)向上移動(dòng)。當(dāng)移到中間點(diǎn)時(shí)，放大器剛好工作在臨界狀態(tài)，試畫出此時(shí)的動(dòng)特性曲線。(3)求臨界狀態(tài)下的Po。o若負(fù)載RL不慎開路，試問放大器的工作狀態(tài)、輸出電壓和輸出功率有何變化?圖思2-92-10.—諧振功率放大器,原來(lái)工作在臨界狀態(tài)，后來(lái)發(fā)現(xiàn)該放大器性能變化：P明顯下降，而n反而oc增加，但E、U、u不變。試問此時(shí)放大器工作在什么狀態(tài)?導(dǎo)通時(shí)間是增大還是減??？并分析其性能變化ccmBEmax的原因。2-11.有一諧振功放，設(shè)計(jì)時(shí)希望其工作于臨界狀態(tài),然而實(shí)測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn)其輸出功率P僅達(dá)設(shè)計(jì)值之20%,o集電極交流電壓振幅u=0.3E,而集電極直流電流則略大于設(shè)計(jì)值，試問該功放實(shí)際工作于什么狀態(tài)?其原cmC因可能是什么?三、習(xí)題2-1.設(shè)一諧振功放，其通角分別為180。、90o和60。。（1） 若上述三種情況下，放大器均工作于臨界狀態(tài)，且E、i相同,試在同一圖上畫出各自的動(dòng)特性,ccmax并分別計(jì)算它們的效率之比以及輸出功率之比（皆取e=180。時(shí)為1）。（2） 放大器的E、R、u 均相同，但僅當(dāng)6=180。時(shí)工作于臨界，重復(fù)（1）題之計(jì)算。ceBEmaxTOC\o"1-5"\h\z2-2某高頻功率放大器，晶體管的理想化輸出特性如圖題2-2所示。已知V=12V，V=0.4V，u=0.3coscc bb b3tV，u=10cos3tV試：（1）作動(dòng)態(tài)特性，畫出i與u的波形，并說(shuō)明放大器工作于什么狀態(tài)？ （2）求c cce直流電源Vcc提供直流輸入功率P=、高頻輸出功率Po、集電極損耗功率P、集電極效率n。cc圖題2-2

2-3.一諧振功放的輸出功率P=5W,E=24V。當(dāng)集電極效率=60%時(shí),求其集電極功耗P和集電極電流直流分量I；cco若保持P不變，將n提高到80%，問此時(shí)P為多少？oc2-4.一諧振功放，偏壓E等于截止電壓U',分別用圖題-4所示的正弦波和方波兩種輸入信號(hào)作激勵(lì)。B B'若保持兩種情況下的激勵(lì)電壓振幅、電源電壓E相同,且均工作于臨界狀態(tài)，求此兩種情況下的集電極效率c之比：正：n方之比：正：n方圖題2-42-5.一諧振功放原工作于臨界,6=75。，若保持激勵(lì)信號(hào)的幅度不變，但頻率降低一半。問：此時(shí)將工作于何種狀態(tài)?并求兩者輸出功率之比，即Po倍：P。放。2-6.一諧振功放的晶體管轉(zhuǎn)移特性如圖題2-6所示。作放大器時(shí)，給定i=500mA,6=70。,求EU的值;cm Bbm(2)作三倍頻器時(shí),若i=500rnA,試求三次諧波輸出最大時(shí)的EU值。cm Bbm圖題2-64Wrxloo&pf4Wrxloo&pf%24v圖題2-72-7.已知晶體三極管的轉(zhuǎn)移特性如圖題2-7(a)所示,管子飽和壓降U~1V。不計(jì)基調(diào)效應(yīng)，用該晶體CES管構(gòu)成的諧振功率放大器如圖題2-7(b)所示，與負(fù)載耦合的變壓器效率nT=1。(1)若放大器工作于欠壓狀態(tài)，輸入電壓的u=1.2cos2nX106t(V),R=4Q，求輸出功率P、集電極效b L 。率n。若要達(dá)到輸出功率最大，負(fù)載電阻R應(yīng)如何變化?此時(shí)的最大輸出功率等于多少？L(2)若輸入信號(hào)u=1.2cos2nX0.5X106t(V),使放大器臨界狀態(tài)工作,LC數(shù)值不變，計(jì)算：輸出功率bp。、集電極效率n及相應(yīng)的負(fù)載電阻rl。2-8.一諧振功放導(dǎo)通期間的動(dòng)特性曲線如圖題2-8中的AB段,坐標(biāo)為：A點(diǎn)(u=4.5Vi=600mA) B點(diǎn)(u=20Vi=0)CE c CE c已知集電極直流電源E=24V，試求出這時(shí)的集電極負(fù)載電阻R及輸出功率P的值。c e o

2-9圖題2-9是用于諧振功放輸出回路的L型網(wǎng)絡(luò)，已知天線電阻r=8Q,線圈L的品質(zhì)因數(shù)Q=100,Ao工作頻率f=2MHz若放大器要求的R=40Q，求L、C。e圖題2-92-10一諧振功放工作于臨界狀態(tài)，已知f=175MHz,R=46Q,r=50Q,C=40pF,集電極采用如圖題3-10，eAo所示的II型網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)阻抗匹配,試計(jì)算C、C和L。122-11一諧振功放工作于臨界狀態(tài)，電源電壓E=24V，輸出電壓U=22V,輸出功率P=5W，集電極效率可nCcmo=55%，求：c集電極功耗P,電流I、I，回路諧振電阻R。ccoc1m e若R增大一倍，估算P;若R減小一倍，估算P。eoe o若增加一管組成并聯(lián)型諧振功放,且保持兩管均處于臨界工作，此時(shí)總輸出功率P=10w，問此時(shí)的oE回路諧振電阻R=?e2-12.圖題3-12所示電路的負(fù)載為Rl，則輸入阻抗應(yīng)為多大?圖題2-122-13.已知某諧振功率放大器電路及元件參數(shù)如圖題2-13(a)所示，晶體管特性如圖題2-13(b)所示,且E=26V,E=U,i=500mA,。問：C BB'cm(1)放大器這時(shí)工作于什么狀態(tài)?畫出動(dòng)特性曲線。(2)若在放大器輸出端接一負(fù)載電阻R=4000(如圖P4.10(a)中所示)，問：此時(shí)放大器將工作在什么L狀態(tài)?畫出動(dòng)特性曲線。01501510t'ssi303JWWSffl圖題2-132-14.某晶體三極管的轉(zhuǎn)移特性、輸出特性以及用該管構(gòu)成的諧振功率放大器如圖題2-14所示。已知該放大器導(dǎo)通期間的動(dòng)特性為圖中之AB段,0=20。求：(1)放大器的直流偏壓E以及激勵(lì)電壓振幅U；B bm|50J)30020&出|50J)30020&出KJ5W圖題2-14(2)為使放大器輸出功率最大，負(fù)載電阻R應(yīng)改為多大(其他條件不變)？并計(jì)算此時(shí)放大器輸出功率LP、直流電源供給功率P、集電極效率n。oEc2-15.有兩個(gè)功率放大器，采用相同的功率管，一個(gè)是雙電源供電的乙類OTL電路，其集電極負(fù)載為Rl，另一個(gè)是乙類工作的單管諧振功率放大器，在集電極上呈現(xiàn)的諧振電阻為R。設(shè)R=R，且兩放大器的E、Ue Le cbm均相同。若功率管導(dǎo)通時(shí)工作在放大區(qū)，試畫出它們的集電極電流和集電極電壓波形，并比較兩放大器的輸出電壓幅值；增大R和R，使功率管進(jìn)入特性的飽和區(qū)，試畫出它們的集電極電壓和電流波形。Le2-16已知某諧振功率放大器,基極偏置電壓E=-0.2V,晶體管導(dǎo)通電壓U=0.6V,臨界飽和線斜率B B'S=0.4S。放大器的電源電壓為E=24V。集電極回路負(fù)載諧振電阻R=50Q，激勵(lì)電壓振幅U=1.6V,輸出功crcebm率P=lW。o試求：集電極電流最大值i，輸出電壓幅度u,集電極效率n；放大器工作在什么狀態(tài)？cmazcmc當(dāng)R變?yōu)楹沃禃r(shí)，放大器可以工作于臨界狀態(tài)?這時(shí)輸出功率p、集電極效率n分別等于多少？eoc2-17某諧振功率放大器調(diào)整在臨界狀態(tài)，輸出功率為25W,通角e=60o電源電壓E=30V,功放管的臨界飽c和線的斜率S=1.8A/V。分解系數(shù)a(60o)和a〈60。)可查表確定。cr o 1求電源提供功率PE、效率市和管耗P。C求匹配網(wǎng)絡(luò)應(yīng)提供的最佳負(fù)載電阻兒R。ecr若負(fù)載回路發(fā)生失諧,有何危險(xiǎn)?2-18某一晶體管諧振功率放大器，設(shè)已知V=24V,I=250mA,P=5W,電壓利用系數(shù)g=0.95。試求P=、cccoon、r、i和e。cpclmc2-19晶體管諧振功率放大器工作于臨界狀態(tài),R=200Q,I=90mA,V=30V,。0=90。。試求P和n。p co cc c o c2-20諧振功率放大器的V、U和諧振電阻R保持不變，當(dāng)集電極電流的通角由100。減少為60。時(shí)，效cccm p率將怎樣變化?變化了多少?相應(yīng)的集電極電流脈沖的振幅怎樣變化?變化了多少?2-21某一3DA4高頻功率晶體管的飽和臨界線跨導(dǎo)g=0.8S,用它做成諧振功率放大器，選定V=24V,。crcce=70o,I=4.2A,并工作于臨界工作狀態(tài),試計(jì)算:R、P=P。、Pc和n。c cM p c2-22高頻功率放大器的欠壓、臨界、過壓狀態(tài)是如何區(qū)分的?各有什么特點(diǎn)？當(dāng)V、U、V、和R四ccbmbbp個(gè)外界因素只變化其中一個(gè)因素時(shí),功率放大器的工作狀態(tài)如何變化?2-23某高頻功率放大器工作于臨界狀態(tài)，輸出功率P=3W,0=70o,已知晶體管的ocg=0.33S,g=0.24S,U=0.65V,V=24V。計(jì)算出集電極電流脈沖振幅I、I、I功率P、效率n、諧振電cr c bz cc cM co clm = c阻以及V、U等值。bbbm2-24諧振功率放大器原來(lái)工作于臨界狀態(tài)，它的通角0為70o,輸出功率為3W,效率為60%。后來(lái)由于某c種原因，性能發(fā)生變化。經(jīng)實(shí)測(cè)發(fā)現(xiàn)效率增加到68%,而輸出功率明顯下降，但V、U、u不變，試分析原cccmbemax因,并計(jì)算這時(shí)的實(shí)際輸出功率和通角。2-25諧振功率放大器原工作于欠壓狀態(tài)?，F(xiàn)在為了提高輸出功率,將放大器調(diào)整到臨界工作狀態(tài)。試問,可分別改變哪些量來(lái)實(shí)現(xiàn)?當(dāng)改變不同的量調(diào)到臨界狀態(tài)時(shí),放大器輸出功率