第4章-高頻功率放大器-綜合

1、4.14.1 概概 述述1 1、使用高頻功放的目的、使用高頻功放的目的 放大高頻大信號使放大高頻大信號使發(fā)射機(jī)末級發(fā)射機(jī)末級獲得足夠大的發(fā)射功率。獲得足夠大的發(fā)射功率。2 2、兩個問題、兩個問題高效率輸出高效率輸出高功率輸出高功率輸出icebtooictVBZ3、諧振功放諧振功放與與小信號諧振放大器小信號諧振放大器相同之處相同之處：放大的信號均為高頻信號，負(fù)載均為諧振回路。：放大的信號均為高頻信號，負(fù)載均為諧振回路。不同之處不同之處：激勵信號幅度大小不同；放大器工作點(diǎn)不同；：激勵信號幅度大小不同；放大器工作點(diǎn)不同； 晶體管動態(tài)范圍不同。晶體管動態(tài)范圍不同。諧振功率放大器諧振功率放大器波形圖波形

2、圖小信號諧振放大器小信號諧振放大器波形圖波形圖icQebtooicticQebtooict小信號諧振放大器小信號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、諧振諧振功率放大器功率放大器用來放大窄帶高頻信號用來放大窄帶高頻信號( (信號的通帶寬度只有其中心頻率的信號的通帶寬度只有其中心頻率的1%或更小或更小) ) 負(fù)載必須是諧振回路負(fù)載必須是諧振回路特點(diǎn)特點(diǎn) 非線性非線性繼續(xù) 管子：盡限管子：盡限繼續(xù)要解決的問題要解決的問題F 管子的保護(hù)管子的保護(hù)F 提高提高 PoF 提高提高PPo=率直流電源提供的直流功輸出功率繼續(xù)Too=PPPo T()

3、=()()PPP直流電源功率交流功率管子功耗 分類分類 180 導(dǎo)通角導(dǎo)通角 90 導(dǎo)通角導(dǎo)通角依據(jù)：功放管的導(dǎo)通時間依據(jù)：功放管的導(dǎo)通時間（1 1）甲類（）甲類（A A類）工作狀態(tài)類）工作狀態(tài)輸入信號的輸入信號的整個整個周期周期（2 2）乙類（）乙類（B B類）類）輸入信號的輸入信號的半個半個周期周期繼續(xù)18090（3 3）甲乙類（）甲乙類（ABAB類）類）介于甲類和乙類，晶體管導(dǎo)通時間大于半個周期，小于一個周期介于甲類和乙類，晶體管導(dǎo)通時間大于半個周期，小于一個周期（4 4）丙類（）丙類（C C類）類）晶體管導(dǎo)通的時間小于半個周期晶體管導(dǎo)通的時間小于半個周期 90 繼續(xù)（5 5）丁類（）丁

4、類（D D類）類）晶體管處于開關(guān)狀態(tài)：晶體管處于開關(guān)狀態(tài)：輸入信號的半個周期內(nèi)飽和導(dǎo)通；輸入信號的半個周期內(nèi)飽和導(dǎo)通；另外半個周期內(nèi)，晶體管截止。另外半個周期內(nèi)，晶體管截止。效率關(guān)系式：效率關(guān)系式：丁丙乙甲乙甲匯總(a)甲類甲類 class-A amplifier(b)乙類乙類 class-B amplifier(c)甲乙類甲乙類 class-AB amplifier(d)丙類丙類 class-C amplifier分類分類匯總匯總繼續(xù) 丙類丙類(C類類) 效率最高，但波形失真也最嚴(yán)重效率最高，但波形失真也最嚴(yán)重 效率與失真的效率與失真的 矛盾矛盾tnItItIIinsin2sinsincm2

5、cm1cmc0Clowhigh3n2 20繼續(xù)通過通過諧振負(fù)載諧振負(fù)載，從丙類余弦周期脈沖里，從丙類余弦周期脈沖里恢復(fù)基波恢復(fù)基波完整周期信號完整周期信號有源器件有源器件諧振回路諧振回路窄帶諧振放大器窄帶諧振放大器丙類丙類繼續(xù)（1） 丙類導(dǎo)通角丙類導(dǎo)通角90o，何時最優(yōu)？，何時最優(yōu)？問：問：（2） 放大、臨界、飽和，何處最優(yōu)？放大、臨界、飽和，何處最優(yōu)？繼續(xù)4.2 4.2 諧振功率放大器分析諧振功率放大器分析1、原理電路原理電路諧振功率放大器的基本電路諧振功率放大器的基本電路諧振回路諧振回路LC是晶體管的負(fù)載是晶體管的負(fù)載電路工作在丙類工作狀態(tài)電路工作在丙類工作狀態(tài) Ec、Eb為集電極和基極的

6、直流電源。為集電極和基極的直流電源。輸入信號經(jīng)變壓器輸入信號經(jīng)變壓器T1 耦合到晶體管基耦合到晶體管基- -射極，這個信號叫射極，這個信號叫激勵信號激勵信號。 L、C組組成并聯(lián)諧振回路，作為集電極負(fù)載，稱為成并聯(lián)諧振回路，作為集電極負(fù)載，稱為。繼續(xù)折線化折線化將電子器件的特性理想化，將電子器件的特性理想化，每條特性曲線用一組折線代替每條特性曲線用一組折線代替繼續(xù)ECICEO 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 常常量量 CEuBEcufi 常常量量 BEuCEcufiBBU UBZ QQA 類類：o180Q位位 于于 放放 大大 區(qū)區(qū)B類類：o90BEuci截止區(qū)截

7、止區(qū)飽和區(qū)飽和區(qū)繼續(xù)晶晶體體管管：輸輸入入激激勵勵電電路路：提提供供所所需需信信號號電電壓壓；輸輸出出諧諧振振回回路路：（1）濾濾波波選選頻頻，(2)阻阻抗抗匹匹配配。+ub-RpCL+uCE-icEC-UBB(b) 等效電路等效電路+uc1-UBBCECL+uS-+ub-(a) 原理電路原理電路繼續(xù)+ub-RpCL+uCE-EC-UBB+uc1-ic常常數(shù)數(shù) ceuBEccuig2 工作原理工作原理 （重要?。ㄖ匾。﹗BEic-UBBUBZubCCicCC(1) 集集電電極極電電流流ci 設(shè)設(shè)輸輸入入信信號號電電壓壓:tUubmb cos Ubm則則 加加 到到 晶晶 體體 管管 基基

8、極極 ,發(fā)發(fā) 射射 級級 的的有有 效效 電電 壓壓 為為 :tUUUuubmBBBBbBE cos 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 式式中中cg為為：gC折折線線的的斜斜率率有有 BZbmBBccUtUUgi cos +uBE _繼續(xù)(1) 集集電電極極電電流流ci BZbmBBccUtUUgi cos由由于于當(dāng)當(dāng)ct 時時，0 cibmBZBBcUUU cosbmBZBBcUUU 1cos cbmccbmbmcBZBBbmcctUgUtUgUUtUgi coscoscoscos)(cos

9、 又又當(dāng)當(dāng)0t 時時， cbmccUgI cos1max vBEic-UBB-UBZvbCCicCCVbmgCIcmaxccbmcIUg cos1max 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cccmaxccos1coscos tIi+ub-RpCL+uCE-EC-UBB+uc1-ic+uBE _繼續(xù)ccmaxcccos1costcosii (1) 集電極電流集電極電流cocm1cm2cmncoscos2cosciIItItInt其其中中各各系系數(shù)數(shù)分分別別為為： cmaxcccccmax0csincos1()21coscocIIi dtI cccccccmI

10、IttdiIcc 1cmaxcmax1)cos1cossin1()(cos21 cncccccccccmnInnnnittdniIcc cmax2max)cos11sincoscossin2)(cos21 式式中中：(1) c 0， c 1， cn 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)c 的的數(shù)數(shù)值值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為為直直流流及及基基波波和和各各次次諧諧波波的的振振幅幅。 ictccic1ic2ic3IcoIcmax繼續(xù) 、 、 稱作稱作余弦脈沖分解系數(shù)，余弦脈沖分解系數(shù)，它

11、們是導(dǎo)通角它們是導(dǎo)通角 的函數(shù)。的函數(shù)。 、 的特點(diǎn)的特點(diǎn): : 1. 1. 2. 2.從曲線可以看出：從曲線可以看出：p諧波次數(shù)越高其振幅值越??；諧波次數(shù)越高其振幅值越小；p對某一次諧波而言，總有一對某一次諧波而言，總有一 個相應(yīng)的個相應(yīng)的可使振幅最大。可使振幅最大。012010110,繼續(xù)iC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：111coscosccpcmpcmuiRIRtUt 而而晶晶體體管管集集電電極極的的輸輸出出電電壓壓：tUEucmCCE cos 0+ub-RpCL+uCE-EC-UBB+uc1-ic

12、+uBE _ictccic1ic2ic3IcoIcmaxubUBZUBBIcmaxuBEtibtictuCEuctECUcmUbmuBEic-UBBUBZubC UbmgCC 繼續(xù) 功率和效率功率和效率 （重要?。ㄖ匾。?功率放大器輸出功率大，電源供給、管子發(fā)熱功率放大器輸出功率大，電源供給、管子發(fā)熱等問題也大。為盡量減小損耗，合理地利用晶體管等問題也大。為盡量減小損耗，合理地利用晶體管和電源，須了解功放的功率和效率問題。和電源，須了解功放的功率和效率問題。 有如下幾種功率需要考慮：有如下幾種功率需要考慮： 繼續(xù)1.1.電源供給的直流功率電源供給的直流功率PS ；2.2.通過晶體管轉(zhuǎn)換的交

13、流功率，即通過晶體管轉(zhuǎn)換的交流功率，即晶體管集電極晶體管集電極輸出的交流功率輸出的交流功率Po ；3.3.通過槽路送給負(fù)載的交流功率通過槽路送給負(fù)載的交流功率, ,即即RL 上得到的上得到的功率功率PL;4.4.晶體管在能量轉(zhuǎn)換過程中的損耗功率，即晶體管在能量轉(zhuǎn)換過程中的損耗功率，即晶體晶體管損耗功率管損耗功率PC ；5.5.槽路損耗功率槽路損耗功率 PT；繼續(xù) 電源供給的功率電源供給的功率PS ，一部分（，一部分（PC）損耗在管子，使管）損耗在管子，使管子發(fā)熱；另一部分（子發(fā)熱；另一部分（Po）轉(zhuǎn)換為交流功率，輸出給槽路。通）轉(zhuǎn)換為交流功率，輸出給槽路。通過槽路一部分（過槽路一部分（PT）損

14、耗在槽路線圈和電容中，另一部分）損耗在槽路線圈和電容中，另一部分（PL）輸出給負(fù)載）輸出給負(fù)載RL。n 1. 1.集電極效率集電極效率p直流電源供給功率直流電源供給功率p集電極交流輸出功率集電極交流輸出功率p放大器的能量轉(zhuǎn)換效率（放大器的能量轉(zhuǎn)換效率（集電極效率集電極效率）討論：討論：（1 1） 集電極電壓利用系數(shù)集電極電壓利用系數(shù) （2 2） 集電極電流利用系數(shù)集電極電流利用系數(shù) ( (波形系數(shù)波形系數(shù)) ) ， ，但，但 ，Po，為了兼顧功率和效率，為了兼顧功率和效率，通常取通常取 。c0SccPE I1max110max001( )( )1122( )2( )cmc mocmccmcSc

15、ccccUIPUIUPE IE IE c1mcmo2/1IUP cmcUE10( )( ) 10( )( ) c8060繼續(xù)繼續(xù) 2. 2.槽路效率槽路效率 ( (負(fù)載折算到槽路負(fù)載折算到槽路) )pPL 負(fù)載功率，負(fù)載功率，RL 所吸收的功率；所吸收的功率；pPT 槽路損耗功率，槽路空載電阻槽路損耗功率，槽路空載電阻R0所吸收的功率。所吸收的功率。 取決于槽路的空載和有載品質(zhì)因數(shù)。由于受到槽路元取決于槽路的空載和有載品質(zhì)因數(shù)。由于受到槽路元件質(zhì)量的限制，件質(zhì)量的限制，Q0一般幾十到幾百。一般幾十到幾百。QL也不能太小，否則槽也不能太小，否則槽路濾波效果太差，輸出波形不好，一般路濾波效果太差，

16、輸出波形不好，一般QL =510。220020112212mmoTLLLTmooLUUPPQLQLQQPUPPQQLT繼續(xù) 結(jié)論：結(jié)論： 為了盡可能利用小功率容量的管子和電源，輸出較大的為了盡可能利用小功率容量的管子和電源，輸出較大的功率，應(yīng)力求功率，應(yīng)力求 和和 高。高。 高要適當(dāng)選取高要適當(dāng)選取 ，電壓利用系數(shù)，電壓利用系數(shù)盡可能大；盡可能大； 高，要求槽路空載高，要求槽路空載品質(zhì)因數(shù)品質(zhì)因數(shù)Q0大，即應(yīng)選用低大，即應(yīng)選用低損耗的電感和電容元件。損耗的電感和電容元件。TccT繼續(xù)1、 放放大大區(qū)區(qū)動動態(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)時時，其其外外部部電電路

17、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 輸輸 出出 端端 ：tUEucmCce cos 由由上上兩兩式式消消除除tcos 可可得得：cmceCbmBBBEUuEUUu 又又利利用用晶晶體體管管的的內(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-CLEC-UBB-uc1+icRp+uCE-+uBE _ 4.2.2 諧振功放的工作狀態(tài)分析諧振功放的工作狀態(tài)分

18、析 （重要）（重要） 繼續(xù) ocedbmBZBBcmCcecmbmcBZcmceCbmBBccUugUUUUEuUUgUUuEUUgi )(1、 動動態(tài)態(tài)特特性性方方程程 Ci與與ceu之之間間關(guān)關(guān)系系的的動動態(tài)態(tài)特特性性方方程程。 式式中中： cmbmcdUUgg表表示示動動態(tài)態(tài)特特性性曲曲線線的的斜斜率率， cCmCbmBZBBcmCoUEUUUUEU cos)( 式式中中：bmBZBBcUUU cos; oU動動態(tài)態(tài)特特性性曲曲線線在在ceu軸軸上上的的截截距距。 繼續(xù)uceic畫畫 法法 一一 ：UoA在在靜靜態(tài)態(tài)特特征征曲曲 線線的的ceu軸軸上上取取 B 點(diǎn)點(diǎn)，使使oUOB ，由由

19、 B 點(diǎn)點(diǎn)作作斜斜 率率為為dg的的直直線線 BA， 即即 得得 動動 態(tài)態(tài) 特特 征征 曲曲 線線 。 BO畫畫 法法 二二 ：ECQ令令ot90 由由外外部部方方程程可可得得： )(,:BZBBcQcBBBECceUUgIiUuEuQ(2) 作作 A 點(diǎn)點(diǎn) :令令o0t bmBBbbeCmCcceUUuuUEuuAmaxmin:連連 接接 Q 、 A 兩兩 點(diǎn)點(diǎn) 即即 得得 動動 態(tài)態(tài) 特特 性性 曲曲 線線 。Ucmc ucmingd BZBEccUugi ubemax繼續(xù)思考思考1：如何列寫高頻功放的：如何列寫高頻功放的動態(tài)特性方程動態(tài)特性方程？思考思考2：如何畫出高頻功放的：如何畫出

20、高頻功放的動態(tài)特性曲線動態(tài)特性曲線？高頻功率放大器的負(fù)載特性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) ： 動動態(tài)態(tài)曲曲線線： )(ocedcUugi uceicUo PccccCocbmcdRIUUEUUUgg1111cos而而 可可見見動動態(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不不變變時時，動動態(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111cbmcdPccUU

21、ggRIU 較大，較大，動態(tài)特征曲線與動態(tài)特征曲線與maxbeu所對的靜態(tài)特征曲線的交點(diǎn)位于放大區(qū)。所對的靜態(tài)特征曲線的交點(diǎn)位于放大區(qū)。 uBEic-UBBUBZubCCicCCgCUbmubemaxicmaxuceicECQuceminUcescesceUu 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為為尖尖頂頂余余弦弦脈脈沖沖，集集電電極極電電壓壓利利用用不不充充分分。2.過過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， 動動態(tài)態(tài)特特性性曲曲線線與與maxbeu所所對對的的靜靜

22、態(tài)態(tài)特特征征曲曲線線的的交交點(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動態(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)動動態(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對對應(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此此時時：cesceUu min, ci為為尖尖頂頂余余弦弦脈脈沖沖。 繼續(xù)ECQUcesUcmuBEic-UBBUBZubCCicCCgCUb

23、mubemaxicmaxuceicECQuceminUcesgdubemaxuceminubemaxgcr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 :)(maxcmCcrcescrcUEgUgI 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利利用用上上兩兩式式消消去去maxcI可可得得： 02212 CcrocrcrEgP 可可求求出出: 2124121CcrocrEgP 11max1()cmcrCPcrcmccUERII Icmaxubemax繼續(xù)回顧：三種工作狀態(tài)

24、回顧：三種工作狀態(tài)研研究究的的問問題題：當(dāng)當(dāng)CE，BBU，bmU不不變變， 而而PR變變化化時時，與與 ccoDCCCPPPUII ,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 減減 少少 ）1C0CI ,I幾幾 乎乎不不 變變011CCDPccIEPRIU 幾幾 乎乎 不不 變變 1121CCoIUP CccoccEUII1121 oDCPPP 高頻功放的負(fù)載特性高頻功放的負(fù)載特性PoRp欠壓區(qū)欠壓區(qū)過壓區(qū)過壓區(qū)臨界區(qū)臨界區(qū)Rp欠壓區(qū)欠壓區(qū)過壓區(qū)過壓區(qū)臨界區(qū)臨界區(qū)Ic1Ico（2） 過過壓壓區(qū)區(qū)： PR進(jìn)進(jìn) 入入 過過 壓

25、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 變變 化化 緩緩慢慢 ，oDCPPP 變變 化化 緩緩 慢慢 。 c PDPcubemax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，可可以以說說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)為為末末級級功功放放輸輸出出狀狀態(tài)態(tài)。過過壓壓狀狀態(tài)態(tài)，效效率率高高，但但輸輸出出功功率率較較小小。在在欠欠壓壓狀狀態(tài)態(tài)0CI，1CI幾幾乎乎不

26、不變變，功功放放相相當(dāng)當(dāng)于于一一個個恒恒流流源源，而而過過壓壓狀狀態(tài)態(tài)1CU幾幾乎乎不不變變，相相當(dāng)當(dāng)于于一一個個恒恒壓壓源源。 Uc1繼續(xù)思考：由思考：由p94圖圖4.2.5p98圖圖4.2.9 的分析過程；記住后者的分析過程；記住后者 高頻功率放大器的調(diào)制特性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. 集電極調(diào)制特性集電極調(diào)制特性 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)入入過過壓壓區(qū)區(qū)增增加加功功放放由由臨臨界界進(jìn)進(jìn)入入欠欠CCEEuceicubemaxQE

27、CQECQEC顯然：在欠壓區(qū)：顯然：在欠壓區(qū)：10,CCII幾乎不變幾乎不變ODPP ,不變不變 t icEC欠壓區(qū)欠壓區(qū)過壓區(qū)過壓區(qū)臨界區(qū)臨界區(qū)EC欠壓區(qū)欠壓區(qū)過壓區(qū)過壓區(qū)臨界區(qū)臨界區(qū)Ic1IcoPDPOPC繼續(xù)思考：高頻功放的集電極調(diào)制特性，記住思考：高頻功放的集電極調(diào)制特性，記住p99圖圖 4.2.10(b)2. 基基極極調(diào)調(diào)制制特特性性 tUUubmBBBE cos 進(jìn)入過壓狀態(tài)后，隨著進(jìn)入過壓狀態(tài)后，隨著UBB向正值方向增大，向正值方向增大， ic的寬度增加，幅度幾的寬度增加，幅度幾乎不變，但凹陷加深，結(jié)果使乎不變，但凹陷加深，結(jié)果使Ico、Icml和相應(yīng)的和相應(yīng)的Ucm增大得十分緩

28、慢增大得十分緩慢 UcmIcoIcml臨界臨界UBB過壓過壓欠壓欠壓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)Ubm固定，固定，UBB自負(fù)值向正值方向增大自負(fù)值向正值方向增大時，時，ic的導(dǎo)通角的導(dǎo)通角c增大，增大，從從而其幅度和寬度均增大，而其幅度和寬度均增大，狀態(tài)由狀態(tài)由欠壓區(qū)進(jìn)入過壓欠壓區(qū)進(jìn)入過壓區(qū)區(qū)1C 2C 3C 繼續(xù)思考：高頻功放的基極調(diào)制特性，記住思考：高頻功放的基極調(diào)制特性，記住p100圖圖 4.2.12(b)高頻功率放大器的放大特性高頻功率放大器的放大特性tUUubmBBBE c

29、os 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)1C 2C 3C UcmIcmlIcoUbm過壓過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， 當(dāng)諧振功放作為當(dāng)諧振功放作為線性功放線性功放，為了使輸出信號，為了使輸出信號Ucm反映輸入信號反映輸入信號Ubm的的變化，變化，放大器必須工作在欠壓狀態(tài)放大器必須工作在欠壓狀態(tài)當(dāng)諧振功放用作當(dāng)諧振功放用作振幅限幅器振幅限幅器

30、時，時，放大器必須工作在過壓狀態(tài)放大器必須工作在過壓狀態(tài)繼續(xù)思考：高頻功放的放大特性，記住思考：高頻功放的放大特性，記住p99圖圖4.2.11固定固定UBB、增大、增大Ubm和和固定固定Ubm、增大、增大UBB的情況的情況類似：類似：都使基極輸入都使基極輸入電壓電壓uBEmax隨之增大，隨之增大，對對應(yīng)應(yīng)的的ic的幅度和寬度均增大，放大器由欠壓的幅度和寬度均增大，放大器由欠壓進(jìn)入過壓進(jìn)入過壓 高頻功率放大器的調(diào)諧特性高頻功率放大器的調(diào)諧特性 實(shí)際回路在調(diào)諧過程中，其負(fù)載是一阻抗實(shí)際回路在調(diào)諧過程中，其負(fù)載是一阻抗Zp，當(dāng)改變回路的，當(dāng)改變回路的元件數(shù)值，如改變回路的電容元件數(shù)值，如改變回路的電

31、容C時，時，功放的外部電流功放的外部電流Ico、Icml和相應(yīng)的和相應(yīng)的Ucm等隨等隨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)諧振時功放工作在弱過壓狀態(tài)，當(dāng)設(shè)諧振時功放工作在弱過壓狀態(tài)，當(dāng)回路失諧后，由于阻抗回路失諧后，由于阻抗Zp的模值減小，的模值減小，根據(jù)負(fù)載特性可知，功放的工作狀態(tài)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，此時將向臨界及欠壓狀態(tài)變化，此時Ico和和Icml要增大，而要增大，而Ucm將下降將下降 。UcmIcmlIco繼續(xù)回路失諧時直流輸入功率回路失諧時直流輸入功率PD=IcoEC隨隨Ico的增加而增加。的增加而增加。而輸出功率而輸出功率Po=U

32、cmIcmlcos主要因主要因cos因子而下降因子而下降。因此失諧后集電極功耗因此失諧后集電極功耗PC將迅速增加，因此：將迅速增加，因此：。 調(diào)諧過程中處于失諧狀態(tài)的時間要盡可能的短，調(diào)諧動調(diào)諧過程中處于失諧狀態(tài)的時間要盡可能的短，調(diào)諧動作要迅速，以防止晶體管過熱而損壞。作要迅速，以防止晶體管過熱而損壞。 4.3繼續(xù)集電極饋電電路又分為集電極饋電電路又分為串聯(lián)饋電串聯(lián)饋電和和并聯(lián)饋電并聯(lián)饋電兩種。兩種。LCC1LC+VCCALCCC1+VCCLC2(a) 串饋(b) 并饋4.3 4.3 諧振功率放大器電路組成諧振功率放大器電路組成1 集集電電極極饋饋電電電電路路： ci的的 直直 流流 分分

33、量量COI除除 晶晶 體體 管管 的的 內(nèi)內(nèi) 阻阻 外外 ， 應(yīng)應(yīng) 予予 以以 短短 路路 ， 以以 保保 證證CE全全 部部 加加 在在 集集 電電 極極 上上 ， 避避 免免 管管 外外 電電 路路 消消 耗耗 電電 源源 功功 率率 ， 即即CCODEIP IcoECIc1CLIcn繼續(xù)LCCCCC1ECLCuc1VTLCCCECLCuc1VT（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：ICO直流通路直流通路ICOECLCCCCC1ECLCuc1VTLCCCECLCuc1VTIC1交流通路交流通路Ic1LCCCCC1ECLCuc1VTLCCCECLC

34、uc1VTICn交流通路交流通路ICniC頻譜頻譜 2 30LC回路阻抗特性回路阻抗特性LCCCCC1ECLCuc1VTLCCCECLCuc1VT繼續(xù)CBLBLBLBCERBReVTVTVT2 基極饋電線路基極饋電線路 (了解了解)IBOUBBIBOIeo +UBB -耦合(1) 利利用用基基極極回回路路直直流流BOI產(chǎn)產(chǎn)生生偏偏壓壓bBOBBRIU (2) 利利用用BOI在在bbr上上產(chǎn)產(chǎn)生生偏偏壓壓bbBOBBrIU ，注注意意：一一般般bbr 很很小小，所所以以BBU很很小小且且不不穩(wěn)穩(wěn)定定。 (3) 利利用用射射極極電電流流eoI在在eR上上產(chǎn)產(chǎn)生生偏偏壓壓eeoBBRIU ，而而且且

35、這這種種電電路路能能自自動動維維持持放放大大器器的的工工作作穩(wěn)穩(wěn)定定。 4.3.2 輸入輸入/輸出匹配網(wǎng)絡(luò)輸出匹配網(wǎng)絡(luò) (了解了解)RiRoRLRS功功 率率放大器放大器輸入輸入匹配匹配網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)輸出輸出匹配匹配網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)RLRSuS (1) 使使負(fù)載阻抗負(fù)載阻抗與放大器與放大器所需要的最佳阻抗所需要的最佳阻抗相匹配，以保證到負(fù)相匹配，以保證到負(fù)載的功率最大：載的功率最大：匹配匹配。 (2) 抑制工作頻率范圍以外的頻率：抑制工作頻率范圍以外的頻率：濾波濾波。 繼續(xù)L1C1C2L2CARAr1IAM 介于放大器與天線回路之間的介于放大器與天線回路之間的L1C1回路叫做回路叫做中介并聯(lián)諧振中介并聯(lián)諧振回路回路。RA、CA分別代表天線的輻射電阻與等效電容分別代表天線的輻射電阻與等效電容； L2、C2為天線回路的調(diào)諧元件為天線回路的調(diào)諧元件。它們的作用是使天線回路它們的作用是使天線回路處于串聯(lián)諧振狀態(tài)，以使天線回路的電流處于串聯(lián)諧振狀態(tài)，以使天線回路的電流IA達(dá)到最大值，達(dá)到最大值，亦亦即使天線幅射功率達(dá)到最大。即使天線幅射功率達(dá)到最大。 輸出匹配電路輸出匹配電路 (1) 并聯(lián)諧振回路型的匹配電路并聯(lián)諧振回路型的匹配電路 繼續(xù)L1C1C2L2CARAr1IAMRp(1) 并聯(lián)諧振回路型的匹配電路并聯(lián)諧振回路型的匹配電路