第3章高频功率放大器1,2.ppt

高频电子线路高频电子线路首页上页下页退出第一节第一节 概述概述第二节第二节 谐振式高频功率放大器的工作原理谐振式高频功率放大器的工作原理第三节第三节 谐振功率放大器的折线分析法谐振功率放大器的折线分析法第四节第四节 谐振功率放大电路谐振功率放大电路第五节第五节 丁类（丁类（D D类）和戊类（类）和戊类（E E类）高频功类）高频功率放大器率放大器第六节第六节 宽频带高频功率放大器宽频带高频功率放大器 第三章第三章 高频功率放大器高频功率放大器 主要内容主要内容高频电子线路高频电子线路退出下页上页首页 第一节第一节 概概 述述一、高频功率放大器的功能一、高频功率放大器的功能 1.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。2.功能的表示方法功能的表示方法：输出电压与输入电压的频谱相同。二、高频功率放大器的分类二、高频功率放大器的分类三、主要技术指标三、主要技术指标 1、输出功率、输出功率:放大器的负载得到的功率。2、效率、效率:高频输出功率与直流电源提供功率的比值。即能量转换的效率。3、功率增益、功率增益:高频输出功率和信号输入功率的比值.5、谐波抑制度、谐波抑制度:是对非线性高频功率放大器而提出的，也就是谐波分量相对于 基波分量越小越好。2.按放大器的工作类型分按放大器的工作类型分：甲、乙、丙、丁、戊类放大。宽带功率放大器（甲类或乙类推挽）-非谐振 1.按工作频率分按工作频率分：窄带功率放大器（丙类）-谐振功率放大器高频电子线路高频电子线路退出下页上页首页 四、高频功率放大器的任务及应用四、高频功率放大器的任务及应用n1.任务：输出足够大的功率、高效率的功率转换、减小非线性失真任务：输出足够大的功率、高效率的功率转换、减小非线性失真。n2.应用：发送设备中的缓冲级、中间放大级、推动级和输出级。应用：发送设备中的缓冲级、中间放大级、推动级和输出级。n3.与高频小信号调谐放大器的异同点与高频小信号调谐放大器的异同点 相同点：相同点：工作在高频段、调谐回路作负载工作在高频段、调谐回路作负载 不同点：不同点：（1）输入信号大小不同）输入信号大小不同 （2）分析方法不同）分析方法不同 （3）任务不同）任务不同 （4）工作状态不同）工作状态不同n4.与低频放大器的异同点与低频放大器的异同点n相同点：输出功率大、效率高相同点：输出功率大、效率高n不同点：（不同点：（1）频带宽度不同）频带宽度不同 低功放：工作频率低功放：工作频率20Hz20kHz，相对频带宽。，相对频带宽。高功放：工作频率几百高功放：工作频率几百kHz几百几百MHz，相对频带窄。，相对频带窄。（2）负载不同）负载不同高频电子线路高频电子线路退出下页上页首页 5、高频功率放大器的特点、高频功率放大器的特点n高功放功率大、效率高、相对频带很窄，所以负载为调谐回路，采用高功放功率大、效率高、相对频带很窄，所以负载为调谐回路，采用折线分析，工作在丙类工作状态。折线分析，工作在丙类工作状态。高频电子线路高频电子线路退出下页上页首页 二、高频功率放大器的工作原理二、高频功率放大器的工作原理（一）放大器工作状态的分类1.通角通角 的概念：在信号的整个周期中，电流导通角度的一半称通角的概念：在信号的整个周期中，电流导通角度的一半称通角 2.分类分类甲类甲类 180 乙类乙类 90 丙类丙类 90 uBEuBEuBEiCiCiC高频电子线路高频电子线路退出下页上页首页 n可见，甲类工作状态整个周期导通，即可见，甲类工作状态整个周期导通，即iC永远不为永远不为0，所以，所以甲甲类管功耗大、效率低；乙类类管功耗大、效率低；乙类工作状态工作状态ic仅在半个周期导通，且仅在半个周期导通，且iC正好是正好是Uce负半周，负半周，管耗小、效率高（小于等于管耗小、效率高（小于等于78%）；）；丙丙类类工作状态工作状态 Uj时，晶体管才导通，才有电流通过。电流时，晶体管才导通，才有电流通过。电流iC为周期性的余弦为周期性的余弦脉冲，用傅里叶级数展开得脉冲，用傅里叶级数展开得 iCIC0IC1m costIC2m cos2t ICnm cosntn当输出回路的选频网络谐振于基波频率时，当输出回路的选频网络谐振于基波频率时，iC只有基波电流才产生压只有基波电流才产生压降，因此输出电压降，因此输出电压uCE近似为余弦波形，且与输入电压近似为余弦波形，且与输入电压ub同频、反相。同频、反相。n谐振电阻谐振电阻RP0LQ L=QL/0C UCmIC1m RPn uce:CEutUVcoscmCCcCCuV高频电子线路高频电子线路退出下页上页首页 高频功率放大器电压电流波形高频电子线路高频电子线路退出下页上页首页 工作原理：工作原理：n高功放输入完整正弦波，由于放大器工作在丙类状态，产生的高功放输入完整正弦波，由于放大器工作在丙类状态，产生的iC为周期性余弦脉冲波，但负载为调谐回路，谐振于基波频率，为周期性余弦脉冲波，但负载为调谐回路，谐振于基波频率，可选出可选出iC的基波。故在负载两端得到的电压仍为与输入信号同频的基波。故在负载两端得到的电压仍为与输入信号同频的完整正弦波。的完整正弦波。高频电子线路高频电子线路退出下页上页首页 五、主要计算指标五、主要计算指标 1.输出功率输出功率P0 P0IC1m UCm/2n其中其中 IC1m为为iC中基波振幅中基波振幅 UCm为负载两端电压振幅为负载两端电压振幅 CP0/PDn其中其中PD为集电极直流电源提供的直流功率（利用基极激励控制，使其为集电极直流电源提供的直流功率（利用基极激励控制，使其转换为交流功率）转换为交流功率）PDUCC IC0 PC为集电极耗散功率为集电极耗散功率 PCPDP02.效率效率 C高频电子线路高频电子线路退出下页上页首页 3.谐波辐射谐波辐射n功率放大器不论工作在哪一状态，不论输出功率多大，在距离功率放大器不论工作在哪一状态，不论输出功率多大，在距离发射机发射机1km处的谐波辐射功率不得大于处的谐波辐射功率不得大于25mW。4.功率增益功率增益GP GPP0/Pi （0.5 UCm IC1m）/（0.5Ubm Ib1m）（Ucm Ic1m）/（Ubm Ib1m）nPb为基极激励功率（最后变为发射结、基区的热损耗）为基极激励功率（最后变为发射结、基区的热损耗）高频电子线路高频电子线路退出下页上页首页 小结小结n高频功率放大器的特点高频功率放大器的特点n通角通角 的概念、丙类状态偏置的选择的概念、丙类状态偏置的选择n高频功率放大器工作原理（图、元件作用、原理）高频功率放大器工作原理（图、元件作用、原理）n输出功率、效率的计算输出功率、效率的计算