第2章谐振功率放大器1.ppt

第第 2 章章谐振功率放大器谐振功率放大器2.1谐振功率放大器的工作原理谐振功率放大器的工作原理2.2谐振功率放大器的性能特点谐振功率放大器的性能特点2.3谐振功率放大器电路谐振功率放大器电路2.4高频功率放大器高频功率放大器第第 2 章章 谐振功率放大器谐振功率放大器谐振功放：谐振功放：一种用谐振系统作为匹配网络的功率放大一种用谐振系统作为匹配网络的功率放大器。器。图图 2-2-1(a)谐振功率放大器谐振功率放大器原理电路原理电路 特点：特点：负载匹配网络为谐振系统负载匹配网络为谐振系统应用状态：应用状态：丙类丙类(或丁类、乙类或丁类、乙类)用途：用途：对载波或已调波进行功率放大对载波或已调波进行功率放大 种类：种类：丙类谐振功放丙类谐振功放 丁类、戊类谐振功放丁类、戊类谐振功放 倍频器倍频器 本章内容：本章内容：工作原理、性能分析、工作原理、性能分析、电路。电路。第第 2 章章谐振功率放大器谐振功率放大器2.1谐振功率放大器的工作原理谐振功率放大器的工作原理2.1.1丙类谐振功率放大器丙类谐振功率放大器2.1.2丁类和戊类谐振功率放大器丁类和戊类谐振功率放大器2.1.3倍频器倍频器2.1.1丙类谐振功率放大器丙类谐振功率放大器1电路组成电路组成 图图 211谐振功率放大器原理电路谐振功率放大器原理电路ZL 外接负载外接负载，用，用 CL 与与 RL 串联等效电路表示。串联等效电路表示。Lr 和和 Cr 匹配网匹配网络络，与，与 ZL 组成并联谐振组成并联谐振回路。调节回路。调节 Cr 使回路谐使回路谐振在输入信号频率。振在输入信号频率。VBB 基极偏置电压基极偏置电压，使功率管，使功率管 Q 点设在截止区，点设在截止区，以实现丙类工作。以实现丙类工作。图图 211谐振功率放大器谐振功率放大器原理电路原理电路C=Cr串CLRe=Q02*RLttte2集电极电流集电极电流 iC 图图 212输入输入vb(t)=Vbmcos st 据据vBE=VBB+vb(t)=VBB+vbmcos st由静态转移特性由静态转移特性(iC-vBE)，得集电极电流，得集电极电流 iC 波形：波形：脉宽小于脉宽小于半个周期的脉冲序列半个周期的脉冲序列。傅里叶级数展开。傅里叶级数展开 tItIIisc2msc1m0CCcos2cos 为为平均分量、基波分量平均分量、基波分量和和各次谐波分量各次谐波分量之和之和。tiI d21C0C ttiI dcos1Cc1m 图图 2123输出电压输出电压 vo(1)对基波分量对基波分量阻抗最大，为谐振电阻阻抗最大，为谐振电阻 Re(谐振回路调谐在输入信号谐振回路调谐在输入信号频率上，因而对频率上，因而对 iC 中的基波分量呈现的电抗最大，且为纯中的基波分量呈现的电抗最大，且为纯电阻电阻)。在高在高 Q 回路中，其回路中，其 Re 近似为近似为LtrL2r20eRCLRLR 式中，式中，LrLrtCCCCC 回路总电容回路总电容 trs01CL 回路谐振角频率回路谐振角频率Lr0eRLQ 回路有载品质因数回路有载品质因数(2)对非基波分量对非基波分量阻抗很小阻抗很小(谐振回路对谐振回路对 iC 中的其他分量呈现的中的其他分量呈现的)，产生，产生的电压均可忽略。的电压均可忽略。既然仅有由既然仅有由基波分量产生的电压基波分量产生的电压 vc 输出，负载获得的输出，负载获得的信号功率信号功率不失真不失真。因此，因此，丙类谐振功率放大器丙类谐振功率放大器谐振回路谐振回路的功能：的功能：选频：选频：利用谐振回路的选频作用，可将失真的集电利用谐振回路的选频作用，可将失真的集电极电流脉冲变换为不失真的输出电压。极电流脉冲变换为不失真的输出电压。阻抗匹配：阻抗匹配：调节调节 Lr 和和 Cr，谐振回路将含有电抗分，谐振回路将含有电抗分量的外接负载变换为谐振电阻量的外接负载变换为谐振电阻 Re，并阻抗匹配。，并阻抗匹配。所以，谐振功率所以，谐振功率放大器中，谐振回路放大器中，谐振回路起到起到选频选频和和匹配负载匹配负载的双重作用。的双重作用。4功率特性分析功率特性分析(1)丙类功放的问题丙类功放的问题 图图 213脉冲宽度变化的示意图脉冲宽度变化的示意图若提高若提高 C，管子导通角，管子导通角 c 应应继续减小；但引起继续减小；但引起 iC 中基波分量中基波分量 Icm1 减小，导致输出功率减小。减小，导致输出功率减小。(2)解决方法解决方法 VBB 负向增大负向增大(c 减小减小)同时，提高输入激励电压同时，提高输入激励电压 Vbm，以维持输出功率不变。以维持输出功率不变。但需警惕管发射结反向击但需警惕管发射结反向击穿。穿。