第2章--高频功率放大器-高频电子线路(第3版)-电子教案课件.ppt

高频电子电路（第高频电子电路（第3版）版）第第2章章 高频功率放大器高频功率放大器学习目标学习目标（1）正确理解谐振功率放大器的基本原理及性能分析（2）熟悉丙类倍频器的基本组成（3）一般了解丁类高频功率放大器基本工作原理（4）了解宽带高频功率放大器的基本组成及基本工作原理 高频电子电路（第高频电子电路（第3版）版）2.1 概述概述2.1.1 高频功率放大器的分类高频功率放大器的分类按工作频带宽窄不同,高频功率放大器可分为窄带型和宽带型两大类。窄带型常采用具有选频作用的谐振网络作为负载，又称为谐振功率放大器。为了提高效率，谐振功率放大器常工作在丙类状态或乙类状态。宽带型常采用工作频带很宽的传输线变压器（Transmission-Line Transformers）作为负载，由于不采用谐振网络，因此它可以工作在很宽的频带范围内。高频电子电路（第高频电子电路（第3版）版）2.1 概述概述2.1.2 丙类谐振功率放大器的特点丙类谐振功率放大器的特点丙类谐振功率放大器与低频功率放大器相比较，其共同点都是用来对输入信号进行功率放大。它们的不同点表现在：首先两者工作频率和相对频带不同，低频功放的工作频率较低，一般在20Hz20kHz之间，相对频带较宽；而丙类谐振功放是用来放大高频信号的，工作频率一般在几百千赫到几百兆赫，甚至更高，且由于具有选频作用，相对频带很窄，只有0.1%左右。与小信号谐振放大器相比，它们具有的共同点是都是用来放大高频信号，且负载均为谐振网络。高频电子电路（第高频电子电路（第3版）版）2.1 概述概述2.1.3 丙类谐振功率放大器的主要性能指标丙类谐振功率放大器的主要性能指标丙类谐振功率放大器的主要技术指标是输出功率Po、效率h和功率增益AP。若直流电源提供的功率为PDC，则效率h为功率管的集电极耗散功率PC为：若基极输入功率为Pi，则功率增益为：高频电子电路（第高频电子电路（第3版）版）高频电子电路（第高频电子电路（第3版）版）2.2 丙类谐振功率放大器丙类谐振功率放大器当uBE的瞬时值大于基极和发射极之间的截止电压Uth时，三极管导通，根据三极管的输入特性可知，将产生基极脉冲电流iB高频电子电路（第高频电子电路（第3版）版）2.2 丙类谐振功率放大器丙类谐振功率放大器2输出功率和效率放大器的输出功率Po等于集电极电流基波分量在负载Rp上的平均功率，即高频电子电路（第高频电子电路（第3版）版）2.2 丙类谐振功率放大器丙类谐振功率放大器高频电子电路（第高频电子电路（第3版）版）高频电子电路（第高频电子电路（第3版）版）2.2 丙类谐振功率放大器丙类谐振功率放大器高频电子电路（第高频电子电路（第3版）版）2.2 丙类谐振功率放大器丙类谐振功率放大器2.2.2 丙类谐振功率放大器的性能分析丙类谐振功率放大器的性能分析1近似分析方法动态线高频电子电路（第高频电子电路（第3版）版）高频电子电路（第高频电子电路（第3版）版）2.2 丙类谐振功率放大器丙类谐振功率放大器3丙类谐振功率放大器的特性（1）负载特性。高频电子电路（第高频电子电路（第3版）版）高频电子电路（第高频电子电路（第3版）版）2.2 丙类谐振功率放大器丙类谐振功率放大器基极调制特性是指当VCC、Uim和RP一定时，放大器性能随VBB变化的特性。高频电子电路（第高频电子电路（第3版）版）2.2 丙类谐振功率放大器丙类谐振功率放大器（3）放大特性。高频电子电路（第高频电子电路（第3版）版）高频电子电路（第高频电子电路（第3版）版）2.2 丙类谐振功率放大器丙类谐振功率放大器要使放大器工作在丙类状态，晶体管基极应加反向偏压或加小于截止电压Uth的正向偏压。反向偏压常采用自给偏置的方法获得。高频电子电路（第高频电子电路（第3版）版）2.2 丙类谐振功率放大器丙类谐振功率放大器2集电极馈电电路高频电子电路（第高频电子电路（第3版）版）2.2 丙类谐振功率放大器丙类谐振功率放大器3滤波匹配网络高频电子电路（第高频电子电路（第3版）版）2.2 丙类谐振功率放大器丙类谐振功率放大器（1）L形匹配网络：所示为低阻抗变高阻抗的输出匹配网络。所示为低阻抗变高阻抗的输出匹配网络。高频电子电路（第高频电子电路（第3版）版）2.2 丙类谐振功率放大器丙类谐振功率放大器（2）形和T形匹配网络：高频电子电路（第高频电子电路（第3版）版）高频电子电路（第高频电子电路（第3版）版）2.2 丙类谐振功率放大器丙类谐振功率放大器所示是工作频率为50MHz的谐振功率放大器电路高频电子电路（第高频电子电路（第3版）版）2.3 丙类倍频器丙类倍频器输出信号的频率比输入信号的频率高n（n为正整数）倍的电路叫倍频器。高频电子电路（第高频电子电路（第3版）版）2.5 宽带高频功率放大器宽带高频功率放大器2.5.1 传输线变压器传输线变压器1传输线变压器的工作原理传输线变压器是将传输线绕在高磁导率（m）、低损耗的磁环上构成的。高频电子电路（第高频电子电路（第3版）版）高频电子电路（第高频电子电路（第3版）版）2.5 宽带高频功率放大器宽带高频功率放大器（2）41和14阻抗变换器。高频电子电路（第高频电子电路（第3版）版）2.5 宽带高频功率放大器宽带高频功率放大器2.5.2 功率合成与分配电路功率合成与分配电路1功率合成网络高频电子电路（第高频电子电路（第3版）版）高频电子电路（第高频电子电路（第3版）版）2.5 宽带高频功率放大器宽带高频功率放大器3功率合成电路应用举例高频电子电路（第高频电子电路（第3版）版）本本 章章 小小 结结（1）高频功率放大器，按工作频带宽窄可分为窄带高频功率放大器和宽带高频功率放大器。前者以LC谐振回路为负载，后者以传输线变压器为负载。（2）为了提高效率，谐振功放一般工作在丙类状态，其集电极电流是严重失真的脉冲波形，而调谐在信号频率上的集电极谐振回路将滤除谐波，得到不失真的输出电压。（3）丙类谐振功率放大器有欠压、临界、过压三种状态，其性能可用负载特性、调制特性和放大特性描述。工作在临界状态的谐振功率放大器输出功率Po最大，效率h也比较高，所以谐振功率放大器一般都工作在临界状态。（4）谐振功率放大器电路包括集电极馈电电路、基极馈电电路和匹配网络等。基极馈电电路中反向偏压常采用自给偏置的方法获得；集电极馈电电路无论是串馈还是并馈，都满足uCE=VCC-Ucmcosw t的关系；匹配网络可分为L形匹配网络、形匹配网络与T形匹配网络。高频电子电路（第高频电子电路（第3版）版）本本 章章 小小 结结（5）倍频器按其工作原理可分为丙类倍频器和参量倍频器。单级丙类倍频器倍频次数一般不超过3，若要提高倍频次数，可将倍频器级联起来使用。（6）丁类高频功率放大电路能进一步提高效率和输出功率。在丁类功率放大电路中，三极管工作在开关状态，两管轮流工作，谐波输出小，效率高，但工作频率受开关器件的限制。（7）传输线变压器是以传输线原理和变压器原理相结合的方式工作，因此具有良好的宽频带传输特性。用它可以构成宽带功率合成器和功率分配器。