(7.5)--模块05高频电子线路高频电子线路.ppt

知识点模块五：高频功率放大器丙类谐振功放的负载特性、VCC、VBB、Uim对谐振功放工作状态的影响。要理解谐振功放的特性，就要理解双高、双回路、双直流源和一负载。解释一下：双高指的是高功率和高效率；双回路指的是基极和集电极回路；双直流源指的是基极和集电极的直流电源；一负载指的是集电极的并联谐振电路。iC+uiRL+uCE+uBEVCCVBBiB+uc+LC谐振功放原理电路VBB应小于导通电压，使晶体管静态时截止，保证放大器工作于丙类。LC回路调谐于输入信号的中心频率，构成滤波匹配网络。RL较大，故值较小，但不影响滤除谐波。调节L、C可使回路谐振阻抗等于晶体管所需的集电极负载值，实现阻抗匹配。一、谐振功放电路的构成a.射极环路直流电源的作用：VBB小于导通电压，使晶体管静态时截止，保证放大器工作于丙类。二、两个直流电源的作用222甲类（180）乙类（90）丙类（90）b.集电极环路直流电源的作用：充当了能量的提供者，是功率放大的能量来源。充当了能量的提供者三、并联谐振电路作为集电极的负载的作用以调谐回路做负载，LC回路调谐于输入信号的中心频率，完成滤波和阻抗变换。iC+uiRL+uCE+uBEVCCVBBiB+uc+LC谐振功放原理电路设置VBBUBE(on)，使晶体管工作于丙类。当输入信号较大时，可得集电极余弦电流脉冲。将LC回路调谐在信号频率上，就可将余弦电流脉冲变换为不失真的余弦电压输出。三、并联谐振电路作为集电极的负载的作用以调谐回路做负载，LC回路调谐于输入信号的中心频率，完成滤波和阻抗变换。iC+uiRL+uCE+uBEVCCVBBiB+uc+LC谐振功放原理电路设置VBBUBE(on)，使晶体管工作于丙类。当输入信号较大时，可得集电极余弦电流脉冲。将LC回路调谐在信号频率上，就可将余弦电流脉冲变换为不失真的余弦电压输出。谐振功率放大器中，根据晶体管工作是否进入包和区，将其分为欠压、临界、过压三种工作状态。欠压状态：输出电压幅值Ucm比较小，UCEminUCE(sat),晶体管工作时将不会进入包和区，ic电流波形为尖顶余弦脉冲。放大器输出功率小，管耗大，效率低。过压状态：输出电压幅值Ucm比较大，UCEminUCE(sat),在wt=0附近晶体管工作在包和区，ic电流波形为中间凹陷的余弦脉冲。放大器输出功率较大，管耗小，效率高。临界状态：输出电压幅值Ucm比较大，使晶体工作刚好不进入饱和的临界状态，ic电流波形为尖顶余弦脉冲，但顶端变化平缓。放大器输出功率大、管耗小、效率高。四、谐振功放的特性分析tiCOiCmaxiC+uiRL+uCE+uBEVCCVBBiB+uc+LC谐振功放电流、电压波形(说明：忽略了结电容的影响)tuBEOVBBUBE(on)tiBOiBmaxic1ic2VCCuctuCEOIC0回路调谐于基波频率，iC中只有基波分量能在回路两端产生电压。负载特性VCC、VBB、Uim不变时，放大器的输出电流、电压、功率和效率等随谐振回路的谐振电阻Re变化的特性称为放大器的负载特性。tiCOReRe，使Ucm，uCEmin，iCmax放大器从欠压区经临界状态过渡到过压区。谐振功放的负载特性ReOIC0Ic1mUcm欠压临界过压电压、电流变化曲线RePO欠压临界过压PoPomaxPDPCc功率、效率变化曲线PC在回路阻抗很小时很大！因此，回路失谐大时易损坏功率管，须加以注意。tiCORe工作于过压区时，输出幅度基本不随负载变化。谐振功放的负载特性ReOIC0Ic1mUcm欠压临界过压电压、电流变化曲线RePO欠压临界过压PoPomaxPDPCc功率、效率变化曲线Reopt临界时Po最大，PC较小，效率较高，功放性能最佳。匹配负载Uim对放大器工作状态的影响Re、VBB、VCC不变，Uim时，使导通角增大，uBEmax，iC脉冲的宽度和高度均增大，uCEmin，使放大器从欠压区经临界状态过渡到过压区，并出现凹陷。Uim继续增大，则iC脉冲高度略增大，凹陷也加深。uBEVBB+uiuBEmaxVBB+UimtiCOUimtiCOUimUimIUO欠压临界过压IC0Ic1mUcm把Re、VBB、VCC不变时，Ucm随Uim变化的特性称为放大特性或振幅特性。谐振功放用作线性放大器时应工作于欠压区，若工作于过压区，则成为限幅器。VBB对放大器工作状态的影响tiCOUimVBBIUO欠压临界过压UcmIc1mIC0VCC对谐振功放工作状态的影响tiCOVCCRe、VBB、Uim不变，VCC时，使uCEmin，使放大器从过压区经临界状态过渡到欠压区。uCEVCC+ucuCEminVCCUcmtiCOVCCtiCOVCC把Re、VBB、Uim不变时，Ucm随VCC变化的特性称为集电极调制特性。谐振功放用作集电极调制电路时，必须工作于过压区。谐振功率放大器中，Rp、Vcc、Uim、VBB改变，放大器的工作状态也跟随变化。四个量中分别只改变其中一个量，其他三个量不变所得到的特性分别为负载特性，集电极调制特性、放大特性和基极调制特性，熟悉这些特性有助于了解谐振功率放大器性能变化的特点，并对谐振功放的调试有指导作用。由负载特性可知，放大器工作在临界状态，输出功率最大，效率比较高，通常将相应的Rp值称为谐振功率放大器的最佳负载阻抗，也称匹配负载。必须指出，在通信等应用领域，谐振功率放大器的工作频率往往高达几百MHz，在高频工作时晶体管非线性电容特性、引线电感等分布参数影响，会使放大器最大输出功率下降、效率和增益降低。小结谢谢观看！