《高频电子线路》教材3-3
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高频电子线路习题答案3
=
444(������������)
(5)半通角c
由c
1 2
g1
(c
)
可得g1
(������������
)
=
2������������ ������
=
2×0.833 22.5/24
=
1.257，查表，������������
=
60°。
3-9 某高频功率放大器，晶体管的理想化输出特性如图 3-25 所示。已知Vcc 12V , Vbb 0.4V ，输入电压 ub 0.4cost(V) ，输出电压 uc 10cost(V) ，试求：
高频输出功率 Po ；(3)集电极损耗功率 Pc ；(4)集电极效率c ；(5)输出回路的谐振电阻 RP 。 题意分析 此题是利用在临界工作状态已知 ICM 、 gcr 、 Vcc 求出 Ucm ，然后根据
cosc (UbZ Vbb ) /Ubm 计算出c ，查表得0 (c ) 、1(c ) ，则可解出各项值。
由于 A 点在 ubemax 与饱和临界线的交点上，放大器工作于临界状态。集电极电流 ic 和 uce
的波形如图 3-25 所示。
(2)根据动态特性可知，集电极电流脉冲的幅值 ICM 600mA ，而
cosc
UbZ Vbb Ubm
0.5 0.4 0.4
0.25
可得c 75.5 ，查表0 (c ) 0.271,1(c ) 0.457 ，则
而Vbb 由 500 mV 变为 112.135 mV。
3-3 某谐振高频功率放大器，已知晶体管饱和临界线斜率 gcr 0.9s ,UbZ 0.6V ，电 源 电 压 Vcc 18V , Vbb 0.5V ， 输 入 电 压 振 幅 Ubm 2.5V ， 集 电 极 电 流 脉 冲 幅 值 ICM 1.8A ，且放大器工作于临界状态。试求：(1)直流电源Vcc 提供的输入功率 P ；(2)
高频电子线路张肃文第三章
R
L
电抗
R
X
O
感性
wL
x = w L－ 1 wC
+ – Vs
w0
－ 1 wC
w
C
容性
阻抗 Z R jX R j(wL
1 ) wC
2. 阻抗性质随频率变化的规律： 1) w < w0时， <0呈容性； X 2) w = w0时， =0呈纯阻性； X 3) w > w0时， >0呈感性。 X
谐振时，电感、电容消失了！
实际上，谐振时
VL 0 I 0 jw0 L
Vs wL jw0 L j 0 Vs R R
L + – Vs R
Vs 1 1 1 I VC 0 0 j Vs jw 0 C R jw0C w0CR
又因为
1 w0 L w 0C
. I (w ) 1 N (w ) N (w )e j (w ) I (w0 ) 1 j Q( w w0 )
w0
w
w w0 arctan arctan Q w0 w
w w0 arctan arctan Q w0 w
1 2
1
Q
2w
w0
w0 f0 2w07 或 2f 0 .7 Q Q
w w w0
2. 通频带
w0 2w07 Q
Q2
或 2f 0 .7
f0 Q
Q1> Q 2
回路Q值越高，选择性越好，但通频带越窄，二者矛盾。
由于人耳听觉对于相位特性引起的信号失真不 敏感，所以早期的无线电通信在传递声音信号时， 对于相频特性并不重视。 但是，近代无线电技术中，普遍遇到数字信号 与图像信号的传输问题，在这种情况下，相位特性 失真要严重影响通信质量。
L
电抗
R
X
O
感性
wL
x = w L－ 1 wC
+ – Vs
w0
－ 1 wC
w
C
容性
阻抗 Z R jX R j(wL
1 ) wC
2. 阻抗性质随频率变化的规律： 1) w < w0时， <0呈容性； X 2) w = w0时， =0呈纯阻性； X 3) w > w0时， >0呈感性。 X
谐振时，电感、电容消失了！
实际上，谐振时
VL 0 I 0 jw0 L
Vs wL jw0 L j 0 Vs R R
L + – Vs R
Vs 1 1 1 I VC 0 0 j Vs jw 0 C R jw0C w0CR
又因为
1 w0 L w 0C
. I (w ) 1 N (w ) N (w )e j (w ) I (w0 ) 1 j Q( w w0 )
w0
w
w w0 arctan arctan Q w0 w
w w0 arctan arctan Q w0 w
1 2
1
Q
2w
w0
w0 f0 2w07 或 2f 0 .7 Q Q
w w w0
2. 通频带
w0 2w07 Q
Q2
或 2f 0 .7
f0 Q
Q1> Q 2
回路Q值越高，选择性越好，但通频带越窄，二者矛盾。
由于人耳听觉对于相位特性引起的信号失真不 敏感，所以早期的无线电通信在传递声音信号时， 对于相频特性并不重视。 但是，近代无线电技术中，普遍遇到数字信号 与图像信号的传输问题，在这种情况下，相位特性 失真要严重影响通信质量。
高频电子线路chap3.3
+ C P + RL VL a) b) C L R L V
—
2
—
V2 P 1 ' RL
V ' RL V L
2
VL P 2 RL
2
功率守恒 P 1 P 2 接入系数
p
N1 1 N2
VL N2 1 V N1
N1 1 R R RL 2 L N L p 2
3.3.2 并联谐振回路的其他形式
对于高Q值并联谐振回路，其谐振频率与串联谐 振回路相近，谐振阻抗可以通过串联支路的串并联互 换得到。
当品质因数足够高时
p
1 LC
R1 R2 Gp Gp1 Gp 2 (p L) 2
3.3.3 抽头式并联电路的阻抗变换
为了减小信号源或负载电阻对谐振回路的 影响，信号源或负载电阻不是直接接入回路， 而是经过一些简单的变换电路，将它们部分接 入回路。
常用的电路形式有变压器耦合连接、自耦 变压器抽头电路和双电容抽头电路，下面分别 介绍。首先，讨论负载电阻的部分接入问题。
3.3.3 抽头式并联电路的阻抗变换
接入系数p：接入部分的电抗值与回路中与之同性质电抗的总电抗 值之比 见书图3.3.4， p L1 L1 L1 ( L , L 无互感情况) 1 2 L L L1 L2 电感抽头：
则有:
2 L p 2 Z p 2 L1 Z ab 2 bd R1 R2 R1 R2 L R1 R2 2
L2
即:
Z ab p2 Z db
Vab Vdb
R L1
L1 p L1 L2
可以得出:不改变回路参数，只改变抽头位置， 亦即改变p值，就可以改变ab两端的等效阻抗。
—
2
—
V2 P 1 ' RL
V ' RL V L
2
VL P 2 RL
2
功率守恒 P 1 P 2 接入系数
p
N1 1 N2
VL N2 1 V N1
N1 1 R R RL 2 L N L p 2
3.3.2 并联谐振回路的其他形式
对于高Q值并联谐振回路，其谐振频率与串联谐 振回路相近，谐振阻抗可以通过串联支路的串并联互 换得到。
当品质因数足够高时
p
1 LC
R1 R2 Gp Gp1 Gp 2 (p L) 2
3.3.3 抽头式并联电路的阻抗变换
为了减小信号源或负载电阻对谐振回路的 影响，信号源或负载电阻不是直接接入回路， 而是经过一些简单的变换电路，将它们部分接 入回路。
常用的电路形式有变压器耦合连接、自耦 变压器抽头电路和双电容抽头电路，下面分别 介绍。首先，讨论负载电阻的部分接入问题。
3.3.3 抽头式并联电路的阻抗变换
接入系数p：接入部分的电抗值与回路中与之同性质电抗的总电抗 值之比 见书图3.3.4， p L1 L1 L1 ( L , L 无互感情况) 1 2 L L L1 L2 电感抽头：
则有:
2 L p 2 Z p 2 L1 Z ab 2 bd R1 R2 R1 R2 L R1 R2 2
L2
即:
Z ab p2 Z db
Vab Vdb
R L1
L1 p L1 L2
可以得出:不改变回路参数，只改变抽头位置， 亦即改变p值，就可以改变ab两端的等效阻抗。
高频电子线路第3章
o
eb o
t
VBZ
谐振功率放大器波形图
t
高频功率信号放大器使用中需要解决的两个问题 ①高效率输出 ②高功率输出
放大器一般分为甲类、乙类、甲乙类、丙类等工作方式， 为了进一步提高工作效率还提出了丁类与戊类放大器。
工作状态 半导通角 理想效率
负载
应用
甲类 乙类 丙类
180
50%
电阻
低频
小信号低功 率放大
PC =PD -Po
由PD与Po曲线相减可得到。在Re =0时，PC =PD。
C
Po PD
欠压时，PD随Re变化缓慢，故C随Re的变化与Po的变化规律相似。
到达临界后，Po与PD都随Re的增加而下降。
刚开始时，Po的下降没有PD快，而后Po的下降比PD快。
故C是略有增大后下降。
1临界状态输出功率最大，效率较高
2 过压状态效率高损耗小，近似恒压源特性
3 欠压状态输出电流受Rp影响小，近似恒流源特性
匹配负载：Reopt
Ic1m随Re增加而显著下降，因而Ucm随Re增加而缓慢上升，
也可近似认为U
保持不变。
cm
PD VCC Ic0
VCC不变，则PD随Re变化的曲线与I
c
的变化曲线规律相同。
0
Po
1 2
I2 c1m
Re
Uc2m
2U
2 cm
欠压时，Ic1m随Re变化缓慢，所以Po随Re增加而增加。
过压时，Ucm随Re变化缓慢，所以Po随Re增加而下降。
——根据集电极电流是否进入饱和区
绿线：欠压状态——未进入饱和状态的工作 状态。
为尖顶余弦脉冲。
高频电子线路张肃文pdf版
由 (12 + C )×16052 = (100 + C)5352得C = -1pF (不合理舍去 )
故采用后一个。
( ) 2)L
=
ω02
1
(C +
C′)
=
1
2 × 3.14 × 535 ×103 2 × (450 + 40)×10−12
= 180(μH )
3)
L C C’
mhtml:mk:@MSITStore:C:\Documents%20and%20Settings\Owner\桌面\高频电子线... 2011-3-7
=
1 2 × 3.14 ×106 2 × 253 ×10−6
= 100(pF ) → CX
= 200 pF
RX
= ω0L Q
− ω0L Q0
=
2 × 3.14 ×106 × 253 ×10−6 2.5 0.1
− 2 × 3.14 ×106 × 253 ×10−6 100
= 47.7(Ω)
ZX
= RX
(R +
= R+
jω0L)(R +
1 jω0C
)
jω0L + R +
1 jω0C
=
R2
+
L C
+
jω0LR(1 −
1 ω02 LC
2R +
jω0L(1 −
1
ω2 0
LC
)
)
=
R2 + L C
2R
=R
3 − 4解：1)由(15 + C )×16052 = (450 + C )5352得C = 40 pF
故采用后一个。
( ) 2)L
=
ω02
1
(C +
C′)
=
1
2 × 3.14 × 535 ×103 2 × (450 + 40)×10−12
= 180(μH )
3)
L C C’
mhtml:mk:@MSITStore:C:\Documents%20and%20Settings\Owner\桌面\高频电子线... 2011-3-7
=
1 2 × 3.14 ×106 2 × 253 ×10−6
= 100(pF ) → CX
= 200 pF
RX
= ω0L Q
− ω0L Q0
=
2 × 3.14 ×106 × 253 ×10−6 2.5 0.1
− 2 × 3.14 ×106 × 253 ×10−6 100
= 47.7(Ω)
ZX
= RX
(R +
= R+
jω0L)(R +
1 jω0C
)
jω0L + R +
1 jω0C
=
R2
+
L C
+
jω0LR(1 −
1 ω02 LC
2R +
jω0L(1 −
1
ω2 0
LC
)
)
=
R2 + L C
2R
=R
3 − 4解：1)由(15 + C )×16052 = (450 + C )5352得C = 40 pF
高频电子线路第3章参考答案
8
高频电子线路习题参考答案
K1 K 2 K 0 K 0 1 4 4
3
8 8 3 3 4 2 (4 4 ) 2 f 4 2Q f0 8 8 3 3 4 2f0 f 4 2 2 2f 2 ) 4 (2 4 B B1 f0 1 8 8 0.027, 20 log 0.027 31.4dB 3 299 4 2 4 2 2 10 4 11.2 103
4
高频电子线路习题参考答案
2 f 0C 2 465 10 3 202 10 -12 品质因数QL 40.4 6 g 14.6 10 3dB带宽B0.7 谐振增益K 0 中和电容C n f0 465 11.51kHz QL 40.4 p1 p2 | y fe | g 0.35 0.035 36.8 10 3 30.88 6 14.6 10
12
高频电子线路习题参考答案
•当单独改变RL时，随着RL的增大，工作状态的变化是从欠压逐 步变化到过压状态。 •当单独改变EC时，随着EC的增大，工作状态的变化是从过压逐 步变化到欠压状态。 •当单独改变Eb时，随着Eb的负向增大，工作状态的变化是从过
压逐步变化到欠压状态。
•当单独改变Ub时，随着Ub的增大，工作状态的变化是从欠压逐 步变化到过压状态。
题3－11图
15
高频电子线路习题参考答案
解3-11 1、求动态负载线
根据给定静态特性， 得到晶体管的Eb 0.5v , diC gm 1S , 并得到如下方程组 dube uce Ec U c cos t ic gm (U b cos t Eb Eb uce 24 21cos t ic gm (3cos t 0.5） 代入数值后得 可以解出：
高频电子线路第三章习题答案
习题3.1 高频功率放大器的主要作用是什么?应对它提出哪些主要要求？答：高频功率放大器的主要作用是放大高频信号或高频已调波信号，将直流电能转换成交流输出功率。
要求具有高效率和高功率输出。
3.2 为什么丙类谐振功率放大器要采用谐振回路作负载？若回路失谐将产生什么结果？若采用纯电阻负载又将产生什么结果？答：因为丙类谐振功率放大器的集电极电流i c为电流脉冲，负载必须具有滤波功能，否则不能获得正弦波输出。
若回路失谐集电极管耗增大，功率管有损坏的危险。
若采用纯电阻负载则没有连续的正弦波输出。
3.3 高频功放的欠压、临界和过压状态是如何区分的？各有什么特点？答：根据集电极是否进入饱和区来区分，当集电极最大点电流在临界线右方时高频功放工作于欠压状态，在临界线上时高频功放工作临界状态，在临界线左方时高频功放工作于过压状态。
欠压状态的功率和效率都比较低，集电极耗散功率也较大，输出电压随负载阻抗变化而变化，较少使用，但基极调幅时要使用欠压状态。
临界状态输出功率大，管子损耗小，放大器的效率也较高。
过压状态下，负载阻抗变化时，输出电压比较平稳且幅值较大，在弱过压时，效率可达最高，但输出功率有所下降，发射机的中间级、集电极调幅级常采用过压状态。
3.4 分析下列各种功放的工作状态应如何选择？(1) 利用功放进行振幅调制时，当调制的音频信号加到基极或集电极时，如何选择功放的工作状态？(2) 利用功放放大振幅调制信号时，应如何选择功放的工作状态？(3) 利用功放放大等幅度信号时，应如何选择功放的工作状态？答：(1) 当调制的音频信号加到基极时，选择欠压状态；加到集电极时，选择过压状态。
(2) 放大振幅调制信号时，选择欠压状态。
、(3) 放大等幅度信号时，选择临界状态。
3.5 两个参数完全相同的谐振功放，输出功率P o分别为1W和0.6W，为了增大输出功率，将V CC提高。
结果发现前者输出功率无明显加大，后者输出功率明显增大，试分析原因。
高频电子线路第3章-高频功率放大器
中间级
输出级
特点： （1）输入信号大，一般在几百毫
伏～几伏数量级 （2）一般VBB < UBZ，发射结反偏，
保证放大器工作于丙类状态。 （3）负载为LC回路，调谐于输入信号
的中心频率，选频滤波和阻抗变换 作用。 （4）采用近似的分析方法——折线法 来分析其工作原理和工作状态。
6
三、丙类高频功率放大器的工作原理
U0 VCC Ucm cosc
故动态特性的表示形式：
iC gd (uCE U0 )
uBE UBZ
iC 0
uBE UBZ
可见动态特性为折线，而不是一条直线。
21
4.动态特性的画法
iC
(一) 截距法
（1）在输出特性的 uCE 轴上取截距为
U0 VCC Ucm cosc得B点
A
•
gd
（2）u通be过m aBx点线作于斜A率点为，则gdB的A直直线线交即为
iC
iB
+
uBE
+ uCE
–
iC
iC
•
-
gc
uc
ICM
+
• • VBB
c
UBZ
uBEc c
c
ub
Ubm
设ub Ubm cost
则uBE VBB Ubm cost,VBB U BZ
iC 为尖顶余弦脉冲 ,可用傅立叶级数展开
7
uBE
UBZ
VBB
0 c
t
iB
iBmax
iC IC0 Ic1m cost （基波）
段的动态特性，则AB-BC为总动态特性
22
(二）虚拟电流法 在uCE VCC时，iC IQ
第3章(1)《高频电子线路》_(曾兴雯)_版高等教育出版社课后答案
Yre Uc
代表晶体管内部反馈作用。 代表晶体管内部反馈作用。
7
第3章 高频谐振放大器 1. 晶体管的高频等效电路 (3)Y参数方程 参数方程 (2)Y参数等效电路 参数等效电路
& & & I b = YieU b + YreU c
& & & I c = YfeU b + YoeU c
输入导纳：Y = i b 输入导纳： ie 输出导纳： 输出导纳：
u be
正向传输导纳：Y = i c 正向传输导纳： fe
u ce = 0
u be
u ce = 0
i2 Yoe = u ce
反向传输导纳： 反向传输导纳： = i b Yre
u be = 0
u ce
u be = 0
注意：以上短路参数为晶体管本身的参数，只与晶体管的特征有关， 注意：以上短路参数为晶体管本身的参数，只与晶体管的特征有关， 与外电路无关，又称为内参数。 与外电路无关，又称为内参数。
≈ gm
≈ − jω C µ
Yir ≈ j
ω 0C µ g m
∆ω ′ G L 1 + j2 Q L ω0
rbb' 在高频运用时不利！ 在高频运用时不利！
rbb' :共基电路中引起高频负反馈，降低晶体管电流放大倍数。 共基电路中引起高频负反馈， 共基电路中引起高频负反馈 降低晶体管电流放大倍数。
6
可能会引起放大器自激。 Cµ : 可能会引起放大器自激。
第3章 高频谐振放大器 1． 晶体管的高频等效电路 ． (2)Y参数等效电路 参数等效电路
+ + + u1
《高频电子线路》教材
滤波器的性能指标
带宽与阻带
滤波器的带宽是指允许通过信号的频率范围，阻带是指不允许通过信 号的频率范围。
通带与阻带边缘衰减
通带边缘衰减是指滤波器在通带边缘的信号衰减程度，阻带边缘衰减 是指滤波器在阻带边缘的信号衰减程度。
插入损耗
滤波器对信号的衰减程度称为插入损耗，理想的滤波器应具有零插入 损耗。
群时延
振荡器的性能指标
噪声性能
指振荡器的噪声水平，包括相 位噪声和幅度噪声。
调谐范围
指振荡器能够调谐的频率范围 大小。
响应时间
指振荡器从启动到达到稳定状 态所需的时间。
功耗
指振荡器在工作过程中消耗的 功率大小。
振荡器的应用实例
测量仪器
用于产生标准频率 信号，如示波器、 频谱分析仪等。
电子对抗系统
用于产生干扰信号 和测向信号等。
信号传输的调制方式
调频（FM）
通过改变高频载波信号的频率来调制低频信 息信号，具有抗干扰能力强、信噪比高等优 点。
调相（PM）
通过改变高频载波信号的相位来调制低频信息信号 ，具有抗干扰能力强、信噪比高等优点。
调相调频（PM/FM）
同时使用调相和调频技术对低频信息信号进 行调制，具有更高的信息传输速率和更好的 抗干扰能力。
带宽
带宽是衡量集成电路处理信号能力的 指标，通常指电路能够处理的最高频 率。
精度
精度是衡量集成电路输出信号与理想 信号接近程度的指标，通常用误差范 围或分辨率来表示。
功耗
集成电路的功耗是指其正常工作时所 消耗的能量，通常用电流和电压的乘 积来表示。
可靠性
可靠性是指集成电路在正常工作条件 下能够保持稳定性能的指标，通常用 平均无故障时间来表示。
高频电子线路习题答案_曾兴雯_doc版
2
由B0.707 QL f0 B0.707
f0 得： QL 465 103 58.125 8 103
因为：R0 QL
Q0 100 109 171.22k 3 12 0C 2 465 10 200 10 2 465 2
0C
1－3 无线通信为什么要进行凋制？如何进行调制？ 答： 因为基带调制信号都是频率比较低的信号，为了达到较高的发射效率和接收效率，减小 天线的尺寸，可以通过调制，把调制信号的频谱搬移到高频载波附近；另外，由于调制后的 信号是高频信号，所以也提高了信道利用率，实现了信道复用。 调制方式有模拟调调制和数字调制。 在模拟调制中， 用调制信号去控制高频载波的某个参 数。在调幅方式中，AM 普通调幅、抑制载波的双边带调幅（DSB） 、单边带调幅（SSB） 、残 留单边带调幅（VSSB） ；在调频方式中，有调频（FM）和调相（PM） 。 在数字调制中，一般有频率键控（FSK） 、幅度键控（ASK） 、相位键控（PSK）等调制方法。 1－4 无线电信号的频段或波段是如何划分的？各个频段的传播特性和应用情况如何？ 答: 无线电信号的频段或波段的划分和各个频段的传播特性和应用情况如下表
1605 535
260 1012 C t ， 12 1012 C t
260 1012 C t 9 12 1012 C t
8C t 260 1012 9 12 1012 Ct 260 108 1012 19 pF 8 1 L 3 2 （2 535 10 ） （260 19） 10-12 106 0.3175mH 3149423435
2
df
1 1 106 125kHz 4CR 4 104 200 1012 8
由B0.707 QL f0 B0.707
f0 得： QL 465 103 58.125 8 103
因为：R0 QL
Q0 100 109 171.22k 3 12 0C 2 465 10 200 10 2 465 2
0C
1－3 无线通信为什么要进行凋制？如何进行调制？ 答： 因为基带调制信号都是频率比较低的信号，为了达到较高的发射效率和接收效率，减小 天线的尺寸，可以通过调制，把调制信号的频谱搬移到高频载波附近；另外，由于调制后的 信号是高频信号，所以也提高了信道利用率，实现了信道复用。 调制方式有模拟调调制和数字调制。 在模拟调制中， 用调制信号去控制高频载波的某个参 数。在调幅方式中，AM 普通调幅、抑制载波的双边带调幅（DSB） 、单边带调幅（SSB） 、残 留单边带调幅（VSSB） ；在调频方式中，有调频（FM）和调相（PM） 。 在数字调制中，一般有频率键控（FSK） 、幅度键控（ASK） 、相位键控（PSK）等调制方法。 1－4 无线电信号的频段或波段是如何划分的？各个频段的传播特性和应用情况如何？ 答: 无线电信号的频段或波段的划分和各个频段的传播特性和应用情况如下表
1605 535
260 1012 C t ， 12 1012 C t
260 1012 C t 9 12 1012 C t
8C t 260 1012 9 12 1012 Ct 260 108 1012 19 pF 8 1 L 3 2 （2 535 10 ） （260 19） 10-12 106 0.3175mH 3149423435
2
df
1 1 106 125kHz 4CR 4 104 200 1012 8
《高频电子线路》教材3-3
是指放大器的性能随放大器的外部参数 变化的规律，也包括负载在调谐过程中 的调谐特性。
外部参数 放大器的负载RL （负载特性）
激励电压Ub
偏置电压Eb和Ec
（振幅特性）
（调制特性）
1、 高频功放的负载特性
1）欠压状态时效率低、 集电极损耗大，电流受负载电阻RL 的影响小，近似为交流恒流源特性。 2）临界状态输出功率最大，效率也较高。 3）过压状态效率高、 损耗小，并且输出电压受负载电阻RL 的影响小，近似为交流恒压源特性。
负 载
电阻 推挽，回路 推挽 选频回路 选频回路
应 用
低频 低频，高频 低频 高频 高频
° q =180
c
＜ 180° qc＜360° q ＜180°
c
50%＜h＜78.5%
h＞78.5% 90%~100%
开关状态
2
第三章
高频谐振放大器
主要内容
3.1 3.2 性 3.3 3.4 3.5 3.6 高频功率放大器的高频效应 高频功率放大器的实际线路 高效功放与功率合成 高频集成功率放大器简介
高频谐振功率放大器的工作状态
1． 高频功放的动特性 动特性 指当加上激励信号
及接上负载阻抗时，晶
体管集电极电流ic与集 电极电压(ube或uce)的关 系曲线。
ube = Eb+ub = Eb+Ubcosωt uce = Ec－uc = Ec－Uccosωt
9
ube=Eb+Ubcosωt uce=Ec－Uccosωt
S c 1 (q ) E
2 c
图 3-18 临界状态参数计算 13
1 2
1 4
高频电子线路第三章课件.
振荡器上电后，由于选频回路的作用，只有特定频率的 信号被选出来放大、反馈，形成振荡。
放大器最初是小信号放大，逐渐变成大信号放大。
放大器的工作状态从甲类 甲乙类 乙类 丙类
定义平均电压放大倍数：A
Vc Vb
IC1Rp Vb
根据功率放大器的结论，有： IC1 icm1(c )
icm gmVb (1 cosc )
起振要求： h fe L1 M 1
hiehoe L2 M h fe
h fe 晶体管电流放大系数
反馈系数 F L2 M
L1 M
讨论： ①一般而言
CL1
L2
2M
hoe hie
L1L2 M 2
令
L L1 L2 2M
则
f0
2
1 LC
②由起振要求： hfe 1 1
hiehoe F h fe
Co 静态电容 （10pF）
串联谐振频率：q
1
LqCq 并联谐振频率： P
Cq Co LqCqCo
由于 Co Cq 因此 P q 但 p q
r L 由等效电路，可知：Ze
q
q
q , Ze呈容性
rq
j
Lq
1
Cq
rq j
1 j
Co
Lq
1
C
1 1
q2
2 P2 2
q
1
jCo
令 C C1C2
C1 C2
则
f0
2
1 LC
②由起振要求： hfe 1 1
hie g F h fe
反馈系数不能任意选取。反馈系数一般取
F
1 2
~
1 8
③改变C调频率时，影响反馈系数；
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1 2
2 I c0 E c
U
c
Ec
ξ≤1
I c1 I c0
1 (q ) 0 (q )
sin q c q c cos q c 1 cos q c ) I cmax 0 q c
i c d ( t )
I cmax
I cm 1
1 2
qc
动特性曲线的斜率
i cmax U c (1 cos q ) － 2π R L (2 q － sin2 q )
图 3-16
高频功放的动特性
10
2、高频功放的工作状态
① 欠压状态
ic
ic B A 1 2 C t 0 D VCC Q 3
R L
b ubemax
►集电极电压利用不充分 当RL↑时，Uc↑ 1）ic、Ic0和Ic1基本不变 2） P1=UcIc1/2↑η=P1/P0↑
q c
i c cos td ( t ) I cmax (
1 q c sin q c cos q c ) I cmax 1 q c 1 cos q c
A类 B类 C类
γ=1， η≤50%; γ=1.57， η ≤78.5%; γ >1.57，η ＞78.5%;
P1 P0
3 3 . 79
79 %
R Lcr
Uc I c1
E c
I c1
0 . 921 24 0 . 273
81 Ω
14
U
b
i cmax (1 cos q ) S
0 . 626 (1 0 . 342 ) 0 . 8
1 . 19 V
15
3.2.3
外部特性
高频功放的外部特性
2． 高频功放的振幅特性
振幅特性 是指仅改变激励信号振幅Ub时，放大器电流、
电压、 功率及效率的变化特性。
3． 高频功放的调制特性
基极调制特性 是指仅改变Eb时，放大器电流、电压、功率 及效率的变化特性。
集电极调制特性 是指仅改变Ec，放大器电流、 电压、 功率
及效率的变化特性。
4． 高频功放的调谐特性
2
1 U
2 c
2 RL
集电极电源供给的直流输入功率P0 P0=IcoEc 集电极损耗功率Pc
Pc=P0－P1
P1 P0 1 I c1 U
c
集电极效率η
h
1 2
2 I c0 E c
6
集电极效率η
集电极电压利用系数 波形系数
I co 1 2
h
P1 P0
1 I c1 U
c
高频谐振功率放大器的工作状态
1． 高频功放的动特性 动特性 指当加上激励信号
及接上负载阻抗时，晶
体管集电极电流ic与集 电极电压(ube或uce)的关 系曲线。
ube = Eb+ub = Eb+Ubcosωt uce = Ec－uc = Ec－Uccosωt
9
ube=Eb+Ubcosωt uce=Ec－Uccosωt
是指放大器的性能随放大器的外部参数 变化的规律，也包括负载在调谐过程中 的调谐特性。
外部参数 放大器的负载RL （负载特性）
激励电压Ub
偏置电压Eb和Ec
（振幅特性）
（调制特性）
1、 高频功放的负载特性
1）欠压状态时效率低、 集电极损耗大，电流受负载电阻RL 的影响小，近似为交流恒流源特性。 2）临界状态输出功率最大，效率也较高。 3）过压状态效为交流恒压源特性。
通常选θ在65~75°范围 7
功率放大倍数KP
P1 1 2 1 2
输出功率P1 KP = ---------------------激励功率Pd
c
I c1 U
I c1 R L
2
1 U
2 c
2 RL
Pd
1 2
I b 1U
b
Kd
P1 Pd
K p 10 lg
P1 Pd
(dB)
8
3.2.2
负 载
电阻 推挽，回路 推挽 选频回路 选频回路
应 用
低频 低频，高频 低频 高频 高频
° q =180
c
＜ 180° qc＜360° q ＜180°
c
50%＜h＜78.5%
h＞78.5% 90%~100%
开关状态
2
第三章
高频谐振放大器
主要内容
3.1 3.2 性 3.3 3.4 3.5 3.6 高频功率放大器的高频效应 高频功率放大器的实际线路 高效功放与功率合成 高频集成功率放大器简介
▼ 功放的外部电流Ic0、Ic1和电压Uc等随回路电容C
的变化特性称为调谐特性。
12
解
临界线可表示为
u ce 0 u ce 0
S c u ce ic 0
ic max=Scuce min =Sc(Ec－Uc) =Sc(1－ξ)Ec
1
1 2
2
i c m ax ScE c
P1
I c1 U
c
1 2
i c max 1 (q ) E c
2 P1 0
I c0 I c max 0 (q ) 0 . 63 0 . 253 0 . 158 A
I c1 I c max 1 (q ) 0 . 6336 0 . 436 0 . 273 A
P0 I c0 E c 0 . 158 24 3 . 79 W
h
复习
1、谐振功率放大器与小信号谐振放大器的异同
点。
2、功率放大器的主要技术指标是什么？ 3、电源供给的直流功率、输出功率和集电极损 耗
功率三者之间的关系。 4、 如何计算效率？
1
不同工作状态时放大器的特点
-
工作状态
甲类 乙类 甲乙类 丙类 丁类
导通角
q =360°
c
理想效率
50% 78.5%
② 临界状态
Im
1 2 3
负载增大
° 180
半导通角
Vcm
1.欠压状态
90 ＜ ° ec min Vcm 2.临界状态
Ic1和Uc均有较大值 ►此时P1最大。
③ 过压状态
Vcm
3.过压状态
Ic1随着负载RL的加大下降， 电压、电流随负载变化波形 因此输出功率和效率也随之减小。 11
例3-1 某高频功放工作在临界状态，通角θ＝70°,输出功 率为3W，Ec＝24V，Eb＝－0.5 V，所用高频功率管的临界饱 和线斜率Sc＝0.33A/V， 转移特性曲线斜率S＝0.8A/V， Eb′=0.65V，管子能安全工作。试计算： P0、η、 Ub以及负 载阻抗的大小。
4
高频小信号放大器 高频功率放大器的原理和特
ube
Eb' Eb
Ubm
t
ib
t
ic
Icmax
t
回路输出电压： uo=uc=Ic1RL cosωt=Uc cosωt 集电极电压： uce=Ec－uo=Ec－Uc cosωt
2． 高频功放的能量关系
输出功率P1
P1
1 2
I c1 U
c
1 2
I c1 R L
S c 1 (q ) E
2 c
图 3-18 临界状态参数计算 13
1 2
1 4
2 P1 S c 1 (q ) E
2 c
0 .5
1 4
23 0 . 33 0 . 436 24
2
0 . 921
i c max S c (1 ) E c 0 . 33 (1 0 . 921 ) 24 A 0 . 626 A