第6讲_高频_丙类功率放大器原理和工作状态.
高频电子技术6.ppt
高频功放：将高频信号进行功率放大的电路，实质是在输入 高频信号的控制下，将电源的直流功率转变成高频功率。
主要功用: 放大高频信号, 以高效率输出大功率，并且尽量保 证非线性失真小。
分类：低频功放：甲类（3600导通，效率50%） 乙类（1800导通，效率78.5%） 甲乙类（大于 1800导通，效率75%）
欠压状态。电压利用率低但可变， 临界状态。 A点在临界饱和线上；
临界状态时的负载电阻 记为：ROPT。
过压状态 A点在饱和区；
Rp 斜率gd 谐振放大器的工作状态由欠压 过压 逐步过渡。
临界
U,I Ic1m Ic0
o 欠压
U cm
P,
临界 过压 Rp
o
ROPT
欠压
Pd P0
Pc 临界 过压 Rp ROPT
6.1 高频功率放大概述
因为工作频率很高，相对频带却很窄，因此一般 都采用选频网络作为负载回路，工作状态选用丙 类、丁类。对于需要在很宽的范围内变换工作频 率的情况，还可采用宽带高频功率放大电路，它 不采用选频网络作负载，而是以频率响应很宽的 传输线变压器作负载。由于受功放管的限制，单 个功率放大电路输出功率是有限的，在大功率无 线电信号发射装置中，采用功率合成技术来增大 输出功率。
结论： 随着负载的增大，电路的工作状态经历了从欠压状
态到临界状态又到过压状态的变化 ； 临界状态：效率与输出功率最佳，是谐振放大器的
最佳工作状态； 欠压状态：效率低，恒流源； 过压状态：效率高，损耗小，恒压源。
图6-12 谐振功率放大电路的测试电路
例6.1 某高频谐振功率放大电路工作于临界状态，输出 功率为15W，且UCC=24V，导通角θ=70°，ξ=0.91。试 问：
第6讲高频 丙类功率放大器原理和工作状态要点
第六讲 丙类功率放大器原理和工作状态 9/21/2018 8:52 PM 3
管子的运用状态不同，相应的最大集电极效率 也就不同。假定管子集电极电流为iC，电压为vCE
则
1 P iC vCE dt C 2 1 iC vCE dt 2
射频功率放大器 (Power Amplifier)
高频功率放大器的特点
丙类谐振功率放大器
丁类谐振功率放大器
谐振功率放大器的电路组成
宽带高频功率放大器
第六讲 丙类功率放大器原理和工作状态
9/21/2018 8:52 PM
1
功放是能量转换器：
在输入信号的作用下，直流电源提供的直流功 率PD中，一部分被转换为输出信号功率P0 ，其余部 分消耗在功率管中，成为功率管的耗散功率Pc ，即 管耗。 放大器的集电极效率
c
(Collection efficiency)
就是来评价这种转换能力的性能指标：
Po Po c PD Po Pc
作为放大器，功率增益是重要的性能指标， 但却是第二位的。
第六讲 丙类功率放大器原理和工作状态 9/21/2018 8:52 PM 2
二.
功率管的运用特性
在功放中，往往 选择不同的静态工作 点，使功放运用在特 性不同的区段上，来 实现甲，乙，丙，丁 等不同运用状态。在 输入余弦波激励下,集 电极输出电流iC 的波形 不同：
cos t cos c 1 cos c
若对ic 分解为付里叶级数为：
ic
ic1
ic2
ic3
Ico ωt
其中各系数分别为：
I co 1 2
I cmax sin c c cos c ) I cmax 0 c 1 cos c 1 1 c sin c cos c I cm 1 i cos td ( t ) I ( ) I cmax 1 c c cmax 2 1 cos c 2 sinn c cos c c cos n c sin c 1 c I cmn ic cos ntd(t ) ic max ) I cmax n c 2 c 2 n n 1 1 cos c ic d (t )
丙类高频功率放大器的最佳工作状态
丙类高频功率放大器的最佳工作状态一、概述高频功率放大器是一种常用的电子器件，用于放大高频电信号的功率。
丙类高频功率放大器是其中一种常见类型，其在通讯、雷达、无线电频率对信号的放大中扮演着重要角色。
在实际应用中，如何保证丙类高频功率放大器的最佳工作状态是一个重要的问题。
二、丙类高频功率放大器的工作状态1. 丙类高频功率放大器的特点丙类高频功率放大器是一种采用晶体管或真空管等器件工作的放大器。
它的特点是具有较高的工作效率和较大的功率输出，适合用于高频信号的放大。
然而，丙类高频功率放大器的工作状态对其性能有着直接的影响。
2. 最佳工作状态的定义最佳的工作状态是指在一定的工作条件下，丙类高频功率放大器能够达到最佳的性能表现。
在实际应用中，最佳工作状态的定义包括但不限于：最大功率输出、最高的工作效率、最小的失真程度、最小的热量产生等。
三、影响丙类高频功率放大器工作状态的因素1. 电源电压丙类高频功率放大器在不同的电源电压下工作状态会有所不同。
合适的电源电压可以保证其正常的放大功能，并且对功率输出和工作效率有直接影响。
2. 输入信号幅度输入信号的幅度也是影响丙类高频功率放大器工作状态的重要因素。
合适的输入信号幅度可以保证放大器的正常工作，并且影响着放大器的失真程度。
3. 温度丙类高频功率放大器在不同温度下的工作状态也会有差异。
过高或过低的温度都会对其性能产生负面影响。
保持合适的工作温度对丙类高频功率放大器而言是十分重要的。
4. 负载匹配负载匹配是指输出端负载与放大器输出端的阻抗匹配。
合适的负载匹配可以最大限度地提高功率输出和工作效率，并减小失真程度。
四、实现丙类高频功率放大器最佳工作状态的方法1. 精确控制电源电压在实际应用中，可以通过精密的电源控制电路来保持恒定的电源电压，确保丙类高频功率放大器在最佳的电源电压下工作。
2. 输入信号控制可以通过信号处理电路来控制输入信号的幅度，以保证丙类高频功率放大器在适当的输入信号幅度下工作。
高频丙类功率放大器基础知识详解
高频丙类功率放大器基础知识详解高频功率放大器是各种无线电发射机的主要组成部分，它与低频功率放大器一样要求输出功率大、效率高。
但不同的是，高频功放的工作频率高(几万千赫兹到几万兆赫兹数量级)，但相对频带很窄。
高频功放一般工作在丙类状态，其放大电路一般采用选频网络作为负载回路。
由于高频功放通常工作于丙类，属于非线性电路，因此不能用线性等效电路来分析。
对它们的分析方法有图解法和解析近似分析法，这里我们采用最常的解析近似分析法中的一种折线法来简要叙述高频功放的基本工作原理和工作状态。
高频丙类谐振功放的电路主要由放大部分和频带选通部分组成，其结构框图简单示意如图6.17所示。
输出信号其中，频带选通部分由选频滤波电路实现，其主要任务是滤除输入到放大电路的无用频率分量，滤除放大器件产生的无用谐波分量，以减小非线性失真。
高频丙类谐振功放的具体原理电路，如图6.18所示。
这是一个以晶体管为核心的非线性放大器，其转移特性曲线，如图6.19(a)所示。
尽管集电极电流是周期性非正弦波、是不连续的，但输出电压却是连续的。
如果从能量交换的角度来解释当ic=0时为什么还会有输出电压。
这是由于选频网络是由LC并联电路构成，当ic=0时，L与C支路电流并不为零，只是大小相等而方向相反而已。
说明此时回路正在进行着电场能量与磁场能量的交换，所以输出是不断的，连续的。
当然如果输出回路是一电阻网络，自然不会出现这种现象。
需要说明的是工作于功率放大器中的选频网络，为了适应输出较大功率的要求，通常回路的品质因数都较低，一般在10左右。
由于输出回路调谐在基波频率上，输出电路中的高次谐波处于失谐状态，相应的输出电压很小，因此，在放大电路的输出功率Po等于集电极电流基波分量在负载R上的平均功率，即谐振功放中只需研究直流及基波功率2.电源供给功率（PE）电源电压UCC与流过UCC的集电极电流ic的直流分量IC0的乘积，用PE表示，即Pe=Ucc*Ico(6.25)3.集电极管耗（PC）电源供给功率PE与输出基波交流功率Po之差，用PC表示，即Pc=Pe-Po (6.26)丙类放大器的工作状态人们根据是否进入器件的截止区，以及进入截止区的深入程度，把放大电路分为甲类、乙类、甲乙类和丙类四种工作状态。
第6讲_高频 丙类功率放大器原理和工作状态
11
开放实验：高频功率放大器
本次实验主要研究以甲类谐振功率放大器为推动级， 以丙类谐振功率放大器为末级的混合功率放大器。
第六讲 丙类功率放大器原理和工作状态
4/2/2024 6:52 PM
12
例题
晶体管高频功率放大器，电源 V 24 V, CC
Ic0 300mA, 电压利用系数 0.95 , VD 0.5 V 输出功率 Po 6 W 。求电源提供的功率 Pdc ，
A
ubemax
•
令 t 0 o
A
:
uubcee
uc min ub ma x
EC UCm U BB U
bm
O
EC uce •Q
（2）作静态工作点 Q：
ucmin
令 t 90 o 由外部方程可得：输出端： uce EC Ucm cost
Q
:
uce
ic
I
EC , Q
uBE U BB gc (U BB U
R较 得P 为 快 多， ，L故即C倍集回 频电器路 极的效谐集率振 电 c极 在较耗2低散ω，功时 且率倍的 PC频比并次正联 数常谐 n工值振 作较于电高基阻 ，波损。状耗态较时大大，
效率较低，故丙类倍频器一般只限于二倍频和三倍频的应用。
第六讲 丙类功率放大器原理和工作状态
4/2/2024 6:52 PM
1 1 2 0
1 2 1.75 0
查表得知： 66
cos 0.407
1( ) 0.419 0 ( ) 0.239
第六讲 丙类功率放大器原理和工作状态
4/2/2024 6:52 PM
14
Icm
Ico
0 ( )
300 0.239
丙类放大器工作状态
丙类放大器工作状态
丙类放大器是一种常见的放大器类型，主要用于放大电信号。
在工作状态下，丙类放大器的特点包括：
1. 工作原理，丙类放大器是一种非线性放大器，其工作原理是在输入信号的正半周或负半周才进行放大，另一半周的信号则被截断或者不放大，这样可以实现高效率的放大。
2. 偏置，丙类放大器通常需要一个适当的偏置电压来确保在信号输入时能够迅速响应并进行放大。
3. 失真，由于丙类放大器的非线性特性，会导致输出信号存在一定程度的失真，尤其是在信号过载时。
4. 效率，丙类放大器的效率相对较高，因为它只在信号的一个半周进行放大，节省了功率的消耗。
5. 适用范围，丙类放大器常用于音频放大、射频放大等领域，但需要注意的是它的失真特性可能使其不适合一些对信号质量要求较高的应用场景。
总的来说，丙类放大器在工作状态下能够高效地放大信号，但需要注意其失真特性和适用范围。
希望这些信息能够帮助您更全面地了解丙类放大器的工作状态。
丙类功率放大器电路组成和工作原理分析
在工业控制系统中，丙类功率放大器用于驱动执行机 构，如电机、阀门等。
优化方案与改进建议
效率优化
通过改进电路设计或采用新材料，提高丙类功 率放大器的效率，降低能耗。
线性度改善
通过调整输入信号或采用前馈技术，改善丙类 功率放大器的线性度，减少失真。
散热设计优化
改进散热设计，提高散热效率，降低设备温度，提高设备可靠性。
功放输出级电路通常采用丙类工作状 态，利用晶体管的开关特性实现信号 的线性放大和高效能量转换。
偏置电路
偏置电路的主要作用是为各级放大器提供合适的静态工作点，以保证放大器的正常工作和稳定性。
偏置电路通常由电阻、电容、二极管等元件组成，通过合理设置各元件参数，可以调整各级放大器的 偏置电压和电流。
Part
03
丙类功率放大器工作原理
信号放大原理
信号放大
丙类功率放大器通过输入信号控 制晶体管的工作状态，将输入信 号进行放大，输出幅度更大的信 号。
电压放大
丙类功率放大器主要通过晶体管 的电压放大作用，将输入信号的 电压幅度进行放大。
电流放大
同时，晶体管也会对输入信号的 电流进行放大，使得输出信号的 电流幅度也得到相应的增大。
丙类功率放大器电路 组成和工作原理分析
• 引言 • 丙类功率放大器电路组成 • 丙类功率放大器工作原理 • 丙类功率放大器的性能指标 • 丙类功率放大器的实际应用与优化
目录
Part
01
引言
目的和背景
01
研究丙类功率放大器的电路组成 和工作原理，为实际应用提供理 论支持。
02
分析丙类功率放大器的性能特点 ，为优化设计提供依据。
丙类功率放大器的应用
第6讲_高频丙类功率放大器原理和工作状态
第6讲_高频丙类功率放大器原理和工作状态高频丙类功率放大器是一种常见的放大器类型，广泛应用于通信、无线电等领域。
本文将介绍高频丙类功率放大器的原理和工作状态，帮助读者更好地理解和应用这一技术。
一、高频丙类功率放大器的原理高频丙类功率放大器是一种用于放大高频信号的电路。
它的原理基于功率放大器的工作方式。
功率放大器是一种特殊的放大器，其输出端可以输出较大幅度的电功率，通常用于将弱信号放大到足够驱动负载的水平。
高频丙类功率放大器的原理和一般功率放大器相似，但其特点是在工作过程中采用了丙类放大的方式。
丙类放大是一种非线性放大方式，其输出信号在正半周和负半周分别被不同的放大器阶段放大。
具体而言，高频丙类功率放大器由一个或多个功率放大器级联组成。
每个放大器阶段都工作在丙类工作状态下，即在正半周和负半周分别进行放大。
这样可以有效提高功率放大器的效率，并实现对高频信号的放大。
二、高频丙类功率放大器的工作状态1. 正半周放大状态在高频丙类功率放大器的正半周工作状态中，输入信号的正半周期被放大器阶段进行放大。
此时，输出信号为输入信号的正半周期的放大结果。
由于丙类放大器在正半周时工作，因此其输出端的负电压是由负反馈电路提供的，保持放大器处于良好的工作状态。
2. 负半周放大状态在高频丙类功率放大器的负半周工作状态中，输入信号的负半周期被不同的放大器阶段进行放大。
此时，输出信号为输入信号的负半周期的放大结果。
同样，由于丙类放大器在负半周时工作，负反馈电路提供正电压来保持放大器的工作状态稳定。
3. 合并输出高频丙类功率放大器通过将正半周和负半周的放大结果合并起来，得到了每一个周期内的完整的输出信号。
这种合并输出的方式可以保证高频丙类功率放大器输出信号的连续性和稳定性。
三、高频丙类功率放大器的应用高频丙类功率放大器在通信和无线电领域有着广泛的应用。
由于其工作效率高，输出功率大，适用于处理高频信号，并且可通过合并多个放大器级联来获得更高的增益。
高频丙类功率放大器
实验一：高频丙类功率放大器前言在高频范围内为获得足够大的高频输出功率，必须采用高频放大器，高频功率放大器主要用于发射机的未级和中间级，它将振荡产生的信号加以放大，获得足够高频功率后，再送到天线上辐射出去。
另外，它也用于电子仪器作未级功率放大器。
高频功率放大器要求功率高，输出功率大。
丙类放大器它是紧紧围绕如何提高它的效率而进行的。
高频功率放大器的工作频率范围一般为几百KHZ—几十MHZ。
一般都采用LC 谐振网络作负载，且一般都是工作于丙类状态，如果要进一步提高效率，也可工作于丁类或戊类状态。
一．实验目的及要求（一）实验目的1．进一步了解高频丙类功率放大器的工作原理和调试技术。
2．熟悉负载变化对放大器工作状态的影响及各指标的测试方法。
3．掌握输入激励电压，集电极电压，基极偏置电压变化对放大器工作状态的影响。
（二）实验要求1．认真阅读本实验教材及有关教材内容2．熟悉本实验步骤，并画出所测数据表格。
3．熟悉本次实验所需仪器使用方法。
（三）实验报告要求1．写出本次实验原理及原理框图2．认真整理记录测试数据及绘出相应曲线图。
3．对测试结果与理论值进行比较分析，找出产生误差的原因，提出减少实验误差的方法。
4．详细记录在调谐和测试过程中发生的故障和问题，并进行故障分析，说明排除过程和方法。
5．本次实验收获，体会以及改进意见。
二．实验仪器及实验板1．双踪示波器（CA8020）一台2．高频信号发生器（XFG-7）一台3．晶体管直流稳压电源一块4．数字万用表一块5．超高频毫伏表（DA22）一台6．直流毫安表一块7．高频丙类功率放大器实验板一块三．实验原理及公式推导高频谐振放大器的主要作用是使电路输出功率大，效率高；主要特点是用谐振回路来实现阻抗变换，并且为了提高效率常工作在丙类状态。
高频功率放大器一般有两种：1.窄带高频功率放大器；2. 宽带高频功率放大器。
前者由于频带比较窄，故常用选频网络作为负载回路，所以又称为谐振功率放大器。
高频丙类功率放大器原理和工作状态要点课件
3
交叉学科融合
与其他学科领域的交叉融合将为高频丙类功率放 大器的发展带来新的机遇和突破口。
THANKS
感谢观看
减小非线性失真的方法包括提高放大器线性度、 采用预失真技术以及合理配置负载阻抗等。
动态范围
01
动态范围是指放大器在正常工作状态下，能够处理的信号强度 的最大值和最小值之间的范围。
02
动态范围的大小取决于放大器的噪声性能、线性工作范围和失
真性能等因素。
动态范围越大，放大器能够处理的信号强度变化范围越广，信
增益不稳定
由于电路参数的变化或外部干扰，功率放大器的增益可能不稳定。解决方案：采用自动增益控制（AGC）技术，实时 监测和调整放大器的增益水平，确保输出信号的稳定性。
非线性失真
在高功率输出时，放大器可能产生非线性失真，影响信号质量。解决方案：采用适当的负反馈或前馈技 术，改善放大器的线性度；同时合理选择工作点，避免进入非线性区域。
由于丙类放大器只在信号峰值时消耗功率 ，因此效率较高。
非线性失真
适用范围广
由于丙类放大器的非线性工作特性，会产 生非线性失真。
适用于各种不同的信号和通信系统。
工作原理
01
02
03
输入信号
输入信号通过输入变压器 耦合到功率管，并在功率 管中进行放大。
功率放大
功率管在电源电压的作用 下，将输入信号放大并输 出。
高频丙类功率放大器原 理和工作状态要点课件
目录
• 高频丙类功率放大器概述 • 丙类放大器的原理 • 工作状态要点 • 实际应用与优化 • 发展趋势与展望
01
高频丙类功率放大器概述
定义与特点
定义
效率高
高频丙类功率放大器是一种电子设备，用 于将较小的信号放大到足够大的功率，以 便在传输系统中传输。
丙类功放集电极调制、基极调制、放大、限幅时的工作状态
丙类功放集电极调制、基极调制、放大、限幅时的工作状态题目：丙类功放集电极调制、基极调制、放大、限幅时的工作状态丙类功放是指在电子管中，集电极和基极两个极端的工作状态，其具体调制、放大、限幅过程如下：一、集电极调制在集电极调制时，集电极与扇形沟槽上夹有偏置电压的反向二极管形成一个反向整流器。
当输入信号为正半周时，输出被输入电阻放大后加在集电极上，其中正半周信号经反向整流后被阻断，因此集电极上的电压上升，在集电极调制波形上呈现正半周；反之，当输入信号为负半周时，输出加在基极上，但由于反向整流对负半周信号不起作用，因此集电极上的电压下降，在集电极调制波形上呈现负半周。
可见，集电极调制后输出波形的一半被正反向整流效应砍掉。
二、基极调制在基极调制中，输入信号加在基极上，底栅电容向上放大，发射极输出正半周波形。
发射极负半周波形则不放大，因为基极-发射极间是PN结二极管，且原本的偏压值大于负半周信号的峰值，负半周信号的传输受到阻碍，绝大部分电流是汲入式输入电阻R1的反向电流，因此基极-发射极的电容无法被放电，无法支撑负半周输入信号的放大，其输出波形与输入信号呈现一致。
三、放大在放大时，基极—发射极直流偏压是为了确保管子能够正常工作，同时使电子流在其受控制的空间层中形成，从而为信号放大做出铺垫。
在放大过程中，能看到的是信号波呈现不同程度的递增。
四、限幅在限幅时，输入信号加在基极上，当其超过一个特定幅度时，由于基极-发射极之间的电压过高而导致二极管区域堆积的电荷会将BJT的结区正常低压状态变为反向高压区域。
当这种区域很大时，整个区域的电容将被放电，导致一个反向的放电电流通过BJT而使其处于饱和状态，进而使输出电平锁定在BJT的极限电平。
丙类放大器工作状态 -回复
丙类放大器工作状态-回复什么是丙类放大器？丙类放大器是一种电子放大器，被广泛应用于音频放大等领域。
它的特点是高效率、高功率输出和低失真。
在丙类放大器的工作状态下，可以实现音频信号的放大，并将其输出到扬声器或其他音频设备上。
首先，我们来了解丙类放大器的基本工作原理。
丙类放大器的核心是一个功率开关电路，它通过开关管的工作状态来控制输出信号。
当输入信号的幅值较小时，丙类放大器处于不工作的状态，开关管处于关断状态，输出电路是断开的。
当输入信号的幅值达到一定值时，开关管开始工作，打开输出电路，将信号放大并输出到负载上。
在丙类放大器的工作状态下，开关管的工作过程可以分为两个阶段。
第一个阶段是导通阶段，也叫做开关导通状态。
在这个状态下，开关管处于导通状态，输入信号通过开关管被放大，并输出到负载上。
由于开关管处于导通状态，电流流过开关管的损耗较小，因此丙类放大器的效率较高。
第二个阶段是截止阶段，也叫做开关截止状态。
在这个状态下，开关管处于截止状态，输入信号不经过开关管，无法被放大。
这个阶段主要是为了保持电流流过开关管的损耗最小。
当输入信号的幅值逐渐减小，到达一定阈值以下时，丙类放大器进入截止阶段，开关管停止工作，电流流过开关管的损耗几乎为零。
丙类放大器的工作状态是由输入信号的幅值决定的。
只有当输入信号的幅值超过一定阈值时，丙类放大器才会开始工作。
这个阈值通常被称为丙类放大器的开启电平。
在开启电平以上，丙类放大器会将输入信号放大并输出到负载上。
在开启电平以下，丙类放大器停止工作，输出为零。
当丙类放大器处于工作状态时，一部分输入信号会经过开关管并输出到负载上，但也会有一部分输入信号被丢弃，不经过放大。
这是因为开关管需要一定的时间来切换导通和截止状态。
这个过程称为开关管的开关失真。
虽然开关失真会引入一定的失真，但由于丙类放大器的高效率和低失真特性，开关失真的影响在实际应用中通常可以忽略不计。
综上所述，丙类放大器在工作状态下能够高效地放大音频信号。
丙类放大器原理
折线法是将电子器件的特性曲线理想化，用一组折 线代替晶体管静态特性曲线后进行分析和计算的方法。
对谐振功率放大器进行分析计算，关键在于求出电流
的直流分量Ic0和基频分量Icm1。
ic gc
ic
临界线
过压区 gcr
欠压区
eb
理想化折线 （虚线）
0
eb
VBZ
0
ec
(a)
(b)
一定要注意
g
c与g
不是一回事
cr
这是一对矛盾，根据实验折中，人们通常 取
c 70 O
§6.2.2 功率关系
第一步 : 分析电源输出功率 P
余弦电流脉冲ic可分解为付立叶级数：
ic Ic0 Icm1cost Icm2 cos 2t Icmn cos nt
根据付立叶级数原理Ic0
1 T
T /2
T / 2 icd (t)
（3）电路图中各变量关系及波形分析
分析第一步：输入信号有反向偏置电压，从而输出为余弦脉冲
vb
vBE
iC
iC
VBB
VBB
VBZ
vBE 0
t
t 0
输入信号振幅记为 Vbm
vBE
t
分析第二步：把集电极余弦电流脉冲看成一系列电流源的叠加
iC
vb
vBE
VBB
VCC
为了分析更清晰，先假设没有抽头
iC
0
等 效
甲类或乙类
高频功放 射频
发射机末端 LC谐振回路
丙类
高频功放与高频小信号放大器的比较
电路性质 应用场合 放大器类型
高频小信号 放大器
线性
发射机送给功放的信号 接收机天线送来的信号
丙类功率放大器电路组成和工作原理分析.
50％ <η <78.5%
η >78.5%
丙类谐振功率放大器
电路特点：
ic
1、VCC：提供直流能源 2、激励信号大：电 路处于大信号非线 性状态
＋ ib ＋ V uce ＋ ube － －
C －L
＋ vc
输出
vb=Vbmcoswt
－
3、晶体管：承受高电压 大电流，截止频率高 4、负载回路：谐振回路
(b) 3. 导通角和vCEmin越小，Pc越小；
丙类谐振功率放大器
丙类谐振功率放大器
ic
+ vb VBB C Rp L vc +
Vcc
电路正常工作（丙类、谐振）时，
外部电路关系式： v BE VBB Vbm cost
v CE VCC Vcm cost
iC I c0 I cm1 cost I cm2 cos2t I cmn cosnt
vCE
ic
C Rp L vc + Vc c
ic maxCE min 0 qc V BZ
v BE VBB Vbm cost
或电压 电流
v
V CC
iC
v bE max
t
V BB
vBE
V bm
1 T Pc i C v CE dt T 0 1. iC 与vBE同相，与vCE反相；
2. iC 脉冲最大时，vCE最小；
丙类谐振功率放大器
半导通角的选择
导通角越小 效率越高
导通角太小
输出功率反而减小
兼顾输出功率 和效率
半导通角 70度左右
丙类谐振功率放大器
小信号谐振放大器与丙类谐振功率放大器的区别之处在于： 工作状态分别为小信号甲类与大信号丙类。因此，采用负电源 作基极偏置。
简述丙类功率放大器的原理
简述丙类功率放大器的原理丙类功率放大器是一种常见的功率放大器，它的原理可以概述为通过将输入信号分为两个部分，一个部分用于控制开关管的导通，另一个部分则用来控制开关管的关断，从而实现对输入信号的放大。
这种设计使得丙类功率放大器具有高效率和低失真的特点，被广泛应用于音频放大、射频通信等领域。
丙类功率放大器的原理基于晶体管（或管子）的非线性导通特性。
晶体管的导通和关断是通过基极电流进行控制的。
在丙类功率放大器中，晶体管通常使用开关型晶体管（如MOSFET）或具有延迟特性的双极型晶体管（如BJT）。
开关型晶体管具有高开关速度和低导通电阻，适用于高频率的应用；而双极型晶体管的导通特性更加符合音频信号的放大需求。
丙类功率放大器的输入信号被分为两个部分，一个部分用于控制晶体管的导通，另一个部分则用来控制晶体管的关断。
这样，晶体管只在输入信号正半周期与负半周期的过渡点才会被导通，而在信号的保持期则关闭，从而减小了功率放大器在无信号输入时的功耗。
具体实现时，丙类功率放大器通常采用交叉耦合的方式。
即将输入信号通过耦合电容分为正信号和负信号，分别作用于两个晶体管的控制端。
在正信号过程中，正信号晶体管导通，负信号晶体管关闭；在负信号过程中，负信号晶体管导通，正信号晶体管关闭。
这样，输入信号就被放大到输出端。
需要注意的是，由于丙类功率放大器在正负信号过程中只有一个晶体管处于导通状态，因此输出信号将会出现截止失真。
为了解决这个问题，一般会在输出端引入一个滤波电路，对输出信号进行滤波和重构。
滤波电路通常由电感和电容组成，用于将输出信号的截止部分滤除，使得输出信号更加接近于原始信号。
总结起来，丙类功率放大器的原理是通过将输入信号分为控制导通和关断的两个部分，利用晶体管的开关特性对输入信号进行放大。
由于只有一个晶体管处于导通状态，使得丙类功率放大器具有高效率和低失真的特点。
通过引入滤波电路，可以进一步改善输出信号的质量。
这种放大器常用于音频放大、射频通信等领域，是一种常见且实用的功率放大器设计。
高频电子线路课件：丙类功率放大器性能分析
(3) 丙类谐振功放在进行功率放大的同时, 也可进行振幅 调制。若调制信号加在基极偏压上, 功放应工作在欠压状态； 若调制信号加在集电极电压上, 功放应工作在过压状态。
(4) 回路等效总电阻RΣ直接影响功放在欠压区内的动态线 斜率, 对功放的各项性能指标关系很大, 在分析和设计功放时 应重视负载特性。
为了衡量输出匹配网络上的功率损耗，可以定义回路效率为
n
PL Po
（3.2.15）
其中，PL、Po分别是负载上得到的功率和功放的输出功 率
例3.4 分析图例3.4所示工作频率为175 MHz的两级谐振功 率放大电路的组成及元器件参数。
Pi=1W, Po=12W, Rs=50Ω, RL=50Ω。Po1=4W, UCC=13.5 V。
（3） 增大UBB，则动态线平行上移， RΣ 不变，Q点上移， 动态线及其延长线为CQ3。根据图3.2.9基极调制特性， Ucm增 大， Po将增大，所以Po3＞Po0。
（4） 增大Ubm，则动态线从A延长到D， RΣ不变，Q点不变， 根据图3.2.8放大特性，Ucm和Po均增大，所以Po4＞Po0。
例3.2 某高频功放工作在临界状态, 已知UCC=18V, gcr=0.6 A／V, θ=60°, RΣ=100Ω, 求输出功率Po、直流功率PD和集电极 效率ηc。
解： 由式(3.2.14)可求得:
Rd=α1(60°)(1-cos 60°)×100=19 Ω
由图3.2.6可以写出以下关系式:
故
gd
2 .匹配网络
为了使谐振功放的输入端能够从信号源或前级功放得到有 效的功率, 输出端能够向负载输出不失真的最大功率或满足后级 功放的要求,在谐振功放的输入和输出端必须加上匹配网络。
丙类功率放大电路
丙类功率放大电路同学们，今天咱们来聊聊丙类功率放大电路，这可是电子学里挺重要的一部分哦！那啥是丙类功率放大电路呢？简单来说，它是一种能把小信号放大成大功率信号的电路。
丙类功率放大电路有一些很特别的地方。
它工作的时候，晶体管导通的时间比一个信号周期要短。
这就好像是在跑步比赛里，运动员不是一直在跑，而是跑一会儿歇一会儿，但每次跑都特别有力。
比如说，在一个完整的信号周期里，晶体管可能只在一小段时间内导通，其他时间都处于截止状态。
这种工作方式有啥好处呢？最大的优点就是效率高！因为晶体管导通的时间短，消耗的能量就少，所以能把更多的电源能量转化为输出信号的功率。
咱们来举个例子，假如有一个小小的输入信号，就像一个小水滴。
经过丙类功率放大电路之后，这个小水滴就变成了一股强大的水流，也就是大功率的输出信号。
在丙类功率放大电路中，还有一些关键的元件和参数。
比如说，负载阻抗就很重要。
它得和电路匹配得好，才能让输出功率最大，效率最高。
还有输入信号的幅度和频率也会影响电路的工作。
如果输入信号太小或者太大，电路可能都没法正常放大。
丙类功率放大电路在实际应用中可有用啦！比如在无线电通信里，要把微弱的信号放大后发送出去，就得靠它。
还有在一些音响设备中，为了让声音更大更响亮，也会用到丙类功率放大电路。
但是呢，丙类功率放大电路也不是完美的。
它的输出信号会有一些失真，不像输入信号那么完美。
不过在很多情况下，这点失真是可以接受的，因为我们更看重它能放大功率。
比如说，在广播电台发送信号的时候，只要能让大家收到清晰可懂的声音，稍微有点失真也没关系。
同学们，虽然丙类功率放大电路有点复杂，但只要我们慢慢理解它的工作原理和特点，就能更好地掌握这部分知识。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
cos t cos c 1 cos c
若对ic 分解为付里叶级数为：
ic
ic1
ic2
ic3
Ico ωt
其中各系数分别为：
I co 1 2
I cmax sin c c cos c ) I cmax 0 c 1 cos c 1 1 c sin c cos c I cm 1 i cos td ( t ) I ( ) I cmax 1 c c cmax 2 1 cos c 2 sinn c cos c c cos n c sin c 1 c I cmn ic cos ntd(t ) ic max ) I cmax n c 2 c 2 n n 1 1 cos c ic d (t )
第六讲 丙类功率放大器原理和工作状态 9/12/2018 12:35 AM 6
第六讲 丙类功率放大器原理和工作状态
9/12/2018 12:35 AM
7
第六讲 丙类功率放大器原理和工作状态
9/12/2018 12:35 AM
8
2 工作原理分析
(1) 集电极电流 i c
ic gc U BB U bm cost U BZ
g c U bm I c max 1 cos c
ic
•
ic
Icmax
又 当 t 0 时， Icmax gcUbm1cosc
gC
代入ic 有：
-UBB
C
•
-UBZ
•
ic I cmax
cost cos c 1 cos c
vBE C C vb
ic
有
ic 折线的斜率 gc uBE
当 uBE UBZ ， ic gc uBE UBZ 式中 gc 为：
uc e 常 数
•
ic
gC
-UBB
C
•
UBZ
•
uBE C ub
C
i c g c U BB U bm cos t U BZ
C
Ubm
9/12/2018 12:35 AM
10
UBZ UBB
为晶体管集电极电流导通角，iC导通时间越小，
演示：功率放大器A、B、C类示意图
PC就越低。 丙类效率最高。
第六讲 丙类功率放大器原理和工作状态 9/12/2018 12:35 AM 4
1
+ uS -
高频功率放大器的工作原理 基本电路结构
+ ub C L
ic
+ ub -UBB
+ uCE C -
Rp
Demo:高频放大器工作状态的划分
第六讲 丙类功率放大器原理和工作状态 9/12/2018 12:35 AM 3
管子的运用状态不同，相应的最大集电极效率 也就不同。假定管子集电极电流为iC，电压为vCE
则
1 P iC vCE dt C 2 1 iC vCE dt 2
ub U bm cost
+ ub + uBE + uCE C _
ic
Rp
+ L u c1 -
则加到晶体管基极,发射级的 有效电压为: uBE ub U BB U BB U bm cost
-UBB
EC
由晶体管的转移特性曲线可以看出： 当 uBE U BZ ， i c 0
C
尖顶余弦脉冲的数学表达式
第六讲 丙类功率放大器原理和工作状态
Vbm
9/12/2018 12:35 AM 9
(1) 集电极电流
i c i c max
i c I co I cm1 cost I cm1 cos 2t I cmn cosnt
Icmax θc θc
c
(Collection efficiency)
就是来评价这种转换能力的性能指标：
Po Po c PD Po Pc
作为放大器，功率增益是重要的性能指标， 但却是第二位的。
第六讲 丙类功率放大器原理和工作状态 9/12/2018 12:35 AM 2
二.
功率管的运用特性
在功放中，往往 选择不同的静态工作 点，使功放运用在特 性不同的区段上，来 实现甲，乙，丙，丁 等不同运用状态。在 输入余弦波激励下,集 电极输出电流iC 的波形 不同：
1
由于当 t c 时， i c 0
U BB U BZ cos c U bm
U BB U BZ c cos U bm
+ ub -
+ uBE
_
+ uCE C -
ic
Rp
+ L u c1 -
-UBB
EC
ic gc U bm cost (U BB U BZ ) gc U bm cost U bm cos c gcU bm cost cos c
射频功率放大器 (Power Amplifier)
高频功率放大器的特点
丙类谐振功率放大器
丁类谐振功率放大器
谐振功率放大器的电路组成
宽带高频功率放大器
第六讲 丙类功率放大器原理和工作状态
9/12/2018 12:35 AM
1
功放是能量转换器：
在输入信号的作用下，直流电源提供的直流功 率PD中，一部分被转换为输出信号功率P0 ，其余部 分消耗在功率管中，成为功率管的耗散功率Pc ，即 管耗。 放大器的集电极效率
+ L u c1 -
-UBB EC (a) 原理电路
EC
(b) 等效电路
主要由五个部分组成： 1）集电极直流电源 2）基极偏置电路 3）大功率晶体管 4）输入激励电路 5）输出谐振回路
第六讲 丙类功率放大器原理和工作状态 9/12/2018 12:35 AM 5
2 工作原理分析
ic (1) 集电极电流 设输入信号电压:
c c
式中：(1) 0 c ，1 c ，…，n c 称为尖顶余弦脉cm2 ，…， Icmn 为直流及基波和各次谐波的振幅。 (2) Ico ， I cm1 ，
第六讲 丙类功率放大器原理和工作状态