第2章高频选频放大器-下

2 .0
0
1 0
2 .0 1 .9 1 .8 1 .7 1 .6
1 .9 1 .8 1 .7 1 .6
g 1 ( )
g 1 ( )
2 3
2
1 .5 1 .4 1 .3 1 .2 1 .1 1 .0 0
1 .5 1 .4 1 .3 1 .2 1 .1 1 .0 0 2 0 4 0 6 0 8 0 1 00 1 20 1 40 1 60 1 80
I c 0 ic max
I c1 ic max
I cn ic max
sin cos ic max 0 ( ) (1 cos )
n ( )
— n次谐波的分解系数
sin cos ic max1 ( ) (1 cos )
2 sin n 2n sin cos n ic max n ( ) 2 n (n 1)(1 cos )
第二章 高频选频放大器
通信工程
2.5 丙类高频谐振放大器
作用：
在通信发射机中，用于对高频已调波信号进行功率放大, 然后经天线将其辐射到空间
技术指标
输出功率 效率 非线性失真
2
2.5 丙类高频谐振放大器
主要特点：
丙类工作状态 导通角
– 在一个周期内集电极电流导通时间的一半
丙类－ 90
vbe VBB Vbm cost
谐振电阻： Re
Vcm I c1
vce VCC Vcm cost VCC Re IC1 cost
集电极电源电压利用系数：

Po
直流功率： PD Vcc I c 0 0 I cmVcc 输出功率： Po Vcm I c1 1 I c21 Re 2 2 其中
Po
1 VCC1 I cm 2
1 ( ) 0 ( )
综合考虑 c , Po
70 ~ 80
10
2.5 丙类高频谐振放大器－工作状态分析
前提：
假设一：谐振回路具有理想滤波特性，其上只能产生 基波分量或具有良好滤波特性，可只考虑基波分量 假设二：功率管的特性用输入和输出静态特性曲线表 示，其高频效应可忽略。
iC 折线近似分析法：功率放大电路是大信号工作 , ICm 而在大信号工作时必须考虑晶体管的非线性特 性, 这样将使分析比较复杂。为简化分析, 可 以将晶体管特性曲线理想化, 即用一条或几条 0 直线组成折线来代替。


t

集电极电流是一串周期重复的脉冲 序列，脉冲宽度小于半个周期。
t
动态线
在输入信号激励下，晶体管输出特性曲线上，不同时
刻uCE、ic对应点的轨迹特点称动态线，或交流负载线，
采用折线分析时动态线为直线
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2.5 丙类高频谐振放大器－工作状态分析
A点： B点：
t 0， vBE VBB Vbm ， vCE VCC Vcm
t ， ic 0 ， vCE VCC Vcm cos
假设LC谐振回路具有理想滤波特性，也即谐振回路调谐于基 波，对基波呈现大的阻抗，而对其他分量呈现的阻抗很小。
vCE VCC Vcm cost VCC Re I C1 cost
8
2.5 丙类高频谐振放大器－性能分析
假设：谐振回路具有较好滤波特性。各谐波电压 相对基波电压很小，可忽略不计。
C点：
t ， ic 0 ， vCE VCC Vcm
12
2.5 丙类高频谐振放大器－工作状态分析
当A1点处于放大区称为欠压（Undervoltage）状态 当A2点处于临界区称为临界 (Critical)状态
5
2.5 丙类高频谐振放大器－工作原理
iC
QA QC 0 QB Uo n u BE ICm
t
1 80 ° ＜ 1 80 °
为了实现丙类工作基极偏量 电压UBB应设置在功率管的 截止区。
甲、 乙、 丙类三种工作状态下的转移特性分析
6
iC 斜率g UBB 0 0 Uo n u BE u BE Ub m
Vcm VCC
1 VCC1 I cm 2
I I
c1 1
cm
PD Po 损耗功率： P C
集电极效率： Po c
1 VCC1 I cm 1 2 c 1 VCC 0 I cm 2 0
PD
因此导通角 决定了c , Po
9
0 .5 5 0 .5 0 0 .4 5 0 .4 0 0 .3 5 0 .3 0 0 .2 5 0 .2 0 0 .1 5 0 .1 0 0 .0 5
丙类状态下的转移特性
uBE U BB ub (t ) U BB Ubm cost
当uBE
U on U BB U on时 cos U bm
U BB ,
或Ubm ,
7
2.5 丙类高频谐振放大器－工作原理
iC的傅里叶级数展开:
iC I C 0 I C1 cost I C 2 cos2t
3
2.5 丙类高频谐振放大器
丙类工作效率高
采用LC谐振回路
滤除丙类工作时产生的众多高次谐波分量 实现阻抗匹配
4
2.5 丙类高频谐振放大器－工作原理
丙类谐振放大器原理框图
假设输入信号是大信号(可达1～2V)，为单一角频率 余弦波, 输出选频回路调谐在输入信号的相同频率上
uBE U BB ub (t ) U BB Ubm cost
( )
0 .5 5 0 .5 0 1 0 .4 5 0 .4 0 0 .3 5 0 .3 0 0 .2 5 0 .2 0 0 .1 5 0 .1 0 3 0 .0 5 0 －0 .0 5 －0 .1 0 0 2 0 4 0 6 0 8 0 1 001 201 401 601 80 /°
0 －0 .0 5
－0 .1 0 0 2 0 4 0 6 0 8 0 1 001 201 401 601 80 /°
2 0 4 0 6 0 8 0 1 00 1 20 1/° 40 1 60 1 80
/°
电流分Байду номын сангаас系数α(θ)与波形系数g1(θ)
c
1 1 2 0
g1 ( )