射频功率放大器ppt

输出功率：
Po
1 2 UcmIc1
1 2
1U
cm
I
cm
1 2
I
R 2
c1 p
其中
I I
c0
0 cm
I I
c1
1 cm
损耗功率： P P P
C
D
o
集电极效率：
c
Po PD
令集电极电源电压利用系数：
Po
1 2
U
CC1 I cm
U cm
U CC
c
1 2
U
CC1Icm
UCC0 Icm
1 1 2 0
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：
c
Po PD
Po Po Pc
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
一. 功率放大器的性能要求：
在原理上，它与其它放大器一样，都是在输入信 号的作用下，将直流电源的直流功率转换为输出信 号的功率。但是，它们在性能要求和器件运用特性 上都是不同的。 ➢ 安全 ➢ 高功率 ➢ 不失真（或失真在允许范围内）
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Po(Output signal power)，其余部分消耗在功率管中，成为功率管的耗散功率 Pc ( Power Dissipation)，即管耗。
iC 的波形不同：
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uCE。
则
PC
1
2
iCuCEdt
1
2
iCuCEdt
为晶体管集电极电流导通角，iC导通时间越小，
PC就越低。
丙类效率最高。
§ 2.2 丙类谐振功率放大器
(Resonate Power Amplifier)
I c1
I
cm
sin (1
cos cos )
I cm 1( )
… …
Icn
Icm
2sin n 2nsin cos n n (n2 1)(1 cos )
Icmn ( )
n ( ) —— n次谐波的分解系数
集电极谐振回路阻抗为：
Z(
j)
1
Rp
j
2QL
o o
谐振时，即 o 时。阻抗最大。谐振阻抗为Rp。
UBB Uim cosot
ube
U D时，
cos
UD UBB U im
UBB , 或Uim ,
集电极的电流为余弦脉冲，iC的傅里叶级数展开:
余弦脉冲的幅值：
Icm gm (Ubema x UD ) gm (UBB Uim UD )
gmUim
(1
UD UBB Uim
)
gmUim
n 次谐振阻抗：
Z ( j)
Rp
1 2QL (n 1)2
二. 性能分析 (近似分析)
假设：谐振回路具有理想滤波特性。只产生基 波电压，其他分量忽略不计。
ube U BB Uim cost
uce UCC Ucm cost
谐振电阻：
Rp
U cm Ic1
直流功率： PD Ucc Ic0 0 IcmUcc
因此导通角 决定了 c , Po
θ 70 ~ 80时，ηc , Po 较大。
三、工作状态
2-2
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； 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。
动态线（Dynimic Line）：
根据ube和uce的值在以ube为参变量的输出特性曲线 上找出对应的动态点和由此确定的ic值并画出ic的波形。
宽带高频功率放大器采用频率响应很宽的传输线变压器 作负载，可以工作在很宽的频率范围内。
谐振回路具有选频特性，它是构成高频谐振放大电路、正 弦波振荡电路及各种选频电路的基础。
一般谐振回路由电感L与电容C并联或者串联构成。采用 LC谐振回路作选频网络，可以从输入信号中选出有用信号同 时抑制无用信号；也可以将其用于移相网络、相频转换网络； 此外，LC谐振回路还可以组成阻抗变换电路用于级间耦合和 阻抗匹配。因此，LC谐振回路是高频电路中不可缺少的组成 部分。
高频放大电路的负载，通常采用调谐回路，因此称之为 谐振放大电路。这种放大电路对于频率靠近谐振频率的信号， 有较大的放大倍数；对于频率远离谐振频率的信号予以抑制。 所以，谐振放大电路不仅有放大作用，而且还起着选频（或滤 波）的作用。这类放大电路属于窄带放大器。
和低频放大电路一样，谐振放大电路也分为小信号放大 和大信号放大两大类。其中小信号谐振放大电路多用于接收 机，作为高频和中频电压放大；后者作为高频谐振功率放大 电路，多用于发射机，主要提供较大的输出功率和较高的效 率。
(1Baidu Nhomakorabea
cos
)
余弦脉冲的表达式：
ic
gm (ube 0
UD)
ube U D ube U D
(1
Icm
cos
)
(c
ost
c
os
)
ube U D
0
ube U D
i I I cos t I cos 2 t
C
C0
C1
0
C2
0
Ic0
I
cm
s in (1
cos cos )
Icm0 ( )
第2章 射频功率放大器 (RF Power Amplifier)
2.1 射频功率放大器的特点 2.2 丙类谐振功率放大器 2.3 丁类谐振功率放大器 2.4 谐振功率放大器的电路组成 2.5 功率合成技术
§2.1 射频功率放大器的特点
❖ 本节主要内容： ❖ 甲、乙、丙类放大器 ❖ 放大器工作效率
其中，动态点的连线称为谐振功率放大器的动态线。
A点：t ，ic 0 ，uCE UCC Ucm cos
B点：t 0 ，uBE UBB Uim ，uCE UCC Ucm
C点：t ，ic 0 ，uCE UCC Ucm cos
2-2
直线AB、BC动态特性曲线
•当A2点处于临界区称为临界（Critical）状态 •当A1点处于放大区称为欠压（Undervoltage）状态 •当A3点处于饱和区称为过压（Overvoltage）状态
本节主要内容： 丙类放大器工作原理 工作状态分析 性能分析
一. 工作原理：
LC回路为匹配 网络，它们与外 接电阻共同组成 并联谐振回路。
2-1
2-1
为了实现丙类工作，基极偏置电压UBB应设置在
功率管的截止区。
为了实现丙类工作，基极偏置电压UBB应设置
在功率管的截止区。
基极回路的电压为：
ube UBB ui (t)