丙类高频谐振放大器-工作状态分析
丙类高频功率放大器实验
COSq Vbz Vbb
U bm
或电压 电流
iC i vCE min
c max
0 qc
V BZ
vCE VCC Vcm coswt
V cm vCE
V CC
V BB
iC v bEmax
+ vb -
VBB
wt
V bm vBE
1
Pc T
T
0 iC vCEdt
1. iC 与vBE同相，与vCE反相；
v BE
GND
R18 1 .8 K
2 21 1
1 2 3
-Vb b P2
1
1
M2
T2 16
6
2
34
4
1 3
J3
X2
1 J4 2
3
4
2 4
C22 10
Rp 3 2 .2 K
R2 0 2 40
GND
C18 0 .0 1
D2 LED
GND
2 12 1
3 EC 2 3 31 1
2 12 12 12 1
C T3
C10
实验三
丙类高频功率放大器实验
丙类功率放大器
• 丙类是指放大器的工作状态,由其半导通角决定，半导通角 小于90°时即为工作在丙类状态，其理想效率可以大于 78.5%，有较大的功率和输出效率，因此丙类放大器一般 用于末级放大。优点导通时间短，集电极功耗小，效率高。
工作状态 甲类 乙类
甲乙类 丙类
半导通角
理想效率
负载
应用
θc=1800 θc=900 900<θc<1800 θc<900
50％ 78.5％
电阻 推挽，回路
丙类谐振功率放大电路分析(负载特性调制特性)
vBE
VBB
Vbm
VCC vCE Vcm
内部特性关
系(折线方程)
ic gc vBE VBZic+vb -
+ vCE C +-
vBE _
Rp
L vc
+
VBB
Vcc
动态特性方程
ic
gc
Vbm Vcm
vCE
VCC
Vcm
(VBZ VBB Vbm
临 界
当 RP , Ubm区不变Ic，1
临
界
区
PD
而改变
VCC VBB
与
IcPIoCD1,,PIoC 0
之间的关系PO。
PC
1过.压集区 电欠压极区调Vc制过c 压特区性欠压区 Vcc
ic
t
ic
•• • •
vbemax
•
Vcc Vcc Vcc
vce
•Q •Q •Q
当 RP ,Ubm ，UBB 不变，VCC增加功放由临界进入欠压区
VCC
减少功放由临界进入过压区
显然：在欠压区： IC0, IC1 几乎不变 PD , PO 不变
注意：只有工作在过压区才能有效地实现VCC 对 IC1 及 Po
的调制作用，故集电极调幅电路应工作在过压区。
3、 高频功率放大器的调制特性
2. 基极调制特性
vBE VBB Vbm cost
１MHz。试求它的能量关系。由晶体管手册已知其有关参
数为fＴ≥70MHz ，Ap（功率增益）≥13 dB，ＩCmax＝750 ｍＡ,ＶCE(sat)(集电极饱和压降)≥1.5Ｖ,ＰCM＝１W。
高频电子线路课件：丙类功率放大器性能分析
iC=g(uBE-Uon)
uBE≥Uon
iC
0
uBE＜Uon
θ为导通角。 0°≤θ≤180°。
(3.2.6)
iC=g(UBB+Ubmcosωt-Uon)
式(3.2.1)、 (3.2.2)和(3.2.6)分别给出了谐振功放输入回 路、 输出回路和晶体管转移特性的表达式。由这些公式可以 看出, 当晶体管确定以后, Ucm的大小与VBB、VCC、RΣ和Ubm四 个参数有关。利用图3.2.5所示折线化转移特性和输出特性曲线, 借助以上三个表达式, 我们来分析以上两个问题。在分析之前, 让我们先确定动态线的情况。
注意, 在过压状态时, iC波形的顶部发生凹陷, 这是由于进入 过压区后转移特性为负斜率而产生的。
Iclm IC0
0 欠压
Ucm
0
临界
过 压 R∑
欠压
c
PD
Po
PC 临界
过 压 R∑
图 3.2.7 谐振功放的负载特性曲线
由图3.2.7可以看到, 随着RΣ的逐渐增大, 动态线的斜率 逐渐减小, 由欠压状态进入临界状态, 再进入过压状态。在临界 状态时, 输出功率Po最大, 集电极效率ηc接近最大, 所以是最佳 工作状态。
1
1
C1 2f0Q1R1 2 175106 1.625 50 11.2 pF
L1
Q2 R2
2f0
57
2 175106
0.032H
C2
Q2 Q1
2f 0 Re
2
5 1.625 175106 182
16.9 pF
第一级与第二级之间的级间匹配网络虽然也采用T型网络， 但由于要考虑第一级放大器输出电容的影响，故不能直接采用 例1.4所得结果。第二级输出匹配网络同样要考虑第二级放大器 输出电容的影响，所以也不能直接采用倒L型匹配网络的公式。
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 )
丙类功率放大器三种工作状态的特点
丙类功率放大器三种工作状态的特点下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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实验3丙类高频功率放大器
实验3 丙类高频功率放大器仿真高频功率放大电路通常在发射机末级功率放大器和末前级功率放大器中，主要对高频信号的功率进行放大，使其达到发射功率的要求。
在硬件实验中，我们已经对高频功率放大器的幅频特性、负载特性及电路效率进行了测试。
在仿真实验中，我们将对放大器的其它特性进行进一步的仿真研究。
一、实验电路：电路特点：晶体管基极加0.1V的负偏压，电路工作在丙类，负载为并联谐振回路，调谐在输入信号频率上，起滤波和阻抗变换作用。
二、测试内容（一）高频功率放大电路原理仿真1、集电极电流Ic与输入信号之间的非线性关系晶体管工作在丙类的目的是提高功率放大电路的效率，此时晶体管的导通时间小于输入信号的半个周期。
因此，集电极电流Ic将是周期的余弦脉冲序列。
（1）、当输入信号的振幅有效值为0.75V时，对晶体管集电极电流Ic进行瞬态分析。
设置：起始时间为0.03S，终止时间为0.03005S，输出变量为I(V3)仿真分析。
记录并分析实验结果。
（2）、当输入信号振幅为1V时，对晶体管集电极电流Ic进行瞬态分析，设置同上。
记录并分析实验结果，指出输出信号波形顶部凹陷失真的原因是什么？2、输入信号与输出信号之间的线性关系将电路中R1改取30K，重复上述过程，使用示波器测试电路输出电压波形。
记录并分析实验结果，指出输出信号波形与步骤1的实验结果有何区别？为什么？（二）高频功率放大电路外部特性仿真测试1、调谐特性调谐特性指在R1、V1、V BB、Vcc不变的条件下，高频功率放大电路的Ico、Ieo、Uc等变量随C变化的关系。
将C1改用可变电容器，调C1使电路处于谐振状态（C1=50%），回路阻抗最大，呈纯阻，电流最小，此时示波器显示输出信号幅度最大，电流表显示电流最小值；当改变C1值，回路失谐，回路阻抗变小，回路电流变大,输出波形出现失真。
通过示波器和电流表观察记录实验结果，并对实验结果进行分析。
使用波特图仪和小信号交流分析方法测试测试并记录电路的调谐特性。
丙类谐振功率放大器实验报告
丙类谐振功率放大器实验报告实验名称：丙类谐振功率放大器实验实验目的：掌握丙类谐振功率放大器的原理和工作方式，了解其特性和优缺点。
实验器材：- 电源- 音频信号源- 信号发生器- 示波器- 50欧姆传输线- 电容、电感、二极管、晶体管、散热片等元件实验原理：丙类谐振功率放大器是一种将小信号放大成大功率信号的电路，由一个谐振电路和一个功率放大器组成。
当谐振电路中的电容和电感共振时，可以得到一个较高的电压，然后被送入功率放大器中进行放大，最终得到一个输出信号。
丙类谐振功率放大器的特点是输出功率高，效率较高，并且对信号失真较小。
但是它也存在一些缺点，例如存在一定的交叉失真，产生的高频谐波也较多。
实验步骤：1.根据电路原理图连接电路，将信号源连接到输入端，将示波器连接到输出端。
2.调节输入信号源的幅度和频率，观察谐振电路的谐振情况和输出信号的放大程度。
3.根据实际情况调整谐振电路和功率放大器的参数，比如改变电容和电感的数值，改变晶体管的偏置电压等。
4.记录每次调整时示波器上显示的输出信号波形和参数，分析并比较不同调整情况下的谐振效果和输出信号特点。
实验结果及分析：在实验中，我们通过调整电容、电感和晶体管的参数，成功实现了丙类谐振功率放大器的实验。
我们发现，当谐振电路中的电容和电感共振时，输出信号会有一个较高的幅度和较高的功率，但是也会出现一定的失真和高频谐波。
通过不断调整参数，我们可以得到较好的谐振效果和输出信号特性。
总结：通过本次实验，我们了解到了丙类谐振功率放大器的原理和工作方式，学习了一些改变谐振电路和功率放大器参数的方法，掌握了实验技能。
同时我们也认识到该电路存在一定的缺陷，需要根据实际应用情况进行考虑选择。
实验三丙类高频功率放大器实验
实验三 丙类高频功率放大器实验一． 实验目的1．通过实验，加深对于高频谐振功率放大器工作原理的理解。
2．研究丙类高频谐振功率放大器的负载特性，观察三种状态的脉冲电流波形。
3．了解基极偏置电压、集电极电压、激励电压的变化对于工作状态的影响。
4．掌握丙类高频谐振功率放大器的计算与设计方法。
二。
预习要求：1．复习高频谐振功率放大器的工作原理及特点。
2．熟悉并分析图3所示的实验电路，了解电路特点。
三．电路特点及实验原理简介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效率高，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。
1．电路特点本电路的核心是谐振功率放大器，在此电路基础上，将音频调制信号加入集电极回路中，利用谐振功率放大电路的集电极调制特性，完成集电极调幅实验。
当电路的输出负载为天线回路时，就可以完成无线电发射的任务。
为了使电路稳定，易于调整，本电路设置了独立的载波振荡源。
2．高频谐振功率放大器的工作原理参见图1。
谐振功率放大器是以选频网络为负载的功率放大器，它是在无线电发送中最为重cR L要、最为难调的单元电路之一。
根据放大器电流导通角的范围可分为甲类、乙类、丙类等类型。
丙类功率放大器导通角θ＜900，集电极效率可达80%，一般用作末级放大，以获得较大的功率和较高的效率。
图1中，Vbb 为基极偏压，Vcc为集电极直流电源电压。
为了得到丙类工作状态，Vbb应为负值，即基极处于反向偏置。
u b为基极激励电压。
图2示出了晶体管的转移特性曲线，以便用折线法分析集电极电流与基极激励电压的关系。
丙类谐振功率放大器的原理分析
学号：*********** 学年论文学院物理电子工程学院专业电子科学与技术年级2009级姓名杨进设计题目丙类谐振功率放大器的原理分析指导教师仓玉萍职称讲师2012 年 5 月 22 日目录摘要 (1)Abstract (1)引言 (1)1.谐振功率放大器的特点 (2)2.丙类功率谐振放大器的理论分析 (2)2.1电路原理 (2)2.2电路的参数值的估计 (4)3.丙类功率放大器性能分析和工作状态的确定 (6)3.1对功放进行理论分析 (7)3.2对功放性能进行分析和工作状态的确定 (7)结论 (9)参考文献 (10)丙类谐振功率放大器的原理分析姓名：杨进学号：20095044008单位：物理电子工程学院专业：电子科学与技术指导老师：仓玉萍职称：讲师摘要：本文分析了丙类功率放大器的电路原理，估计了下电路的相关参数值。
对丙类功率放大器的性能进行了分析讨论并对其工作状态做出了基本的确定。
关键词：丙类谐振功率放大器.Class C of the principle of resonant power amplifier Abstract：This paper analyzes the c class power amplifier circuit principle, estimated the circuit under related parameters of the value. In this kind of power amplifier performance are discussed and the work of the state made a basic sure.Key Words: Class C power amplifier for the resonant.引言高频功率放大器用于发射机的末级，作用是将高频已调波信号进行功率放大，以满足发送功率的要求，然后经过天线将其辐射到空间，保证在一定区域内的接收机可以接收到满意的信号电平，并且不干扰相邻信道的通信。
高频谐振功率放大器实验实验报告
丙类高频谐振功率放大器与基极调幅实验报告一． 实验目的1．了解和掌握丙类高频谐振功率放大器的构成及工作原理。
2．了解丙类谐振功率放大器的三种工作状态及负载特性、调制特性、放大特性和调谐特性。
3. 掌握丙类谐振功率放大器的输出功率o P 、直流功率D P 、集电极效率C 测量方法。
4. 掌握用频谱仪观测信号频谱、频率及调制度的方法。
二．实验仪器及设备1．调幅与调频接收模块。
2．直流稳压电压GPD-3303D3．F20A 型数字合成函数发生器/计数器 4．DSO-X 2014A 数字存储示波器 5．SA1010频谱分析仪三．实验原理1.工作原理高频谐振功率放大器是通信系统重要的组成电路，用于发射机的末级。
主要任务是高效率的输出最大高频功率，馈送到天线辐射出去。
为了提高效率，晶体管发射结采用负偏置，使放大器工作于丙类状态（导通角θ＜90O）。
高频谐振功率放大器基本构成如图1.4.1所示，丙类谐振功率放大器属于大信号非线性放大器，工程上常采用折线分析法，各级电压、电流波形如图1.4.2所示。
（a ）原理电路 （b ）等效电路图1.4.1 高频功率放大器图1.4.1中，晶体管放大区的转移（内部静态）特性折线方程为：()C C BE BZ i g v U =-1.4.1放大器的外电路关系为：cos BE B b m u E U t ω=+1.4.2cos CE C cm u E U t ω=-1.4.3当输入信号B BZ b u E U <+时，晶体管截止，集电极电流0C i =；当输入信号B BZ b u E U >+时，发射结导通，由式1.4.1、1.4.2和1.4.3得集电极电流C i 为：maxcos cos 1cos C C t i i ωθθ-=- 1.4.4式中，BZ U 为晶体管开启电压，C g 为转移特性的斜率。
以上分析可知，晶体管的集电极输出电流c i 为尖顶余弦脉冲，可用傅里叶级数展开为：++++=t I t I t I I t i m C m C m C C c ωωω3cos 2cos cos )(3210 1.4.5其中，0C I 为C i 的直流分量，m C I 1、2C m I 、…分别为c i 的基波分量、二次谐波分量、…。
实验三高频丙类谐振功率放大器实验
实验三高频丙类谐振功率放大器实验实验三高频丙类谐振功率放大器实验一、实验目的1. 进一步掌握高频丙类谐振功率放大器的工作原理。
2. 掌握丙类谐振功率放大器的调谐特性和负载特性。
3. 掌握激励电压、集电极电源电压及负载变化对放大器工作状态的影响。
4. 掌握测量丙类功放输出功率，效率的方法。
二、实验使用仪器1. 丙类谐振功率放大器实验板2. 200MH泰克双踪示波器3. FLUKE万用表4. 高频信号源5. 扫频仪（安泰信）三、实验基本原理与电路1.高频谐振功率放大器原理电路高频谐振功率放大器是一种能量转换器件，它可以将电源供给的直流能量转换为高频交流输出。
高频谐振功率放大器是通信系统中发送装置的重要组件，其作用是放大信号，使之达到足够的功率输出，以满足天线发射和其它负载的要求。
高频谐振功率放大器研究的主要问题是如何获得高效率、大功率的输出。
放大器电流导通角θ愈小，放大器的效率η愈高。
如甲类功放的θ＝180，效率η最高为50％，而丙类功放的θ＜90°，效率η可达到80％。
谐振功率放大器采用丙类功率放大器，采用选频网络作为负载回路的丙类功率放大器称为高频谐振功率放大器。
高频谐振功率放大器原理电路如图3-1。
图中ub为输入交流信号，EB是基极偏置电压，调整EB，改变放大器的导通角，以改变放大器工作的类型。
EC是集电极电源电压。
集电极外接LC并联振荡回路的功用是作放大器负载。
放大器工作时，晶体管的电流、电压波形及其对应关系如图9-2所示。
晶体管转移特性如图2.2中虚线所示。
由于输入信号较大，'可用折线近似转移特性，如图中实线所示。
图中UB为管子导通电压，gm为特征斜率。
iRL图3-1 高频谐振功率放大器的工作原理设输入电压为一余弦电压，即ub=Ubmcosωt 则管子基极、发射极间电压uBE为uBE=EB+ub=EB+Ubmcosωt'在丙类工作时，EBUB，在这种偏置条件下，集电极电流iC 为余弦脉冲，其最大值为iCmax，电流流通的相角为2θ，通常称θ为集电极电流的通角，丙类工作时，θπ/2 。
第6讲高频丙类功率放大器原理和工作状态
EC
上 得c
IC0
到
的
功
率
）
1
P0(2)2
U
Cm
I
c
Cm1
IC1m1I
I C2O
2，Cm1一 R般P 有U2：R2CPm
c
（注意 c RP 为 c回路谐振阻抗）
(3) 集(电 3)极c 耗Po散 PoP功c 率PoPC1
(4)
集电极能量转换效率
c
Po PD
Po Po PC
c
，c
c
：
PPCc
ic gc UBB Ubm cost UBZ
由于当 t c 时， ic 0
cos c
UBB UBZ Ubm
c
cos1
UBB UBZ Ubm
ic
+
+ ub
+
uCE C
uBE
-
_
RpLeabharlann + L uc1-
-
-UBB
EC
ic gc Ubm cost (U BB U BZ ) gc Ubm cost Ubm cosc gcUbm cost cosc
第六讲 丙类功率放大器原理和工作状态
5/2/2024 1:50 PM
18
高频功率放大器的工作状态
第六讲 丙类功率放大器原理和工作状态
5/2/2024 1:50 PM
19
1、 放大区动态特性
当放大器工作在谐振状态时，其外部电路电压方程为：
若设： ub Ubm cost
输入端： uBE UBB Ubm cost 输出端： uce EC Ucm cost
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
高频实验三 高频丙类谐振功率放大器实验报告
高频实验三高频丙类谐振功率放大器实验报告实验目的：1. 理解高频振荡电路的谐振条件，并掌握它的基本工作原理；2. 理解高频功率放大器的基本原理；3. 掌握高频振荡电路的调谐方法；4. 熟练掌握高频功率放大器的参数选择和调试方法。
实验器材：1.高频发生器2.谐振电路板3.二级元件（J310晶体管、VMMK-2203二极管、0.2Ω15W电阻）4.射频电阻5.多用表6.示波器7.功率计8.负载实验原理：1.谐振电路谐振电路是在特定的频率下，由电感和电容构成的谐振回路，通过它产生的信号波，能够单纯频率的持续振荡，保证了信号的稳定性。
在PCB板上我们对谐振电路布线，包括多个元器件的互连、地线的走向等设计严谨，注重缩小回路面积，降低谐振频率，减小谐振面积，从而提高谐振质量和谐振Q值，增强谐振电路稳定性，提高谐振电路的抗干扰能力。
谐振频率的计算公式f=1/(2π（LC）^0.5)2.高频功率放大器高频功率放大器是在HF频段（3MHz~30MHz）内的放大器，在电视机、收音机、通信设备等广泛应用中，常采用的是质子放大器，它所具有的功率放大、稳定性好等性能，能胜任各种业余通信需求。
实验步骤：1.按照谐振电路图在PCB板上完成电路组装，安装元器件之间要严谨紧密。
2.将负载连接到电路的输出端，连接电源，连接示波器和功率计。
3.改变高频发生器的频率，寻找谐振点。
4.调谐谐振电路的电感和电容，使其达到最佳状态。
5.检验电路的信号质量、放大系数和输出功率。
实验结果：1.通过调谐谐振电路，我们最终定位到了谐振点，稳定的输出正弦波。
2.经过功率计测量，我们发现功率输出效果较为满意。
实验分析：1.在谐振电路的制作过程中，需要仔细考虑各个元器件之间的互连，并且严格控制回路面积，以提高谐振质量和谐振Q值。
2.对于高频功率放大器的参数调试，需要对电感和电容等元器件进行仔细调谐，以找到最佳状态。
高频功率放大器(丙类)
实验报告课程名称高频电子线路实验名称高频功率放大器（丙类）实验类型验证（验证、综合、设计、创新）学院名称电子与信息工程学院专业电子信息工程年级班级2012级电信3 班开出学期2014-2015上期学生姓名学号指导教师蒋行达成绩2014 年11 月22 日实验二高频功率放大器（丙类）一、实验目的1、了解丙类功率放大器的基本工作原理，三种工作状态，功率、效率计算。
2、掌握丙类功率放大器性能的测试方法。
3、观察集电极负载、输入信号幅度与集电极电压EC对功率放大器工作情况的影响。
二、实验仪器1、示波器2、高频信号发生器3、万用表4、实验板2三、预习要求1、复习功率放大器原理及特点。
2、分析图2-2所示的实验电路，说明各元器件作用。
四、实验内容1、用示波器观察功率放大器工作状态，尤其是过压状态时的集电极电流凹陷脉冲。
2、观察并测量集电极负载变化对功率放大器工作的影响。
3、观察并测量输入信号幅度变化对功率放大器工作的影响。
4、观察并测量集电极电源电压变化对功率放大器工作的影响。
五、基本原理及实验电路高频功率放大器是通信系统中发送装置的重要组件。
它的作用是放大信号，使之达到足够功率输出，以满足天线发射或其他负载的要求。
它的主要技术指标有：输出功率、效率、功率增益、带宽和谐波抑制度（或信号失真度）。
1、基本原理功率放大器的效率是一个最突出的问题，其效率高低与放大器的工作状态有直接的关系。
放大器工作状态可分为甲类、乙类和丙类等。
图2-1 表示了不同Ube时，谐振功率放大器不同工作状态的基极电压和集电极电流波形。
当工作点在Q 和Q/输入Ub1m、Ub2m时，工作点Q 和Q/在转移特性的线性段，调谐功率放大器工作在甲类。
甲类工作状态理想效率为50%。
此时晶体管需要正偏置。
当工作点在移至Q//输入Ub3m时，晶体管只在输入信号的正半周时导通，集电极电流是周期性电流脉冲，调谐功率放大器工作在乙类。
乙类工作状态理想效率为78.5%。
3-1丙类谐振功放的工作原理及特性分析汇总
Ic1m
1 2
iC
costdt
…
iCmax1( )
n()
0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0
Icnm
1 2
iC
cosntdt
iCmaxn ( )
n ( )称为余弦电流分解系数, 是的函数
1 ()
g1 ()
波形系数
0 () 2()
g1 ( )
Ic1m Ic0m
ic max1 ( ) ic max0 ( )
0.5 2.0
0.4
0.3 1.0
0.2
g1 ()
1 () 0 () 2()
0.1
3()
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 °
甲类工作状态： 180
乙类工作状态： 90
丙类工作状态：设 60
C / 4 78.5%
C 90%
25
n()
0.6
1 ()
<
优点：静态IC=0，管耗小，效率高。效率η>78.5%。 缺点：输出电流波形严重失真。
10
功率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 甲类 乙类 甲乙类 丙类 丁类
表 2-1 不同工作状态时放大器的特点
半导通角
c=180 c=90 90＜c＜180 c＜90 开关状态
非谐振功率放大器。
5
1、使用高频功率放大器的目的
放大高频大信号使发射机末级获得足够大的发射功率。 2、放大的实质： 实质是一种能量转换。将电源提供的直流功率转变成 交流信号功率输出。
3、高频功率信号放大器使用中需要解决的两个问题
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幅频特性和相频特性曲线
12
2.2单谐振回路－ LC谐振回路
谐振曲线、通频带、选择性和矩形系数K0.1
回路电压 : V I s Z
S |V |
谐振时： V 0 I s Rp
1 1 2 2 1 (Q )
|V | 0
Z Rp
1 2
0
1 Q 当S 时, 1, ξ 2 Δω 2 ω0
--电压增益下降3dB或最大值的0.7倍时， 对应的频带宽度;要求大于信号带宽 --从各种频率信号中选出信号的能力,也 即选频电路对无用信号的抑制能力。 输出下降20dB或最大值的0.1倍时对应 的频带宽度
矩形系数：K0.1 BW0.1 / BW0.7 稳定性：温度变化时，AV0, f0，BW0.7 的稳定程度
类似也可得：
(a )
2 Xp
(b )
2 Rp
Z p Rp // jX p Z s Rs jX s
R X
2 p
2 p
Rp j Xs
2 Xp
R X
2 p 2 Rp
2 p
Rp
R X
2 p
2 p
Xp
8
2.2单谐振回路－ LC谐振回路
由Q值的定义可知：
14
2.2单谐振回路－ LC谐振回路
LC串联谐振回路
L r C
(1) 回路总阻抗：
Z
I
1 Z r j L C (2) 谐振频率：
LC串联谐振回路
0
1 LC
(3) 回路Q值(空载):
(4) 通频带：
Q
0 L
r
f0 BW0.7 Q
15
2.2单谐振回路－ LC谐振回路
1 Z r j L C
Z( ) ( ) Z( )
Z＝ Rp 1 j (CR p ) Lp Z( ) ( )
Rp
π 2
( ) ( ) 0
π 2
π 2
Z( )
0
π 2
(a) 串联谐振回路的阻抗特性
(b) 并联谐振回路的阻抗特性
图(a) 自耦变压器 .
图(b)变压器.
N2 p N1
18
2.2单谐振回路－阻抗变换
2 2 ω ω0 0 （＋0 ） （ －0 ） 失谐系数 : ξ＝ ( )Q Q＝ Q ω0 ω 0 0
2 （－0 ） 2 当ω ω0时， Q＝ Q
0
0
Rp Z 2 1 j 1 jQ
Rp
0
幅频特性： Rp Rp Z ＝ 2 2 2 1 1 (Q )
Rs2 X s2 Rp Rs Rs2 X s2 Xp Xs
Rs Xs
2 Xp
无功功率 X s R p Q 有功功率 Rs Xp
R p (1 Q 2 ) Rs 1 X p 1 2 X s Q
当Q>>1时
R p Q 2 Rs X p Xs
Rp
ω0＝
1 LpC
Q＝Rp / 0 Lp Rp0C
1 0 L p 0 C
Z ( j ) 1 ＋j (
Lp C
Rp
特性阻抗 (谐振时, 容抗或感抗值 )
Rp 1 j
0 )Q 0
ω ω0 失谐系数 : ξ＝ ( )Q ω0 ω
10
2.2单谐振回路－ LC谐振回路
5
2.1 小信号调谐放大器概述
2.1 小信号调谐放大器概述
问：三个放大器的通频带和选择性曲线如下，哪 个放大器的性能好
7
2.2 单谐振回路－LC谐振回路
电抗、电阻的串并联等效转换
Xs Zp (j ) Rp Xp Zs (j ) Rs
Rs2 X s2 Rp Rs Rs2 X s2 Xp Xs
单/双LC,晶体、陶瓷、声表面波滤波器
谐振系统的作用：
选择有用信号，抑制干扰
3
2.1 小信号调谐放大器概述
典型的小信号谐振放大器
共射单回路谐振放大器
2.1 小信号调谐放大器概述
主要技术指标
Vo 谐振增益： 电压增益： AVo Vi
f fo
通频带：BW0.7 选择性：BW0.1
相位特性：
＝ arct g
0
11
2.2单谐振回路－ LC谐振回路
Z Rp 1 (Q 2
0
)2
Q↑
＝ arctg( Q
2
0
)
谐振时， - 回路纯电阻，为最大值RP - 回路端电压达最大值； - 电感和电容交换能量，与 信号源没有能量交换
0时，回路呈感抗 0时，回路呈容抗
16
2.2单谐振回路－阻抗变换
信号源内阻及负载对谐振回路的影响
等效
图(a )
图(b)
（b）图中： RT RS // RP // RL QL RT 0 L Q0
CT CS C CL
1 0 ' LCT
0
17
2.2单谐振回路－阻抗变换
(1)接入系数 p 定义为接入电压V2与回路总电压V1的比值
当S 0.1 时,BW0 .1
BW0.707
f0
Q
f0 f 99 9 .95 0 Q Q
13
2.2单谐振回路－ LC谐振回路
BW0.707 f0 Q
BW0 .1
f0 9.95 Q
BW0.1 K 0.1 9.95 BW0.707
LC回路的Q越高，谐振曲线越尖锐，选择性越好， 但通频带却越窄 通频带与选择性 矛盾
第二章 高频选频放大器
通信工程
高频选频放大器：窄带 本章主要内容
小信号调谐放大器
接收设备 窄带高频小信号放大 → 谐振回路
高频功率放大器
发送设备 丙类谐振功率放大器 丁类谐振功率放大器
2
2.1 小信号调谐放大器概述
作用：
选频+放大
电路组成：
谐振系统＋放大器
谐振系统的形式：
R X
2 p 2 Rp
2 p
Rp
R X
2 p
2 p
Xp
转换后电抗元件的性 质不变，即电感转换 后仍为电感，电容转 换后仍为电容。
9
2.2单谐振回路－ LC谐振回路
并联谐振回路
Z( j ) 1 1 1 j (C ) Rp L p
＝ Rp 1 j (CR p ) L p