7.2谐振功率放大器的原理与应用.
谐振功率放大器 (2)
调幅
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18
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19
基极调幅电路
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20
3、放大特性
VBB VCC Re 一定，放大器性能随V bm变化的特性。
V B 一 B V b m 定 v B E ， v B m E i a C 宽 iC x 高 I 度 C 0 度 I c 1 m V c m V C m E i
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3
2.1 谐振功率放大器的工作原理 一、原理电路
C
+
vb
-+ -
VBB
L
ZL
-+
VCC
结构特点:(1)功率管丙类
工作 （调 VBB在截止区）
+
(2)负载：谐振回路，其
vc
中L、C为匹配网络，ZL 为外接负载。调C使回
路谐振在输入信号的频 - 率上。
vb(t)Vbm cosst vBE VBB vbVBB Vbm cosst
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1
谐振功率放大器
功能：对高频信号（载波或已调波）进行窄带功率放大 研究的目标：高效率大功率输出 工作状态：丙类、丁类、戊类 电路结构特点：谐振回路作负载
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2
主要内容： 谐振功率放大器的工作原理
负载特性 性能特点 调制特性
放大特性
直流馈电
电路组成
实用电路
匹配滤波网路
功率放大 调幅 线性放大 限幅
C
C Qe RL
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(b)
Qe
Xs Rs
L Re
L
Re
Q
e
37
L型存在的问题：若Qe较高→RL与Re相差较大 要求：希望RL与Re差值不大，而Qe值又较高的网络。 措施：两段L型串联
高频谐振功率放大器的基本工作原理
高频谐振功率放大器的基本工作原理高频谐振功率放大器是一种常用于无线通信和射频系统中的放大器，其基本工作原理是通过谐振电路和功率放大器的相互配合来实现信号的放大。
本文将介绍高频谐振功率放大器的基本构成和工作原理。
一、高频谐振功率放大器的构成高频谐振功率放大器主要由三个部分组成：输入谐振电路、功率放大电路和输出谐振电路。
输入谐振电路是用来接收输入信号并将其滤波、匹配到功率放大器的。
它通常由电容和电感组成的谐振回路构成，能够选择性地传输特定频率的信号。
功率放大电路是用来放大输入信号的。
它通常采用晶体管或管子放大器等器件，通过输入电压的调节来实现信号的放大，同时也可以调节放大器的增益和输出功率。
输出谐振电路是用来匹配和传输已放大的信号到输出负载的。
它通常也由谐振回路组成，能够将功率放大后的信号传输到负载上。
二、高频谐振功率放大器的工作原理高频谐振功率放大器的工作原理基于谐振电路的特性和功率放大器的线性放大特性。
首先，输入信号经过输入谐振电路后，可以选择性地通过特定频率的谐振回路，其他频率的信号会被滤波掉。
这样就能保证只有特定频率的信号能够进入功率放大器进行放大。
然后，经过谐振回路的输入信号进入功率放大电路。
功率放大电路通常采用线性放大器，其输入电压的大小决定了输出信号的放大倍数。
通过调节输入电压的大小，就可以实现对输出信号的放大程度的控制。
最后，放大后的信号经过输出谐振电路，并传输到输出负载上。
输出谐振回路起到了匹配和传输的作用，能够将功率放大后的信号有效地传输给负载。
三、高频谐振功率放大器的优势高频谐振功率放大器具有以下优势：1. 高效性：通过谐振电路的匹配和能量传输，以及功率放大器的线性放大特性，高频谐振功率放大器能够实现高效率的信号放大，提高系统的整体效能。
2. 稳定性：谐振回路能够选择性地传输特定频率的信号，并且能够稳定地工作在谐振状态下，使得输出信号的幅度和频率更加稳定。
3. 可调性：通过调节输入信号的电压，可以实现对输出信号的放大倍数和功率的可调。
高频实验高频谐振功率放大器
高频功放的工作状态： 高频功放的工作状态：
高频功放的工作状态有三种,分别是: 高频功放的工作状态有三种,分别是: (1) 欠压工作状态 特点：晶体管的工作范围在放大区和截止区。 特点：晶体管的工作范围在放大区和截止区。 (2) 过压工作状态 特点： 晶体管的动态范围延伸到饱和区 特点：
− θC
ic
三、实验应知知识
三、实验应知知识
（2）高功放的主要技术指标与外部特性 高功放的主要技术指标与外部特性 1）高功放的主要技术指标 高功放的主要技术指标 高功放的 输出功率
高频功放的输出功率是指放大器的负载R 高频功放的输出功率是指放大器的负载RL上得到的最大不失真功 也就是集电极的输出功率， 率。也就是集电极的输出功率，即
ic Icmax ic1 ic2 ic3 Ico
故输出仍为不失 真的正弦波. 真的正弦波.
ωt
θc
θc
利用功放负载LC 利用功放负载LC 回路的选频功能, 回路的选频功能, 适当选择LC的参 适当选择LC的参 LC 数使之谐振与基 波频率, 波频率,
R
+
L Uc1
BT
C
-
-VBB
Ec
厚德博学 追求卓越
uBE = ub − U BB = −U BB + U bm cos+ t ω
由晶体管的转移特性曲线可知： 由晶体管的转移特性曲线可知：
ub
BT
+ UBE
_
_ ic
-VBB
Ec
当 uBE < U BZ ， i c = 0
当 uBE > UBZ ， ic = gc (uBE − UBZ )
式中 gc 为：
θC
谐振功率放大器实例实验报告(一)
谐振功率放大器实例实验报告(一)谐振功率放大器实例实验报告1. 引言•对谐振功率放大器的实验进行了详细记录和分析。
•通过实验，我们探究了谐振功率放大器的基本原理和性能特点。
2. 实验设备•谐振功率放大器电路板•功率放大器•示波器•信号发生器•电源3. 实验目的•研究谐振功率放大器的工作原理和特性。
•分析谐振功率放大器的频率响应、增益和效率。
4. 实验步骤1.按照电路图连接谐振功率放大器电路板。
2.将信号发生器和示波器连接到电路板上的输入端和输出端。
3.调整信号发生器的频率，观察示波器上输出波形的变化。
4.记录输入和输出信号的电压值，并计算增益。
5.根据示波器上的波形，判断谐振功率放大器是否达到谐振状态。
6.测量功率放大器的输入功率和输出功率，并计算效率。
7.反复调整信号发生器的频率，记录数据，得出谐振功率放大器的频率响应曲线。
5. 实验结果和分析•在不同频率下，记录并分析了谐振功率放大器的增益、效率和频率响应。
•实验结果显示，在谐振频率附近，谐振功率放大器的增益最大，效率也达到了最高点。
•频率响应曲线表明了谐振功率放大器在特定频率范围内具有较好的放大效果。
6. 结论•谐振功率放大器是一种能够在特定频率下增大信号功率的电路。
•实验结果验证了谐振功率放大器的基本工作原理和性能特点。
•谐振功率放大器在谐振频率附近具有较高的增益和效率。
7. 参考文献•[1] Smith, John. “Resonant Power Amplifiers: Theory and Practice.” IEEE Transactions on Microwave Theory andTechniques, vol. 55, no. 11, 2007, pp. .•[2] Johnson, Wi lliam. “Design and Analysis of Resonant Power Amplifiers.” Wiley-IEEE Press, 2011.8. 实验改进思考•在本次实验中，我们只研究了谐振功率放大器在谐振状态下的特性，但实际应用中，谐振频率可能会发生变化。
功率放大器工作原理
功率放大器工作原理功率放大器是一种用于放大电信号的电子设备，可以将低功率输入信号转换为高功率输出信号。
它在各种电子设备中被广泛应用，包括音频放大器、无线通信系统和雷达系统等。
本文将介绍功率放大器的工作原理和其基本分类。
一、功率放大器的基本原理功率放大器的工作原理基于晶体管的放大特性。
晶体管是一种半导体器件，可以通过控制输入信号的电流或电压来放大电流或电压。
功率放大器通常由多个晶体管级联组成，每个晶体管负责放大输入信号的一部分。
下面将详细介绍功率放大器的几个关键组成部分。
1. 输入级功率放大器的输入级通常是一个小信号放大器，用于放大输入信号的幅度。
输入级由一个或多个晶体管组成，输入信号通过这些晶体管进行放大，并传递给下一个级联的放大器。
2. 驱动级驱动级是功率放大器中的中间级，用于信号的进一步放大和处理。
驱动级通常由多个晶体管级联组成，其输入信号来自输入级，并将信号放大到足够的幅度，以供给功率放大级使用。
3. 功率放大级功率放大级是功率放大器的核心部分，用于放大信号的功率。
功率放大级由多个功率晶体管并联或并联放大组成，每个晶体管负责放大输入信号的一部分功率。
通过合理设计功率放大级，可以实现较大的输出功率。
4. 输出级输出级负责将信号的功率放大到所需的水平，并驱动负载。
通常情况下，输出级具有较低的输出阻抗，并能够输出相应的高功率信号。
输出级通常由一个或多个功率晶体管组成，其输出信号可用来驱动扬声器、天线或其他负载。
二、功率放大器的基本分类根据不同的工作原理和应用，功率放大器可以分为各种不同的类型。
下面介绍几种常见的功率放大器分类。
1. A类功率放大器A类功率放大器是最常见的一种功率放大器，适用于音频放大器等应用。
它通过将输入信号与直流电压进行叠加，实现对信号的放大。
A类功率放大器的优势在于放大器的线性度高，但效率相对较低。
2. B类功率放大器B类功率放大器是一种高效率的功率放大器，在音频放大器和激光器等应用中广泛使用。
谐振放大器工作原理
谐振放大器工作原理
谐振放大器是一种电子放大器，可以放大特定频率下的输入信号。
它的工作原理基于谐振现象和正反馈的效应。
谐振放大器通常由一个谐振电路和一个放大器组成。
谐振电路由一个电感和一个电容组成，形成一个谐振回路。
当输入信号的频率与谐振回路的共振频率相匹配时，谐振电路会呈现出较大的阻抗，从而使输入信号更容易通过电路。
放大器主要负责增大信号的幅度。
当输入信号进入谐振放大器时，放大器会对信号进行放大，并且通过正反馈作用反馈到谐振电路中。
正反馈会使得谐振电路的阻抗增大，从而使得放大效果更加明显。
通过谐振电路和放大器的相互作用，谐振放大器能够放大特定频率范围内的信号。
当输入信号的频率与谐振回路的共振频率完全匹配时，谐振放大器可以实现最大的增益。
需要注意的是，谐振放大器在工作过程中需要保持输入信号的频率与谐振回路的共振频率匹配。
如果频率不匹配，放大效果将会大大降低。
总之，谐振放大器通过谐振电路和放大器的协同作用，能够放大特定频率范围内的输入信号。
这种放大器在无线通信、音频放大和信号处理等领域有着广泛的应用。
谐振功率放大器
ic 0 uce Ec U c cos , 位于图中B点，晶体管刚刚导通。 （3）当 t 0时 U
P0 I c 0 Ec
1 1 2 1 U c2 P I c1U c I c1 RL 1 2 2 2 RL
Pc P P 0 1
P1 1 I c1 U c 1 P0 2 I c 0 Ec 2
称为集电极电压利用系数； 称为波形系数。
4）集电极效率
其中， U c Ec
2 工作原理分析
i (1) 集电极电流 c 设输入信号电压:
ub U bm cost
+ ub + u be + uCE C _
ic
Rp
+ L u c1 -
ube ub Eb Eb U bm cost
由晶体管的转移特性曲线可以看出：
则加到晶体管基极,发射级的 有效电压为:
-Eb
EC
c Uce
•
Q
Ucm1
c
uce Ec uc Ec Uc cos t Ec Ic1 RL cos t 外部特性决定,KVL ic gm (Ub cos t Eb Eb ) gmUb (cos t cos ) 内部特性决定 （） 当t 1 时：
高频电子线路
内容二、 谐振功率放大器
第3章
高频谐振放大器
第二节 谐振功率放大器
回顾：
高频小信号放大器
高频小信号放大器
谐振功率放大器的工作原理
谐振功率放大器的工作原理
1.谐振电路：谐振功率放大器通常由一个谐振电路和一个放大器组成。
谐振电路是一个能够在谐振频率上有较高阻抗、在其他频率上有较低阻抗
的电路。
它可以由电感器和电容器等元件组成。
谐振电路的谐振频率通常
与输入信号的频率相匹配。
2.输入信号：输入信号首先进入谐振电路，如果输入信号的频率与谐
振电路的谐振频率不匹配，谐振电路会对输入信号的通过产生阻抗。
仅当
输入信号的频率与谐振电路的谐振频率一致时，谐振电路的阻抗才会较低，从而使信号得以通过。
3.放大器：通过谐振电路的筛选，只有与谐振电路的谐振频率相匹配
的信号得以通过，进入放大器。
放大器会对输入信号进行放大处理。
放大
器可以采用不同的工作原理，例如晶体管、场效应管等。
它能够将输入信
号的幅度进行放大，使得输出信号的功率大于输入信号的功率。
4.输出信号：经过放大器放大后的信号被输出。
由于输入信号已经通
过谐振电路的筛选，使得仅有与谐振频率匹配的信号得以通过放大器，所
以输出信号的频率与输入信号的频率是相同的。
不同的是输出信号的幅度
更大，即实现了信号的放大。
总的来说，谐振功率放大器的工作原理就是通过谐振来选择输入信号
中与谐振频率匹配的信号，然后经过放大器进行放大处理，最终输出信号。
这种放大方式适用于对特定频率的信号进行放大，具有较高的放大效率和
较低的失真。
在一些需要对特定频率信号进行放大的应用中，如无线通信、射频放大等，谐振功率放大器得到了广泛的应用。
第二章 谐振功率放大器
(2-2-1)
① 由式 2-2-1 确定 vBE 和 vCE： 先设定VBB、Vbm、VCC、Vcm 四个电量数值，并将ωt 按等间隔 (ωt = 0º ，±15º ，±30 º，……) 给定不同的数 值，则 vBE 和 vCE 便确定(图 a)。
②由输出特性画 iC：根据不同间隔上的 vBE 和vCE 值， 在输出特性曲线上（以 vBE 为参变量）找到对应的动态 点，由此可以确定 iC 值的波形，其中动态点的连线称为 谐振功率放大器的动态线。
③ 后果：加到基极 上的最大反向电压(VBB －Vbm)可能使功率管发 射结反向击穿。
在维持输出功率 的条件下，一味地减 管子导通时间来提高 可采用开关工作的谐振功率放大器——丁类。
集电极效率的做法往往是不现实的。为进一步提高效率，
2.1.2 丁类和戊类谐振功率放大器
1. 丁类简介 (1) 电路 Tr 次级两绕组相同，极性相反。 T1 和 T2 特性配对，为同型管。
用途：对载波或已调波进行功率放大
2.1 谐振功率放大器的工作原理
在谐振功率放大器中，它的管外电路由直流馈电电 路和滤波匹配网络两部分组成。
2.1.1 丙类谐振功率放大器
1. 电路组成
ZL —— 外接负载，呈阻抗性，用 CL 与 RL 串联等 效电路表示。 Lr 和 Cr ——匹配网络，与 ZL 组成并联谐振回路。 调节 Cr 使回路谐振在输入信号频率。 VBB——基极偏置电压，设置在功率管的截止区， 以实现丙类工作。
① 欠压状态：随 VCC 减小，集电极电流脉冲高度 略有减小，因而 IC0 和 Ic1m 也将略有减小，Vcm( = ReIc1m) 也略有减小。
② 过压状态：随 VCC 减小，集电极电流脉冲的高 度降低，凹深加深，因而 IC0、Ic1m、Vcm 将迅速减小。
谐振功率放大器详解
Re
= ω02 Lr 2
RL
=
Lr Ct RL
式中， Ct
=
CrCL Cr + CL
—— 回路总电容
Qe = ω0 Lr / RL —— 回路有载品质因数
(2) 对非基波分量 谐振回路对 iC 中的其它分量呈现的阻抗均很小，平 均分量和各次谐波分量产生的电压均可忽略。
结论：回路上仅有由基波分量产生的电压vc，因而 在负载上可得到所需的不失真信号功率。
2. 集电极电流 ic
若忽略基区宽度调制效应及管 子结电容的影响，则在输入信号电 压 vb (t ) = Vbmcosωst 的作用下， 根据 vBE = VBB + vb (t ) = VBB + Vbmcosωst ， 在静态转移特性曲线 (ic～vBE)上画 出的集电极电流波形是一串周期重 复的脉冲序列，脉冲宽度小于半
个周期。用付里叶级数可将电流 脉冲序列分解为平均分量、基波 分量和各次谐波分量之和，即
iC = IC0 + ic1 + ic2 + ⋅ ⋅ ⋅ ⋅
= IC0 + Ic1mcosωst + Ic2mcos2ωst + ⋅ ⋅ ⋅
3. 输出电压 vo (1) 对基波分量 由于集电极谐振回路调谐在输入信号频率上，因而 它对 iC 中的基波分量呈现的阻抗最大，且为纯电阻，称 为谐振电阻，在高 Q 回路中，其值 Re 近似为
在谐振功率放大器中，它的管外电路由直流馈电电
路和滤波匹配网络两部分组成。
2.1.1 丙类谐振功率放大器
1. 电路组成 ZL —— 外接负载，呈阻抗性，用 CL 与 RL 串联等 效电路表示。 Lr 和 Cr ——匹配网络， 与 ZL 组成并联谐振回路。调 节 Cr 使回路谐振在输入信号 频率。
谐振功率放大器的工作原理负载特性
用于对某些载波信号频率要求变化范围大的短
波，超短波电台的中间各级放大级，以免对不同 fc 的繁琐调谐。工作在甲类。
主讲 元辉
4.1
线将其辐射到空间。
与小放！
主讲 元辉
高 频 电 子 线 路
1．分类
① 按照负载分：
窄带高功放：LC回路作输出负载，又称谐振功率放大器， 工作于乙类或丙类状态，具有放大、选频滤波作用。 宽带高功放：用传输线变压器或者其他宽带匹配网络作输出负 载，不具备选频滤波作用。工作于甲类状态。
② 按工作状态分 甲类状态——集电极电流导通角 =180o o 乙类状态 —— 集电极电流导通角 = 90 ；线性放大， 放大等幅信号。 丙类状态——集电极电流导通角 <90o；放大等幅载 波及已调波。 （工作状态的划分动画） 主讲 元辉
4.1
高 频 电 子 线 路
高 频 电 子 线 路
第四章 高频功率放大器
本章重点： 谐振功率放大器的工作原理；负载特性；
调制特性；放大特性。
难 点：
谐振功率放大器的折线分析方法；
功率合成与功率分配器的工作原理分析 。
主讲 元辉
4.1
高 频 电 子 线 路
4.1 概述
功率放大器的概念： 在输入信号i 的控制下，将直流电源提供的直流功 率的一部分变换成按输入信号规律变化的交流功率，提供 给负载。 高频功率放大器的作用： 对高频已调波信号进行线性功率放大，然后经过天
高频谐振功率放大器
偏置电路优化
设计合适的偏置电路，以稳定放大器 的工作状态，提高其可靠性。
散热设计优化
根据实际散热需求，设计合理的散热 结构和散热方式，以提高放大器的可 靠性。
自动校准与补偿
利用自动校准和补偿技术，对放大器 的性能进行实时监测和调整，以提高 其稳定性和可靠性。
05
高频谐振功率放大器的 应用实例
在通信系统中的应用
放大器设计的基本原则
高效性
放大器应具有高效率，以减少能源消耗和散 热需求。
线性度
放大器应保持信号的线性放大，避免非线性 失真。
稳定性
放大器应具有稳定的性能，避免自激振荡和 失真。
可靠性
放大器应具有较高的可靠性和稳定性，以满 足长期使用需求。
放大器设计的步骤与方法
确定技术指标
根据应用需求，确定放大器的技术指标，如 输出功率、工作频率、带宽等。
分析放大器在不同频率下的稳定性表现，通常通 过测试不同频率下的增益和相位变化来评估。
温度稳定性
分析放大器在不同温度下的稳定性表现，通常通 过测试不同温度下的增益和相位变化来评估。
3
电源稳定性
分析放大器在不同电源电压下的稳定性表现，通 常通过测试不同电源电压下的增益和相位变化来 评估。
04
高频谐振功率放大器的 设计与优化
输入级是放大器的起始部分， 负责接收微弱的高频信号并将 其放大。
输入级通常采用晶体管或场效 应管等有源器件，通过小信号 放大来提高信号的幅度。
输入级的电路设计需考虑信号 源内阻、输入信号的幅度和频 率等参数，以确保信号能够有 效地传递到输出级。
输出级
输出级是放大器的末级，负责将经过放大的高频信号输出。
01
02
射频电路基础(第二章
当UBB=UBE(on)时，θ=90°；当UBB<UBE(on)时，θ<π/2； 当 UBB>UBE(on)时， θ>π/2。
当ωt=0时， 有 iC=iCmax=gm(UBB+Ubm－UBE(on))=gm ·Ubm(1－cosθ) 由此可得， 集电极余弦脉冲电流的解析表示式为
iC
iCmax
cost cos 1 cos
丙类工作状态下放大器效率高还可从集电极损耗功率 来分析。 由
可知， 当Po一定时， 减小PC可提高ηC。 PC可表示为
因此， 减小iC ·uCE及通角θ可减小PC。
第二章 谐振功率放大器
在高频功率放大器中， 提高集电极效率的同时， 还应 尽量提高输出功率。 根据式(2.1.3)和式(2.1.4)， 可得
第二章 谐振功率放大器
图 2.2.3 三种状态下的动态特性及集电极电流波形
第二章 谐振功率放大器
2.2.4 负载特性
负载特性是指当保持UCC、UBB、 Ubm不变而改变Re时， 谐振功率放大器的电流IC0和Ic1m、 电压Ucm、 输出功率Po、 集电极损耗功率PC、 电源功率PE及集电极效率ηC随之变化的 曲线。
从上面动态特性曲线随Re变化的分析可以看出， Re由小 到大， 工作状态由欠压变到临界再进入过压, 相应的集电极电 流由余弦脉冲变成凹陷脉冲， 如图2.2.4(a)所示。
第二章 谐振功率放大器
图 2.2.4 负载特性 (a) iC波形的变化； (b) IC0、 Ic1m和Ucm的变化;
(c) Po、 PE、 PC和ηC的变化
第二章 谐振功率放大器
当Re比较小时，Ucm=Ic1m ·Re也比较小，C点处在输出特性 的放大区， 谐振功率放大器在欠压状态下工作， 集电极电流 为余弦脉冲， 相应的动态特性、 集电极电流iC波形如图2.2.3 中曲线①所示。 当Re增大时， Ucm增大， uCEmin减小， C点沿 uBEmax的输出特性左移。 若放大器仍处于欠压状态， 则集电极 电流波形不变。 Re继续增大， 当C点正好移在特性的临界点C′ 时， 放大器处于临界状态， 集电极电流仍为余弦脉冲， 相应 的动态特性、 集电极电流iC波形如图2.2.3 中曲线②所示。
高频谐振功率放大器电路作用
高频谐振功率放大器电路作用高频谐振功率放大器电路是一种用于放大高频信号的电路，其作用是将输入的高频信号放大到更高的功率水平，以便在无线通信、雷达、无线电广播等领域中使用。
它是一种常用的放大器电路，具有许多优点和应用场景。
高频谐振功率放大器电路采用谐振电路的原理，能够在特定频率下实现高增益的放大效果。
谐振电路是一种具有特殊频率响应特性的电路，当输入信号频率与电路的谐振频率相匹配时，其阻抗会达到最小值，从而使得信号能够得到最大的放大。
这种特性使得高频谐振功率放大器电路在高频信号放大方面具有很大的优势。
高频谐振功率放大器电路能够提供较大的输出功率。
在无线通信领域中，信号传输往往需要经过长距离的传输，因此需要将信号放大到足够的功率水平才能够保证信号的传输质量和距离。
高频谐振功率放大器电路能够将输入的低功率信号放大到较大的功率水平，从而能够满足长距离传输的需求。
高频谐振功率放大器电路还能够实现较高的效率。
在放大信号的过程中，电路会消耗一部分能量，这会导致功率损耗和效率降低。
然而，高频谐振功率放大器电路通过谐振电路的设计，能够在特定频率下实现高效的能量传输，从而提高了电路的效率。
这对于无线通信等领域来说，能够减少能源的消耗，提高系统的性能。
高频谐振功率放大器电路还具有宽频带特性。
传统的放大器电路在特定频率下具有较好的放大效果，但在其他频率下的放大效果较差。
而高频谐振功率放大器电路通过谐振电路的设计，能够在一定频率范围内实现较好的放大效果，从而适用于多种频率的信号放大需求。
高频谐振功率放大器电路在无线通信、雷达、无线电广播等领域中具有广泛的应用。
它通过谐振电路的原理，能够在特定频率下实现高增益的放大效果，并能够提供较大的输出功率和较高的效率。
同时，它还具有宽频带特性，能够适用于多种频率的信号放大需求。
因此，高频谐振功率放大器电路在现代通信技术中扮演着重要的角色，对于推动通信技术的发展具有重要意义。
谐振功率放大器实例实验报告
谐振功率放大器实例实验报告一、实验目的1.了解谐振功率放大器的工作原理；2.掌握谐振功率放大器的基本参数测量方法；3.通过实验验证理论计算结果与实际测量结果的吻合程度。
二、实验原理谐振功率放大器是一种利用谐振电路频率选择特性进行功率放大的放大器。
其工作原理基于放大元件（如晶体管）共振频率与谐振电路的谐振频率相吻合，以获得最大功率转换效率的目标。
三、实验装置1.功率放大器电路；2.频率发生器；3.直流稳压电源；4.示波器；5.电压表；6.电流表。
四、实验步骤1.按照给定的电路图搭建谐振功率放大器电路；2.将频率发生器接入电路，设置合适的频率和幅度；3.使用示波器观察输出波形，调整频率和幅度使得放大器工作在谐振频率点；4.使用电压表和电流表分别测量输入端和负载端的电压、电流，记录数据；5.根据测量数据计算功率放大器的功率增益、效率等参数；6.将测量结果与理论计算结果进行比较和分析；7.结束实验。
五、实验结果与分析根据实验数据和理论计算结果，得到功率放大器的功率增益为XdB，效率为X%。
通过比较发现，实验结果与理论计算结果吻合较好，验证了谐振功率放大器的工作原理和参数测量方法的准确性。
六、实验总结本实验通过搭建谐振功率放大器电路，使用示波器观察输出波形并测量电压、电流等参数，验证了谐振功率放大器的工作原理和性能参数的测量方法。
实验结果表明，谐振功率放大器具有较高的功率增益和效率，并且实验数据与理论计算结果吻合较好。
通过这次实验，我们对谐振功率放大器的原理有了更深入的理解，并掌握了相关的实际操作技巧，为今后的学习和研究打下了基础。
暂无。
以上是关于谐振功率放大器实例实验的报告，通过该实验我们能够更好地了解谐振功率放大器的工作原理和参数测量方法，并通过实验结果验证理论计算的准确性。
这对于我们深入理解功率放大器的工作原理和应用具有重要意义。
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近似分析方法（又称为准静态分析法），所 作的近似如下： 近似一：谐振回路具有理想的选频滤波特性，其 上只能产生基波电压，而其它分量的电压均可忽略。 因而，尽管集电极电流为脉冲波，但是集电极电压却
是余弦的。
同理，放大器输入端也接有谐振回路，因而，尽管 基极电流为脉冲波，但是加到基极上的电压却是余弦波， 它们可分别表示为 7.2.1
（集电极电流电压图解法分析动画）
7.2.1
其中，iC 的傅立叶级数展开式为
iC IC 0 I c1m cos t I c 2m cos 2t ……
I c 2 m、…、 IC 0 、 I c1m 、 式中， I cnm 分别为集电极电流的直流分
量、基波分量、以及各高次谐波分量的振幅。
BE VBB b VBB Vbm cos t
电路的工作波形如图 7.2.2所示。晶体管的集电 极电流 iC 为周期性的余弦 脉冲。
图7.2.1 丙类谐振放大器的电路组成
iE 实际上，工作在丙类状态的晶体管各极电流 iB、iC、
均为周期性余弦脉冲，均可以展开为傅立叶级数。
7.2.1
负载等效值） R Reo // R（ R为回路等效总电阻， L RL
Qe Reo Qe L C
7.2.1
丙类谐振功率放大器的电流、电压波形如图7.2.4所示。 结论：丙类谐振功率放 大器，流过晶体管的各极电
流均为余弦脉冲，但利用谐
振回路的选频作用，其输出 电压仍能反映输入电压的变
见附录二。
图7.2.3给出了
导通角与各分解系数
1 ( ) 、…、 0 ( )、 n ( )
的关系曲线。 由图可清楚地
看到各次谐波分量
随导通角变化的趋
图7.2.3
余弦脉冲分解系数曲线
（余弦脉冲分解系数曲线动画）
势。谐波次数越高，振幅就越小。因此，在谐振功率放 大器中只需研究直流功率与基波功率。
图7.2.1 丙类谐振放大器的电路组成
（放大器工作原理动画）
7.2.1
放大器的工作状态由偏置电压VBB 的大小决定 当 VBB VBEQ VBE (on )时 为甲类状态； 当VBB VBEQ VBE (on )时 为乙类状态； 当VBB VBEQ VBE ( on )时 为丙类状态。
7.2
7.2.1
谐振功率放大器的原理与应用
谐振功率放大器
（Resonate Power Amplifier）的工作原理 一．谐振功率放大器 的工作原理分析 图7.2.1(a)(b)分别为发 送设备的中间放大级和末级 放大器（rA、 C A为天线等效电 路),(c)为相应的原理电路。
图7.2.1 丙类谐振放大器的电路组成
CB 为旁路电容， CC 为电源滤波电容； L、C组成并联谐振回路，作为集电极负载回路（或
匹配网络），该回路又称为槽路，载回路既可以实现
选频滤波的功能，又实现阻抗匹配； 放大后的信号通 过变压器耦合到负载 RL
上(图(a))或通过天线
(图（b))向空间辐射。 图（c）中的 R为L、C 回路的谐振总电阻。
PD VCC IC 0
2．输出高频交流功率 Po
1 1 2 Po I c1mVcm I c1m R 2 2
7.2.1
3．集电极损耗功率 PC 根据能量守恒定律，集电极损耗功率应为
PC PD Po 4．集电极效率 C
c
Po 1 Vc1m I c1m 1 g1 ( ) PD 2 V I 2 CC CO
BE VBB b VBB Vbm cos t
CE VCC c VCC Vcm cos t VCC I c1m R cos t
VBE ( on )称为晶体管的导通电压。
2．电路特点： C高，流过晶体管的电流为 ①电路工作在丙类状态。 余弦脉冲； ② 谐振回路做负载。其作用是：阻抗匹配，选 出余弦脉冲中的基波分量 7.2.1
二．工作原理： 若激励电压b Vbm cos t ，且 VBB VBE ( on )
所以电路工作在丙类状态。
其中
IC 0 1 2
i d (t ) i
C
C max
0 ( )
I c1m
I cnm
i
1
C
cos td (t ) iC max1 ( )
i
1
C
cos ntd (t ) iC max n ( )
7.2.1
1 ( )、…、 n ( )为余弦脉冲分解系数， 0 ( )、
化规律，即输出信号基本上
是不失真的余弦信号，实现 线性放大的功能。
（高频工作时晶体管电 压电流波形动画）
图7.2.4 谐振功率放大器的各 极电压、电流波形
7.2.1
二．谐振功率放大器的质量指标 对功率放大器的要求是：
在保证功放管安全工作的条件下，在允许失真
的范围内，高效率地输出足够大的信号功率，因此， 高频功率放大器的主要技术指标有： 1．电源电压提供的直流输入功率 PD
显然，只要知道电流脉冲的最大值iC max和导通角
I c 2 m、…、I cnm 。 I c1m、 就可以计算 I C 0 、
当 LC回路谐振于 时，在 LC回路两端得到 的最大 输出，即：
c Vcm cos t I c1m R cos t
式中
Vcm I c1m R
结论：①当 pD 一定时， Po 越大。 R 越大，
VBE Vbm 增大 Po 增大。 ②当器件确定时， 一定， （on）
③当I c1m 增大的时候（或者 I C0减小的时候），
C减大；所以 Vbm 增大时，让静态工作点Q降低是提高
Po和C的重要途径。
7.2.2
谐振功率放大器的近似分析方法
一．近似分析方法
7.2.1
1．电路的基本组成
电路是以谐振系统作匹配网络（负载）。 按工作状态分为
乙类状态：放大高频调幅信号。线性放大，推挽放大 ； 丙类状态：放大等幅载波及已调波（FM，AM）。
电路中各元件作用：
输入信号（又称为激励信号）经变压器耦合
到晶体管的输入端得到 b ；
VBB是基极偏置电压； VCC 是集电极直流电源电压，