第2章 高频功率放大器
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高频功率放大器4
第2章 高频功率放大器
对上述这些原则的电路示意说明如图2.12所示。
谐振功放的基极馈电线路的组成原则与集电极馈 电线路相仿。第一，基极电流中的直流分量IB0只流过 基极偏置电源(即EB直接加到晶体管b ,e两端)。第二， 基极电流中的基波分量ib1只流过输入端的激励信号源， 以便使输入信号控制晶体管的工作，实现放大。这些 原则的电路示意说明如图2.13所示。
第2章 高频功率放大器
3. 基极馈电线路 基极馈电线路原则上和集电极馈电相同，也有串 馈与并馈之分。基极串联馈电是指偏置电压EB，输入 信号源ub及管子b,e三者在电路形式上为串联连接的一 种馈电方式，而在电路形式上为并联连接的则称为并 联馈电。
第2章 高频功率放大器
(1)串联馈电。串联馈电如图2.15(a)所示。图中CB2 为滤波旁路电容。由图可见，EB，ub，管子b,e三者为 串联连接，基极电流中的直流分量IB0只流过偏置电压 EB，而基波分量ib1只通过激励信号源ub，符合馈电线路 原则。
第2章 高频功率放大器
第2章 高频功率放大器
第2章 高频功率放大器
第2章 高频功率放大器
第2章 高频功率放大器
第2章 高频功率放大器
第2章 高频功率放大器
第2章 高频功率放大器
第2章 高频功率放大器
第2章 高频功率放大器
(2) L型匹配网络。设有一谐振功放，要求的临界 状态电阻为Re，负载为天线，呈现纯阻性rA，且rA<Re， 应如何设计匹配网络呢?
第2章 高频功率放大器
第2章 高频功率放大器
第2章 高频功率放大器
第2章 高频功率放大器
T型网络的形式如图2.24(c)所示。它同样可视作是 两节L型匹配网络的级联，如图2.24(d)所示。与Π型匹 配网络相反，T型匹配网络的阻抗变换特点是低→高 →低。
《高频功率放大器,》课件
高频功率放大器的主要性能指标
包括功率增益、频率响应、效率、非线性失真等。
高频功率放大器端、输出端和放大元 件，如晶体管、MOSFET等。
放大器的工作原理
通过提供电流或电压信号来放 大输入信号。
高频功率放大器的特殊工 作方式
如开关型放大器和级联放大器。
高频功率放大器的分类
《高频功率放大器》PPT 课件
高频功率放大器是一种用于增强高频信号的电子设备。本课件将介绍高频功 率放大器的概念、应用领域、工作原理、分类、设计、仿真测试以及未来发 展趋势。
简介
什么是高频功率放大器?
高频功率放大器是一种用于增强高频信号的电子设备，可以提供高功率输出。
高频功率放大器的应用领域
广泛应用于无线通信、雷达、卫星通信和无线电传输等领域。
放大器电路的优化设计
通过仿真和实验优化设计参数以提高性 能。
高频功率放大器的仿真与测试
仿真工具的选择
如SPICE仿真等，用于验证和优 化电路设计。
电路仿真的常用方法
如频率响应分析、时域响应分 析等。
高频功率放大器的测试方 法
如功率输出测试、谐波失真测 试等。
高频功率放大器的发展趋势
技术趋势
如宽带化、尺寸缩小等，提高性 能和便携性。
市场需求
如5G通信、物联网等领域的快速 发展。
未来发展方向
如高效能耗比、多模块设计等。
结论
1 高频功率放大器的重 2 高频功率放大器的应 3 高频功率放大器的挑
要性
用前景
战与机遇
在现代通信领域中起到至 关重要的作用。
随着相关技术的发展，将 会有更广泛的应用。
如热管理、高频干扰等。
按频段分类
如射频功率放大器、微波功 率放大器等。
包括功率增益、频率响应、效率、非线性失真等。
高频功率放大器端、输出端和放大元 件，如晶体管、MOSFET等。
放大器的工作原理
通过提供电流或电压信号来放 大输入信号。
高频功率放大器的特殊工 作方式
如开关型放大器和级联放大器。
高频功率放大器的分类
《高频功率放大器》PPT 课件
高频功率放大器是一种用于增强高频信号的电子设备。本课件将介绍高频功 率放大器的概念、应用领域、工作原理、分类、设计、仿真测试以及未来发 展趋势。
简介
什么是高频功率放大器?
高频功率放大器是一种用于增强高频信号的电子设备，可以提供高功率输出。
高频功率放大器的应用领域
广泛应用于无线通信、雷达、卫星通信和无线电传输等领域。
放大器电路的优化设计
通过仿真和实验优化设计参数以提高性 能。
高频功率放大器的仿真与测试
仿真工具的选择
如SPICE仿真等，用于验证和优 化电路设计。
电路仿真的常用方法
如频率响应分析、时域响应分 析等。
高频功率放大器的测试方 法
如功率输出测试、谐波失真测 试等。
高频功率放大器的发展趋势
技术趋势
如宽带化、尺寸缩小等，提高性 能和便携性。
市场需求
如5G通信、物联网等领域的快速 发展。
未来发展方向
如高效能耗比、多模块设计等。
结论
1 高频功率放大器的重 2 高频功率放大器的应 3 高频功率放大器的挑
要性
用前景
战与机遇
在现代通信领域中起到至 关重要的作用。
随着相关技术的发展，将 会有更广泛的应用。
如热管理、高频干扰等。
按频段分类
如射频功率放大器、微波功 率放大器等。
第2章 高频功率放大器答案 2014
第2章 高频功率放大器2.2丙类放大器为什么一定要用调谐回路作为集电极负载？回路为什么一定要调到谐振状态？回路失谐将产生什么结果？答：选用调谐回路作为集电极负载的原因是为了消除输出信号的失真。
只有在谐振时，调谐回路才能有效地滤除不需要的频率，只让有用信号频率输出。
此时，集电极电流脉冲只在集电极瞬时电压最低区间流通，因而电流脉冲最小，平均电流co I 也最小。
若回路失谐，则集电极电流脉冲移至集电极瞬时电压较高的区间流通，因而电流脉冲变大，co I 上升，同时，输出功率下降，集电极耗散功率将急剧增加，以致烧损放大管。
因此，回路失谐必须绝对避免。
2.5 解：高频功率放大器的欠压、临界、过压工作状态是根据动态特性的A 点的位置来区分。
若A 点在m axbe u 和饱和临界线的交点上，这就是临界状态。
若A 点在m axbe u 的延长线上（实际不存在），动态特性为三段折线组成，则为过压状态。
若A 点在m axbe u 线上，但是在放大区，输出幅度cmU 较小，则为欠压状态。
欠压区的特点是电流脉冲为尖顶，输出电压幅度相对较小，其输出功率较小，效率也低，除在基极调幅电路中应用外，其它应用较少。
临界状态，输出电压较大，电流为尖顶脉冲，输出功率最大，效率较高，较多的应用于发射机中的输出级。
过压状态，电流为凹顶脉冲，输出电压幅度大，过压区内输出电压振幅随P R 变化小，常作为发射机的高频功率放大器的中间级应用。
改变CE 时，CE 由小变大，工作状态由过压到临界然后到欠压。
改变bmU 时，由小变大，工作状态由欠压到临界然后到过压。
改变BB U 时，由负向正变，工作状态由欠压到临界到过压。
改变P R 时，由小到大变，工作状态由欠压到临界然后到过压。
2.8解：（1）用功放进行振幅调制，调制信号加在集电极时，功放应工作在过压区内。
在过压区中输出电压随CE 改变而变化；调制信号加在基极时功放应工作在欠压区中，在欠压区中，输出电压随BB U 、bmU 改变而变化2）放大振幅调制信号时，工作在欠压区，线性比较差，采用甲或乙类工作状态时，线性较好 （3）放大等幅信号应工作在临界状态。
第2章 高频调谐功率放大器 44页 2.2M PPT版
仿真
C
尖顶余弦脉冲的数学表达式
Vbm
休息1 休息2
(1) 集电极电流
i c i c max
ic I co I cm1 cost I cm1 cos 2t I cmn cosnt
ic Icmax θc θc ic1
cos t cos c 1 cos c
第2章 高频调谐功率放大器
2.1 概述： 2.2 高频功率放大器的工作原理 2.3 高频功率放大器的动态分析 2.4高频功放的高频特性 2.5高频功率放大器的电路组成
休息1
返回
休息2
2. 1 概述：
在高频范围内，为了获得足够大的高频输出功率，必须采 用高频调谐功率放大器，这是发射设备的重要组成部分。 输出功率大 对高频功率放大器的一般要求同低频功放相同： 效率高
oP c ，时定一率功散耗的许允管体晶当
(3) (4) 集电极能量转换效率 c ：
c
Po Po PD Po PC
c Po 集电极耗散功率PP 1， PP c (3) c P o P c o C C c
PD Po
α1 αo g1 α2 α3 θc 2.0 1.0
c c
c
c
式中：(1) 0 c ， 1 c ，…， n c 称为尖顶余弦脉冲的分解系数。
一般可以根据 c 的数值查表求出各分解系数的值。 (2) Ico ， I cm1 ， I cm2 ，…， I cmn 为直流及基波和各次谐波的振幅。
UBZ UBB
u (2)集电极输出电压 u
休息1 休息2
输入激励电路：提供所需信号电压； 输出谐振回路： （1）滤波选频，(2)阻抗匹配。
C
尖顶余弦脉冲的数学表达式
Vbm
休息1 休息2
(1) 集电极电流
i c i c max
ic I co I cm1 cost I cm1 cos 2t I cmn cosnt
ic Icmax θc θc ic1
cos t cos c 1 cos c
第2章 高频调谐功率放大器
2.1 概述： 2.2 高频功率放大器的工作原理 2.3 高频功率放大器的动态分析 2.4高频功放的高频特性 2.5高频功率放大器的电路组成
休息1
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2. 1 概述：
在高频范围内，为了获得足够大的高频输出功率，必须采 用高频调谐功率放大器，这是发射设备的重要组成部分。 输出功率大 对高频功率放大器的一般要求同低频功放相同： 效率高
oP c ，时定一率功散耗的许允管体晶当
(3) (4) 集电极能量转换效率 c ：
c
Po Po PD Po PC
c Po 集电极耗散功率PP 1， PP c (3) c P o P c o C C c
PD Po
α1 αo g1 α2 α3 θc 2.0 1.0
c c
c
c
式中：(1) 0 c ， 1 c ，…， n c 称为尖顶余弦脉冲的分解系数。
一般可以根据 c 的数值查表求出各分解系数的值。 (2) Ico ， I cm1 ， I cm2 ，…， I cmn 为直流及基波和各次谐波的振幅。
UBZ UBB
u (2)集电极输出电压 u
休息1 休息2
输入激励电路：提供所需信号电压； 输出谐振回路： （1）滤波选频，(2)阻抗匹配。
[高频电子电路(第4版)][王卫东 等][电子课件] (9)[5页]
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C类（丙类） 截止区内
<90°
D类（丁类） E类（戊类） （1）输入特性曲线 iB
0 U BZ
iB IS (euBE UT 1) uBE
4.晶体管的静态特性曲线
（2）转移特性曲线
（3）输出特性曲线
iC
f
(uBE
) uCE
常量
iC
放大区
饱和区
•Q
截止区
iC
第2章 高频功率放大器
2.1 概述 2.2 高频功率放大器的工作原理 2.3 高频功率放大器的动态分析 2.4 高频功率放大器的实用电路
2.1 概述
通常，高频振荡器所产生的高频信号功率很小，不能满足发射 机天线对发射功率的要求，因此在发射之前需要经过高频功率放大 器才能获得足够的输出功率，这是发送设备的重要组成部分。
f
(uCE
) uBE
常量
一族曲线
iC
饱和区
放大区
•Q
UB•B0 U• BZ
uBE
0
A类： 180，
•Q
截止区 uCE Ec
Q点位于放大区
B类： 90 ，
Q点位于截止区、
放大区的临界点
C类： 90
横轴为 uBE UBB UBZ
横轴为 uCE
为输出电路，故又称非调谐功率放大器。
按电流导通角的不同分
A类（或甲类）
AB类（或甲乙类）
B类（或乙类）
C类（或丙类）
2.低频功放与高频功放的异同点
共同点
输出功率大 效率高
区别
低频功放 ①工作频率低（200~20000Hz） ②相对频带宽度很宽
高频功放 ①工作频率高 ②相对频带宽度窄
高频谐 振功放
高频功率放大器
第2章高频功率放大器第2章高频功率放大器2.1 谐振功率放大器基本工作原理2.2 丙类谐振功率放大器的工作状态分析2.3 谐振功率放大器的高频特性2.4 谐振功率放大器电路2.5 高效率高频功率放大器及功率合成技术第2章高频功率放大器一、工作状态分类A 类(甲类)、B 类(乙类)、C 类(丙类)等。
i i BEC tCu QA 类(甲类)：工作点Q 较高(I CQ 大)，信号360°内，管子均导通。
通角：θ＝180 °U CCR LR L′N 1∶N 2RBVCBu i第2章高频功率放大器甲类功放电路及交、直流负载线i Ct 0I C Q I C QI C Qu CE i Cu CEt00U CE QU CU CCQ直流负载线交流负载线i B1R L′－I CR B 为偏置电阻，决定Q 点的I CQ 及I BQ 。
变压器是理想的，则直流工作点电压U CEQ =U CC ，直流负载线为一垂直线，而交流负载线通过Q 点，其斜率为(-1/R ′L )第2章高频功率放大器CQCC C CQ CC TE I U dt t I I U TP ⋅=+=∫)sin (10ω1.电源功率P E2. 交流输出功率P LLC C C C C TL R U I U tdt I t U TP ′=⋅=⋅=∫22121sin sin 1ωωCC Cm U U =CQCm I I =CQCC CC E L I U I U P P 21==ηA 类放大器无信号时，效率为零，信号最强时最大效率只有50%。
这是A 类放大器的致命弱点，也是晶体管功率放大器极少采用A 类放大器的原因。
%50max =η一般: 20%~30%第2章高频功率放大器i C t 0i Cu BEQπ2π0u iV 1V 2V 0VD1VD 2I COi C1i C2U CCu o－U EER Li C1i C2B 类(乙类)：工作点Q 选在截止点，管子只有半周导通，另外半周截止。
010 第二章 高频功率放大器
变化.
c.在欠压状态时，VCC的变化对Ic0、Ic1的影响
小.
在过压状态时，VCC的变化对Ic0、Ic1的影响 大. 为实现集电极调制，放大器应工作于。 过压状态
此时U
ce对Ic1有明显的控制作用。
(3)放大特性：Ub变化对放大器工作状态的影响.
①前提条件：VBB、VCC、Re不变，Q不变。
1、丁类放大器工作在开关状态 ，负载谐振回
路区基波、管子功耗为零，效率在90 0 0
以上。
2、戊类放大器工作原理同丁类放大器，不同的
是采用一个特殊设计的集电极回路，以保证
VCe 为最小值时才有集电极电流。
谐振功率放大器
一、放大器的分类： 1、按信号的导通角分 甲类 乙类
θ 180 θ 90 θ 0o
o o
o
丙类
丁类 2、按信号的频率分 高频放大器 低频放大器
θ 90
负载多用谐振回路，匹配 网络。 纯电阻、低频变压器。
3、按信号的大小分
小信号放大器
功率放大器
线性分析法（等效电 路）
③分类：
2、电路：
EC
3、质量指标：
①增益：表示放大器放大信号的能力
Uo Au Ui
Po Ap Pi
Uo Au dB 20 log Ui
特点:
Po Ap dB 10 log Pi
a .多级级联时，单及增益越高，所需级数越
少，级数越多，通频带越窄。
b.增益与其它指标之间有矛盾（通频带稳定 性）。
0 1
0
1
管子导通角
90
0 电流为余弦脉冲波，
利用傅里叶级数将其分解为 ib
课件高频功率放大器ppt
放大器的基本组成
放大器由输入级、输出级和中间级 组成，其中输入级和输出级是关键 部分，直接影响放大器的性能。
高频放大器的特殊问题
01
02
03
频率响应
高频信号的频率较高，因 此高频放大器的频率响应 需要足够宽，以适应不同 频率的信号放大。
相位失真
由于高频信号的频率较高， 相位失真成为高频放大器 的一个重要问题，需要采 取措施进行补偿。
噪声系数是指放大器输出端的信噪比与输 入端的信噪比之比，是衡量放大器噪声性 能的重要指标。
动态范围是指放大器在保证一定信噪比的 前提下，能够放大的信号的最大幅度范围 ，是衡量放大器适应能力的重要指标。
03 电路分析
晶体管放大电路
01
晶体管放大电路的基本原理
晶体管放大电路利用晶体管的放大效应，将微弱的电信号放大成较强的
利用人工智能和机器学习技术 对高频功率放大器进行智能控 制和优化，提高其自适应能力 和稳定性。
多模多频段技术
研究多模多频段的高频功率放 大器，以满足不同通信标准和
频段的需求。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
高频功率放大器用于放大雷达发射的信号，提高雷达对目标的
探测能力。
距离测量
02
通过测量发射信号与接收回波的时间差，高频功率放大器有助
于提高雷达的距离测量精度。
速度测量
03
利用多普勒效应原理，高频功率放大器有助于提高雷达的速度
测量精度。ຫໍສະໝຸດ 音频处理系统中的应用1 2
音频放大
高频功率放大器用于放大音频信号，提供足够的 功率以驱动扬声器或其他音频输出设备。
应用场景
通信领域
高频功率放大器广泛应用于通信领域，如移动通信、卫星通信、光纤 通信等，用于信号的传输和放大。
放大器由输入级、输出级和中间级 组成，其中输入级和输出级是关键 部分，直接影响放大器的性能。
高频放大器的特殊问题
01
02
03
频率响应
高频信号的频率较高，因 此高频放大器的频率响应 需要足够宽，以适应不同 频率的信号放大。
相位失真
由于高频信号的频率较高， 相位失真成为高频放大器 的一个重要问题，需要采 取措施进行补偿。
噪声系数是指放大器输出端的信噪比与输 入端的信噪比之比，是衡量放大器噪声性 能的重要指标。
动态范围是指放大器在保证一定信噪比的 前提下，能够放大的信号的最大幅度范围 ，是衡量放大器适应能力的重要指标。
03 电路分析
晶体管放大电路
01
晶体管放大电路的基本原理
晶体管放大电路利用晶体管的放大效应，将微弱的电信号放大成较强的
利用人工智能和机器学习技术 对高频功率放大器进行智能控 制和优化，提高其自适应能力 和稳定性。
多模多频段技术
研究多模多频段的高频功率放 大器，以满足不同通信标准和
频段的需求。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
高频功率放大器用于放大雷达发射的信号，提高雷达对目标的
探测能力。
距离测量
02
通过测量发射信号与接收回波的时间差，高频功率放大器有助
于提高雷达的距离测量精度。
速度测量
03
利用多普勒效应原理，高频功率放大器有助于提高雷达的速度
测量精度。ຫໍສະໝຸດ 音频处理系统中的应用1 2
音频放大
高频功率放大器用于放大音频信号，提供足够的 功率以驱动扬声器或其他音频输出设备。
应用场景
通信领域
高频功率放大器广泛应用于通信领域，如移动通信、卫星通信、光纤 通信等，用于信号的传输和放大。
高频功率放大器概要课件
高频功率放大器概要课件
• 高频功率放大器概述 • 高频功率放大器的基本结构 • 高频功率放大器的性能指标 • 高频功率放大器的设计方法
• 高频功率放大器的应用与实例 • 高频功率放大器的发展趋势与挑战
01
高频功率放大器概述
定义与工作原理
定义
高频功率放大器是一种电子设备 ，用于放大高频信号，使其具有 足够的功率以驱动负载。
工作原理
高频功率放大器通过使用晶体管 或电子管等器件，将输入信号进 行放大，并输出具有一定功率的 高频信号。
分类与应用
分类
根据工作频率、输出功率和应用领域 ，高频功率放大器可分为多种类型， 如宽带放大器、窄带放大器和脉冲放 大器等。
应用
高频功率放大器广泛应用于通信、雷 达、导航、电视广播等领域，用于发 射大功率的高频信号。
特点
激励级通常采用共基放大电路，具有较高的电压放大倍数和较高的 频率响应，能够提供足够大的信号电压。
元件选择
激励级通常选用晶体管或电子管，因为它们具有较高的放大倍数和频 率响应，能够满足激励级的需求。
偏置电路
作用
偏置电路是高频功率放大器中用于设置晶体管或电子管工作点的 电路，为各级提供合适的直流偏置电压和电流。
导航与定位
高频功率放大器在雷达导航和定位系统中发挥着关键作用，能够放大信号并确保其传输的准确性，从 而实现高精度的定位和导航。
电子战系统中的应用
干扰与压制
在电子战系统中，高频功率放大器用于产生 强烈的干扰信号，对敌方通信和雷达系统进 行干扰或压制，使其无法正常工作。
信号情报收集
高频功率放大器还可以用于电子战中的信号 情报收集，通过放大和分析敌方信号，获取 其通信和雷达系统的信息，为军事决策提供 支持。
• 高频功率放大器概述 • 高频功率放大器的基本结构 • 高频功率放大器的性能指标 • 高频功率放大器的设计方法
• 高频功率放大器的应用与实例 • 高频功率放大器的发展趋势与挑战
01
高频功率放大器概述
定义与工作原理
定义
高频功率放大器是一种电子设备 ，用于放大高频信号，使其具有 足够的功率以驱动负载。
工作原理
高频功率放大器通过使用晶体管 或电子管等器件，将输入信号进 行放大，并输出具有一定功率的 高频信号。
分类与应用
分类
根据工作频率、输出功率和应用领域 ，高频功率放大器可分为多种类型， 如宽带放大器、窄带放大器和脉冲放 大器等。
应用
高频功率放大器广泛应用于通信、雷 达、导航、电视广播等领域，用于发 射大功率的高频信号。
特点
激励级通常采用共基放大电路，具有较高的电压放大倍数和较高的 频率响应，能够提供足够大的信号电压。
元件选择
激励级通常选用晶体管或电子管，因为它们具有较高的放大倍数和频 率响应，能够满足激励级的需求。
偏置电路
作用
偏置电路是高频功率放大器中用于设置晶体管或电子管工作点的 电路，为各级提供合适的直流偏置电压和电流。
导航与定位
高频功率放大器在雷达导航和定位系统中发挥着关键作用，能够放大信号并确保其传输的准确性，从 而实现高精度的定位和导航。
电子战系统中的应用
干扰与压制
在电子战系统中，高频功率放大器用于产生 强烈的干扰信号，对敌方通信和雷达系统进 行干扰或压制，使其无法正常工作。
信号情报收集
高频功率放大器还可以用于电子战中的信号 情报收集，通过放大和分析敌方信号，获取 其通信和雷达系统的信息，为军事决策提供 支持。
第章高频功率放大器
第一章高频功率放大器概述高频功率放大器是一种专用放大器，主要用于放大高频信号以改善信号传输和处理的效果。
高频信号在传输过程中容易受到噪声和信号衰减等影响，因此需要使用高质量的放大器来解决这些问题。
高频功率放大器通常用于广播、通信、雷达和医学设备等领域。
在这些应用场合中，高频信号需要被放大到足够高的水平以保证其正常工作。
然而高频信号的放大并不是一件简单的事情，因为高频信号具有特别的特性，需要专门的技术和设备才能处理。
第二章高频功率放大器的原理高频功率放大器的工作原理类似于普通放大器，但它需要更多的细节和技巧。
以下是高频功率放大器的工作原理。
2.1 放大器基本原理放大器的基本原理是将输入信号增加到一个可控范围内的输出信号。
在高频功率放大器中，输入信号是原始高频信号，输出信号是经过放大和处理后的高频信号。
在放大器中，晶体管是主要的放大器元件，因为它们以高速工作，且具有稳定的放大特性。
2.2 高频功率放大器的原理高频功率放大器的原理类似于普通放大器的原理，主要包括功率放大和线性放大两种模式。
功率放大模式将输入信号的强度直接放大到最大，保证输出信号的功率尽可能大。
这种模式下的放大器通常用于发射机和雷达等应用场合。
线性放大模式将输入信号的强度放大到一个可以被处理的范围内，以保持输出信号的线性特性。
这种模式下的放大器通常用于接收机和信号处理器等领域。
第三章高频功率放大器的性能指标高频功率放大器的性能指标是衡量其性能和质量的标准，以下是几个常见的指标：3.1 频率响应频率响应表示放大器对于不同频率的输入信号的响应能力，它直接影响着信号的传输和处理效果。
3.2 增益增益表示输出信号与输入信号之间的增加比例，越高的增益意味着越大的信号输出。
3.3 噪声系数噪声系数是指输入信号和输出信号之间的信噪比，噪声越小，信噪比越高，放大器的效果就越好。
3.4 带宽带宽是指在特定的频率范围内，放大器能够保持其放大性能的能力，带宽越宽，放大器的应用范围就越广。
高频功率放大器教学课件
。
输入级通常采用晶体管或场效应 管作为放大元件，通过合理的设 计和匹配电路，实现信号的线性
放大。
输入级的性能对整个高频功率放 大器的性能具有重要影响，需要 关注其增益、线性度、噪声系数
等指标。
输出级
输出级是高频功率放大器的最 后一级，主要作用是将信号进 一步放大并输出。
输出级通常采用功率晶体管或 场效应管，通过适当的电路设 计和匹配，实现高效率、低失 真的信号输出。
由于高频功率放大器在工作过程中会产生大量热量，散热设计至 关重要，否则会影响放大器性能和稳定性。
散热方式
包括自然散热、强制风冷、液冷等，根据实际需求和环境条件选择 合适的散热方式。
散热结构设计
合理设计散热结构，如散热片、散热通道等，提高散热效率，降低 热阻。
05 高频功率放大器的应用实 例
无线通信系统中的应用
VS
详细描述
动态范围是指高频功率放大器在保证一定 信噪比（SNR）条件下，能够接收和放大 的最小信号与最大信号之间的比值。动态 范围越大，高频功率放大器的接收灵敏度 和抗干扰能力越强。在无线通信、卫星通 信等领域，动态范围是一个关键的性能指 标。
04 高频功率放大器的设计方 法
匹配网络设计
01
02
总结词
增益是衡量高频功率放大器放大信号能力的指标。
详细描述
增益是指高频功率放大器输出信号的幅度与输入信号幅度的比值，通常用分贝（ dB）表示。增益反映了放大器对信号的放大能力，是高频功率放大器的重要性能 指标。
效率Βιβλιοθήκη 总结词效率是衡量高频功率放大器能量转换能力的指标。
详细描述
效率是指高频功率放大器的输出功率与输入功率的比值。高效的放大器能够将更多的电能转换为信号能量，减少 能源浪费和散热问题。效率对于高频功率放大器的性能和可靠性具有重要意义。
输入级通常采用晶体管或场效应 管作为放大元件，通过合理的设 计和匹配电路，实现信号的线性
放大。
输入级的性能对整个高频功率放 大器的性能具有重要影响，需要 关注其增益、线性度、噪声系数
等指标。
输出级
输出级是高频功率放大器的最 后一级，主要作用是将信号进 一步放大并输出。
输出级通常采用功率晶体管或 场效应管，通过适当的电路设 计和匹配，实现高效率、低失 真的信号输出。
由于高频功率放大器在工作过程中会产生大量热量，散热设计至 关重要，否则会影响放大器性能和稳定性。
散热方式
包括自然散热、强制风冷、液冷等，根据实际需求和环境条件选择 合适的散热方式。
散热结构设计
合理设计散热结构，如散热片、散热通道等，提高散热效率，降低 热阻。
05 高频功率放大器的应用实 例
无线通信系统中的应用
VS
详细描述
动态范围是指高频功率放大器在保证一定 信噪比（SNR）条件下，能够接收和放大 的最小信号与最大信号之间的比值。动态 范围越大，高频功率放大器的接收灵敏度 和抗干扰能力越强。在无线通信、卫星通 信等领域，动态范围是一个关键的性能指 标。
04 高频功率放大器的设计方 法
匹配网络设计
01
02
总结词
增益是衡量高频功率放大器放大信号能力的指标。
详细描述
增益是指高频功率放大器输出信号的幅度与输入信号幅度的比值，通常用分贝（ dB）表示。增益反映了放大器对信号的放大能力，是高频功率放大器的重要性能 指标。
效率Βιβλιοθήκη 总结词效率是衡量高频功率放大器能量转换能力的指标。
详细描述
效率是指高频功率放大器的输出功率与输入功率的比值。高效的放大器能够将更多的电能转换为信号能量，减少 能源浪费和散热问题。效率对于高频功率放大器的性能和可靠性具有重要意义。
高频功率放大器资料课件
工作原理
根据工作频率、用途和电路结构等不同，高频功率放大器有多种分类方式。
高频功率放大器具有高效率、高输出功率、宽频带等优点，广泛应用于通信、雷达、导航、电视等领域。
特点
分类
高频功率放大器在通信领域中用于发射机末级，将调制信号放大后传输给天线，实现无线信号的发送和接收。
通信
雷达系统中的高频功率放大器用于发射大功率的脉冲信号，通过反射和散射等方式探测目标。
03
CHAPTER
高频功率放大器的性能指标
放大器输出功率与输入功率之比，通常以百分比表示。高效的放大器能够将更多的电能转化为输出功率，减少能量损失。
效率
放大器在工作过程中消耗的功率，是评价放大器能耗的重要指标。低功耗的放大器能够降低能源消耗和散热需求。
功耗
线性失真
放大器在工作范围内，输出信号与输入信号之间的线性关系。线性失真较小，意味着输出信号与输入信号变化一致，没有出现波形变形或频率失真。
非线性失真
放大器在工作范围内，输出信号与输入信号之间的非线性关系。非线性失真会导致输出信号波形变形或频率失真，影响信号质量。
04
CHAPTER
高频功率放大器的设计与优化
03
匹配网络
设计合适的匹配网络，使输入和输出阻抗与负载阻抗相匹配，提高功率传输效率。
01
晶体管类型
根据应用需求选择合适的晶体管类型，如硅管、锗管、砷化镓等。
THANKS
感谢您的观看。
高频功率放大器资料课件
目录
高频功率放大器概述高频功率放大器的工作原理高频功率放大器的性能指标高频功率放大器的设计与优化高频功率放大器的应用实例高频功率放大器的发展趋势与挑战
01
CHAPTER
根据工作频率、用途和电路结构等不同，高频功率放大器有多种分类方式。
高频功率放大器具有高效率、高输出功率、宽频带等优点，广泛应用于通信、雷达、导航、电视等领域。
特点
分类
高频功率放大器在通信领域中用于发射机末级，将调制信号放大后传输给天线，实现无线信号的发送和接收。
通信
雷达系统中的高频功率放大器用于发射大功率的脉冲信号，通过反射和散射等方式探测目标。
03
CHAPTER
高频功率放大器的性能指标
放大器输出功率与输入功率之比，通常以百分比表示。高效的放大器能够将更多的电能转化为输出功率，减少能量损失。
效率
放大器在工作过程中消耗的功率，是评价放大器能耗的重要指标。低功耗的放大器能够降低能源消耗和散热需求。
功耗
线性失真
放大器在工作范围内，输出信号与输入信号之间的线性关系。线性失真较小，意味着输出信号与输入信号变化一致，没有出现波形变形或频率失真。
非线性失真
放大器在工作范围内，输出信号与输入信号之间的非线性关系。非线性失真会导致输出信号波形变形或频率失真，影响信号质量。
04
CHAPTER
高频功率放大器的设计与优化
03
匹配网络
设计合适的匹配网络，使输入和输出阻抗与负载阻抗相匹配，提高功率传输效率。
01
晶体管类型
根据应用需求选择合适的晶体管类型，如硅管、锗管、砷化镓等。
THANKS
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目录
高频功率放大器概述高频功率放大器的工作原理高频功率放大器的性能指标高频功率放大器的设计与优化高频功率放大器的应用实例高频功率放大器的发展趋势与挑战
01
CHAPTER
第二章高频功率放大器3
第2章 高频功率放大器
iC
iC
iC
iC
0
ωt
0
ωt
0
ωt
0
ωt
R e增大 (a)
图2.8 电流波形随Re的变化及其负载特性 (a)电流波形；(b)、(c)负载特性
第2章 高频功率放大器
Iclm IC0 Ucm PC
PE
ηC
P0 0 欠压区 R ecr 过压区 R e 0 欠压区 R ecr 过压区 Re
第2章 高频功率放大器
b) 基极调幅电路 ;丙类谐振功放的基极调制是基极 丙类谐振功放的基极调制是基极 理
点点点点
第2章 高频功率放大器
iC iC iC iC iC
0 ωt
0 ωt
0 ωt
0 ωt 0 ωt EB增大 Ucm Iclm IC0
Ucm, Iclm, IC0
第2章 高频功率放大器
iC iC E C′ C u BEmax
①② ③
0 0
F C″
② ③
①
A′ A″ A EC u CE B
③
②
① 0
uc
ωt
图2.7 三种状态下的动特性及集电极电流波形
第2章 高频功率放大器
继续增大Re，Ucm继续增加，uCEmin继续减小，C点 将移至uBEmax输出特性的饱和区(图中以C″表点)，这时 谐振功率放大器处于过压状态工作。过压状态下动特 性可这样得出：将uBEmax输出特性曲线放大区扩展至纵 轴，uCEmin 与uBEmax 交于E点，连接EB与临界饱和线交 于F点，与横轴交于A″点，FA″是放大区的动特性， C″F则为瞬时工作点落入饱和区后的动特性。工作点进 入截止区后，动特性应以横轴代替。集电极电流iC波形 为一凹陷脉冲，动特性曲线及iC 波形如图2.7中③所点。
第二章 高频功率放大器
必须强调指出，集电极电流ic虽然是脉冲状， 但由于谐振回路的这种滤波作用，仍然能得 到正弦波形的输出。
Vbm Vbm
t
ic
转移 特性 ic max 理想化 o VBZ eb vc
ic
–VBB +c o – c
t +c o –c
图6－4 谐振功率放大器转移特性曲线
谐振功率放大器各部分的电压与 电流的波形图如下页的图所示
1. D类功率放大器的原理分析 E -2U 休息2 D类功率放大器有电压开关型和电流开关型两种基本 ωt i 返回 电路，电压开关型D类功率放大器是已推广应用的电路 ub1和ub2是由ui通过变压器T1 继续 ωt VT E i 产生的两个极性相反的输入激励 C i 电压 T ωt u u ui正半周时VT1管饱和导通， L uA C VT2管截止，电源EC对电容C充 u VT i 电，电容上的电压很快充至 ωt uL R u （EC-UCES1）值，A点对地的电 压uA=（EC-UCES1） 。 ui负半周时VT2管饱和导通，VT1管截止。VT2管的直 尽管每管饱和导通时的电流很大，但相应的管压降很 流电源由电容 C上充的电荷供给，uA= UCES2≈0 小，这样，每管的管耗就很小，放大器的效率也就很高 uA近似为矩形波电压，幅值为（EC-2UCES）。若L、C和 RL串联谐振回路调谐在输入信号的角频率ω上，且回路的Q值 足够高，则通过回路的电流ic1或ic2是角频率为ω的余弦波，RL 上可得相对输入信号不失真的输出功率。
继续
c ： (4) 集电极能量转换效率
1 U Cm I Cm 1 1 2 g1 c EC I CO 2
(3) 集电极耗散功率
(3) c
c Po PP o Pc C 1 cPC Po Pc
Vbm Vbm
t
ic
转移 特性 ic max 理想化 o VBZ eb vc
ic
–VBB +c o – c
t +c o –c
图6－4 谐振功率放大器转移特性曲线
谐振功率放大器各部分的电压与 电流的波形图如下页的图所示
1. D类功率放大器的原理分析 E -2U 休息2 D类功率放大器有电压开关型和电流开关型两种基本 ωt i 返回 电路，电压开关型D类功率放大器是已推广应用的电路 ub1和ub2是由ui通过变压器T1 继续 ωt VT E i 产生的两个极性相反的输入激励 C i 电压 T ωt u u ui正半周时VT1管饱和导通， L uA C VT2管截止，电源EC对电容C充 u VT i 电，电容上的电压很快充至 ωt uL R u （EC-UCES1）值，A点对地的电 压uA=（EC-UCES1） 。 ui负半周时VT2管饱和导通，VT1管截止。VT2管的直 尽管每管饱和导通时的电流很大，但相应的管压降很 流电源由电容 C上充的电荷供给，uA= UCES2≈0 小，这样，每管的管耗就很小，放大器的效率也就很高 uA近似为矩形波电压，幅值为（EC-2UCES）。若L、C和 RL串联谐振回路调谐在输入信号的角频率ω上，且回路的Q值 足够高，则通过回路的电流ic1或ic2是角频率为ω的余弦波，RL 上可得相对输入信号不失真的输出功率。
继续
c ： (4) 集电极能量转换效率
1 U Cm I Cm 1 1 2 g1 c EC I CO 2
(3) 集电极耗散功率
(3) c
c Po PP o Pc C 1 cPC Po Pc
11 高频功率放大器习题课
1 1 2 U 2 Cm P0 = U Cm I Cm1 = I Cm1 ⋅ RP = 2 2 2 RP
为回路谐振阻抗） （注意 RP 为回路谐振阻抗）
4.集电极耗散功率 PC ， PC = PD − Po 集电极耗散功率
及集电极效率η 计算高频功率放大器 P0 PD Pc 及集电极效率
5.集电极能量转换效率ηc ： 集电极能量转换效率
第二章 高频功率放大器
习题课
章 末小结
1. 高频谐振功率放大电路可以工作在甲类、 乙类或丙类 高频谐振功率放大电路可以工作在甲类、 状态。相比之下, 状态。相比之下 丙类谐振功放的输出功率虽不及甲类和乙类 但效率高, 节约能源, 大, 但效率高 节约能源 所以是高频功放中经常选用的一种电 路形式。 路形式。 2. 丙类谐振功放效率高的原因在于导通角 小, 也就是晶 丙类谐振功放效率高的原因在于导通角θ小 体管导通时间短, 集电极功耗减小。但导通角θ越小 越小, 体管导通时间短 集电极功耗减小。但导通角 越小 将导致输 出功率越小。 所以选择合适的θ角 出功率越小。 所以选择合适的 角, 是丙类谐振功放在兼顾效 率和输出功率两个指标时的一个重要考虑。 率和输出功率两个指标时的一个重要考虑。 3. 折线分析法是工程上常用的一种近似方法。 利用折线 折线分析法是工程上常用的一种近似方法。 分析法可以对丙类谐振功放进行性能分析, 得出它的负载特性、 分析法可以对丙类谐振功放进行性能分析 得出它的负载特性、 放大特性和调制特性。若丙类谐振功放用来放大等幅信号(如 放大特性和调制特性。若丙类谐振功放用来放大等幅信号 如 调频信号)时 应该工作在临界状态； 调频信号 时, 应该工作在临界状态；
6、有一个工作频率为20MHz的谐振放大器，采用高 、有一个工作频率为 的谐振放大器， 的谐振放大器 频率功率管3DA14B，VCC=24V，实际测得的天线 频率功率管 ， ， 等效负载r 等效负载 A为50Ω，输出功率 A为1.5W，集电极 ，输出功率P ， 高频电压有效值V 高频电压有效值 C为16.3V，ICO为82mA，VBB=0V， ， ， ， Vbm为7.5V，放大器的集电极回路采用 型网络， 型网络， ，放大器的集电极回路采用π型网络 基极在零偏压工作。 基极在零偏压工作。
为回路谐振阻抗） （注意 RP 为回路谐振阻抗）
4.集电极耗散功率 PC ， PC = PD − Po 集电极耗散功率
及集电极效率η 计算高频功率放大器 P0 PD Pc 及集电极效率
5.集电极能量转换效率ηc ： 集电极能量转换效率
第二章 高频功率放大器
习题课
章 末小结
1. 高频谐振功率放大电路可以工作在甲类、 乙类或丙类 高频谐振功率放大电路可以工作在甲类、 状态。相比之下, 状态。相比之下 丙类谐振功放的输出功率虽不及甲类和乙类 但效率高, 节约能源, 大, 但效率高 节约能源 所以是高频功放中经常选用的一种电 路形式。 路形式。 2. 丙类谐振功放效率高的原因在于导通角 小, 也就是晶 丙类谐振功放效率高的原因在于导通角θ小 体管导通时间短, 集电极功耗减小。但导通角θ越小 越小, 体管导通时间短 集电极功耗减小。但导通角 越小 将导致输 出功率越小。 所以选择合适的θ角 出功率越小。 所以选择合适的 角, 是丙类谐振功放在兼顾效 率和输出功率两个指标时的一个重要考虑。 率和输出功率两个指标时的一个重要考虑。 3. 折线分析法是工程上常用的一种近似方法。 利用折线 折线分析法是工程上常用的一种近似方法。 分析法可以对丙类谐振功放进行性能分析, 得出它的负载特性、 分析法可以对丙类谐振功放进行性能分析 得出它的负载特性、 放大特性和调制特性。若丙类谐振功放用来放大等幅信号(如 放大特性和调制特性。若丙类谐振功放用来放大等幅信号 如 调频信号)时 应该工作在临界状态； 调频信号 时, 应该工作在临界状态；
6、有一个工作频率为20MHz的谐振放大器，采用高 、有一个工作频率为 的谐振放大器， 的谐振放大器 频率功率管3DA14B，VCC=24V，实际测得的天线 频率功率管 ， ， 等效负载r 等效负载 A为50Ω，输出功率 A为1.5W，集电极 ，输出功率P ， 高频电压有效值V 高频电压有效值 C为16.3V，ICO为82mA，VBB=0V， ， ， ， Vbm为7.5V，放大器的集电极回路采用 型网络， 型网络， ，放大器的集电极回路采用π型网络 基极在零偏压工作。 基极在零偏压工作。
高频功率放大器主要特点和应用
型
T型
L型
我们设计的目的就是： 针对滤波、阻抗匹配两个问题，
在确定网络结构的情况下，如何 确定电路中的L、C值。
二、LC滤波匹配网络的阻抗变换 a
a
1、串、并联电路的阻抗变换
Xs
Z串＝Z并 Q串＝Q并
Rp Xp Rs
推导：
RS
jX S
RP jX P RP jX P
b
b
(RS RP X S X P ) j(RS X P RP XS RP X P ) 0
回路的谐振电阻 Re 变化的特性，称为放大器的负载特性。
iC
iC
iC
iC
Re
t
图3.2.2
IC0 Ic1m Vcm
Vcm Ic1m IC0
Re
欠压 临界 过压
Re
PO PD PC c
c
从图可以分析：放大器 的最佳性能是在临界状 态。其对应的谐振电阻Re 是谐振功率放大器的匹 配负载 Reopt 。
第2章 高频选频放大器
高频功率放大器主要特点和应用
高频功率放大器主要用来对高频信号进行功率放大。它主要分有： 窄带高频功率放大器和宽带高频功率放大器。
*窄带高频功率放大器是以LC谐振回路为负载的功率放大器。又称 为谐振功率放大器。其主要特点：
1、用在发射设备中。 2、对高频已调波（窄带信号）的功率放大。 3、放大器工作在丙类。 **宽带高频功率放大器是以传输线变压器为负载的功率放大器。
基波分量
用LC谐振回路滤波
在负载上得到最大的输出电压
因此，丙类谐振功率放大器的组成是：
丙类放大器+LC谐振回路
ui VBB
第2章高频功率放大器
要使高频谐振功率放大器正常工作，在其输入和输出端还需接有：
两种馈电方式虽然电路结构不同，但对电路来说，总应有：
uce EC U cm 1 cos t
九江学院电子学院电信教研室
高频电子线路
第2章 高频功率放大器
Ico
EC
1．集电极馈电电路： （1） 集电极馈电电路的组成原则：
① i c 的直流分量 I CO 除晶体 管的内阻外，应予以短路， 以保证 E C 全部加在集电极 上，避免管外电路消耗电源 功率，即 PD I CO EC ② i c 的基波分量 iC 1 只应在
B B
以上基极自给偏压电路中，前两个为并馈线路，后一种为串馈 线路。
CB
UBB 不方便， 在实际应用中，由于基极馈电电路中采用单独电源 通常采用自给偏压的方式提供基极偏置。
VT VT VT
Ieo
LB
IBO
CB
LB
IBO
+
LB UBB Re
-
CE
UBB
RB
九江学院电子学院电信教研室
二 高频功放的耦合回路
高频电子线路
第2章 高频功率放大器
高频功放都要采用一定的耦合回路，以使输出功率能有效地传 输到负载（下级输入回路或天线回路） ，一般说来，放大器与负载 之间的耦合可采用下图所示的四端网络来表示。这个四端网络应完 成的任务是：
RS uS 输入 匹配 网络 功率 放大器 输出 匹配 网络 RL
iC I c0 I c1m cost I c2m cos 2t I cnm cos nt
考虑LC谐振回路对各次谐波的作用不同得：
u c I c1m RP cost U cm cost
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第2章 高频功率放大器 章
主要内容:
丙类谐振功放的特点 丙类谐振功放的工作原理 丙类谐振功放的性能分析 丙类谐振功放的电路 丙类倍频器的工作原理 丁类高频功率放大电路简介 宽带高频功率放大器简介
2.1 丙类谐振功放的特点
1.与低频功放相比较
工作频率和相对频带不同 负载性质不同 工作状态不同
2.与小信号谐振放大器比较
�
2.2 丙类谐振功放的工作原理
2.工作原理 工作原理
设输入ui为一余弦信号: 则三极管的发射结电压: BE = VBB + ui = VBB + U im cos ωt u 因为管子只在小半周期内导通,因而iB为脉冲电流. 放大后的iC也为脉冲电流.根据傅氏级数展开得:
ui = U im cos ωt
2.4 丙类谐振功放的电路
1.基极馈电电路
2.4 丙类谐振功放的电路
2.集电极馈电电路
2.4,丙类谐振功放的电路
3.滤波匹配网络(输入与输出) L型:
∏型:
T型:
实 例 分 析
丙类谐振功放电路实例分析:
2.5 丙类倍频器的工作原理
原理:利用器件的非线性对输入信号进行非线性变 换,再利用谐振系统从各次谐波中取出所需的n次谐 波分量,从而实现n倍频. 丙类倍频器一般工作于弱欠压和临界状态,可以 临界状态分析,如: Pon 1 I cnmU cnm 1 η Cn = = Pon = I cnmU cnm pDC 2 I C0VCC 2 n越大,Pon和ηcn越小且<n的谐波难滤除,所以一 般n取2~3级. 当n>2时,一般设 陷波电路,从而有效 滤除低次谐波.如图:
2.3 丙类谐振功放的性能分析
4.调制特性 调制特性——集电极调制特性 调制特性
指VBB,Uim, RP固 定,VCC变化对放 大器性能的影响. 特点:随着VCC增 特点: 大,先后经历: 过压→临界→欠压 且θ不变. 作为集电极调制 时应工作于过压区
2.3 丙类谐振功放的性能分析
4.调制特性 调制特性——基极调制特性 调制特性
对放大信号的要求不同 谐振网络的作用不同 工作状态不同
2.2 丙类谐振功放的工作原理
1.电路原理 电路原理
三极管V在工作时应处于丙类工作状态,只有小部分 时间导通.LC谐振回路起到滤波和匹配作用.基极电 源VBB应小于死区电压以保证晶体管工作于丙类状态, 一般VBB略小于0.集电极电压VCC是功率放大器的能 量来源.
2.三种工作状态 三种工作状态 改变UBE,UCE 将使动态点移 动,使谐振功 放工作于不同 的三种状态: 欠压状态:① 临界状态:② 过压状态:③
2.3 丙类谐振功放的性能分析
3.负载特性 负载特性 指VCC,VBB,Uim不变时,谐振负载RP变化 对放大器性能的影响. 观察集电极余弦脉冲变化
RP变化对集电极余弦脉冲的影响
iC = Ic0 + Ic1m cosωt + Ic2m cos2ωt ++ Icnm cosnωt
考虑LC谐振回路对各次谐波的作用不同得:
uc = I c1m RP cos ωt = U cm cos ωt
因而:uCE = V
CC
uc = VCC U cm cos ωt
波形分析:
a. 三极管输入特 性 b. 基极脉冲电流 及谐波分量 c. 集电极脉冲电 流及谐波分量 d. LC谐振回路两 端电压波形 e. 晶体管集电极 和发射极之间 的瞬时电压波 形
2.2 丙类谐振功放的工作原理
3.功率与效率 功率与效率 电源提供功率: PDC = VCC I C0
2 1 U cm 1 1 2 输出功率: PO = U cm I c1m = I c1m RP = 2 RP 2 2
集电极功耗:
PC = PDC PO
1 PO 1 U cm I c1m = = ξg1 (θ ) 效率: η C = PDC 2 VCC I c0 2 其中: ξ = U cm 为集电极电压利用系数. VCC I c1m g1 (θ ) = 为集电极电流利用系数(波形系数). I C0
2.3 丙类谐振功放的性能分析
1.动态线 ——在以UBE作为参变量的三极管输出特性曲 线上作出的交流负载线(如图). AB为动态线,且有:
uBE = VBB + U im cos ωt
uCE = VCC U cm cos ωt
可见,动态线和VCC, VBB,Uim,Ucm相关.
2.3 丙类谐振功放的性能分析
指 VCC ,Uim, RP固 定, VBB 变化对放 大器性能的影响. 特点:随着VBB 增 特点: 大,先后经历: 欠压→临界→过压 且 θ增大. 作为基极调制时 应工作于欠压区.
2.3 丙类谐振功放的性能分析
5.放大特性 放大特性
指VCC , VBB , RP固 定, Uim变化对放 大器性能的影响. 特点:随着Uim的增 特点: 大,先后经历: 欠压→临界→过压 且θ增大. 欠压时用于放大,过 压时用于限幅.
2.6 丁类高频功率放大电路简介
丁类放大电路中,三极管处于开关状态 ; 在理想情况下,丁类高频功率放大电路的效率可达100%, 实际情况下也可达90%左右. 丁类功率放大电路如图所示:
V1,V2各饱和导通半 周,尽管导通电流很大, 但相应的管压降很小, 这样每管的管耗就很小, 放大器的效率也很高.
2.7 宽带高频功率放大器简介
1.传输线变压器工作原理
传输线变压器的工作方式是传输线原理与变压器 原理的结合,其主要特点是工作频带极宽介
2.传输线变压器的应用
功率合成与分配应用举例:
本章小结:
1.高频功率放大器分为窄带高频功率放大器和宽带高 频功率放大器. 2.为了提高效率,谐振功放一般工作在丙类状态,其 集电极电流是失真严重的脉冲波形. 3.谐振功率放大器有欠压,临界,过压三种状态. 4.谐振功率放大器电路包括集电极馈电电路,基极馈 电电路和匹配网络等. 5.倍频器按其工作原理可分为丙类倍频器和参量倍频 器. 6.传输线变压器是以传输线原理和变压器原理相结合 的方式工作,因此具有良好的宽频带传输特性.
主要内容:
丙类谐振功放的特点 丙类谐振功放的工作原理 丙类谐振功放的性能分析 丙类谐振功放的电路 丙类倍频器的工作原理 丁类高频功率放大电路简介 宽带高频功率放大器简介
2.1 丙类谐振功放的特点
1.与低频功放相比较
工作频率和相对频带不同 负载性质不同 工作状态不同
2.与小信号谐振放大器比较
�
2.2 丙类谐振功放的工作原理
2.工作原理 工作原理
设输入ui为一余弦信号: 则三极管的发射结电压: BE = VBB + ui = VBB + U im cos ωt u 因为管子只在小半周期内导通,因而iB为脉冲电流. 放大后的iC也为脉冲电流.根据傅氏级数展开得:
ui = U im cos ωt
2.4 丙类谐振功放的电路
1.基极馈电电路
2.4 丙类谐振功放的电路
2.集电极馈电电路
2.4,丙类谐振功放的电路
3.滤波匹配网络(输入与输出) L型:
∏型:
T型:
实 例 分 析
丙类谐振功放电路实例分析:
2.5 丙类倍频器的工作原理
原理:利用器件的非线性对输入信号进行非线性变 换,再利用谐振系统从各次谐波中取出所需的n次谐 波分量,从而实现n倍频. 丙类倍频器一般工作于弱欠压和临界状态,可以 临界状态分析,如: Pon 1 I cnmU cnm 1 η Cn = = Pon = I cnmU cnm pDC 2 I C0VCC 2 n越大,Pon和ηcn越小且<n的谐波难滤除,所以一 般n取2~3级. 当n>2时,一般设 陷波电路,从而有效 滤除低次谐波.如图:
2.3 丙类谐振功放的性能分析
4.调制特性 调制特性——集电极调制特性 调制特性
指VBB,Uim, RP固 定,VCC变化对放 大器性能的影响. 特点:随着VCC增 特点: 大,先后经历: 过压→临界→欠压 且θ不变. 作为集电极调制 时应工作于过压区
2.3 丙类谐振功放的性能分析
4.调制特性 调制特性——基极调制特性 调制特性
对放大信号的要求不同 谐振网络的作用不同 工作状态不同
2.2 丙类谐振功放的工作原理
1.电路原理 电路原理
三极管V在工作时应处于丙类工作状态,只有小部分 时间导通.LC谐振回路起到滤波和匹配作用.基极电 源VBB应小于死区电压以保证晶体管工作于丙类状态, 一般VBB略小于0.集电极电压VCC是功率放大器的能 量来源.
2.三种工作状态 三种工作状态 改变UBE,UCE 将使动态点移 动,使谐振功 放工作于不同 的三种状态: 欠压状态:① 临界状态:② 过压状态:③
2.3 丙类谐振功放的性能分析
3.负载特性 负载特性 指VCC,VBB,Uim不变时,谐振负载RP变化 对放大器性能的影响. 观察集电极余弦脉冲变化
RP变化对集电极余弦脉冲的影响
iC = Ic0 + Ic1m cosωt + Ic2m cos2ωt ++ Icnm cosnωt
考虑LC谐振回路对各次谐波的作用不同得:
uc = I c1m RP cos ωt = U cm cos ωt
因而:uCE = V
CC
uc = VCC U cm cos ωt
波形分析:
a. 三极管输入特 性 b. 基极脉冲电流 及谐波分量 c. 集电极脉冲电 流及谐波分量 d. LC谐振回路两 端电压波形 e. 晶体管集电极 和发射极之间 的瞬时电压波 形
2.2 丙类谐振功放的工作原理
3.功率与效率 功率与效率 电源提供功率: PDC = VCC I C0
2 1 U cm 1 1 2 输出功率: PO = U cm I c1m = I c1m RP = 2 RP 2 2
集电极功耗:
PC = PDC PO
1 PO 1 U cm I c1m = = ξg1 (θ ) 效率: η C = PDC 2 VCC I c0 2 其中: ξ = U cm 为集电极电压利用系数. VCC I c1m g1 (θ ) = 为集电极电流利用系数(波形系数). I C0
2.3 丙类谐振功放的性能分析
1.动态线 ——在以UBE作为参变量的三极管输出特性曲 线上作出的交流负载线(如图). AB为动态线,且有:
uBE = VBB + U im cos ωt
uCE = VCC U cm cos ωt
可见,动态线和VCC, VBB,Uim,Ucm相关.
2.3 丙类谐振功放的性能分析
指 VCC ,Uim, RP固 定, VBB 变化对放 大器性能的影响. 特点:随着VBB 增 特点: 大,先后经历: 欠压→临界→过压 且 θ增大. 作为基极调制时 应工作于欠压区.
2.3 丙类谐振功放的性能分析
5.放大特性 放大特性
指VCC , VBB , RP固 定, Uim变化对放 大器性能的影响. 特点:随着Uim的增 特点: 大,先后经历: 欠压→临界→过压 且θ增大. 欠压时用于放大,过 压时用于限幅.
2.6 丁类高频功率放大电路简介
丁类放大电路中,三极管处于开关状态 ; 在理想情况下,丁类高频功率放大电路的效率可达100%, 实际情况下也可达90%左右. 丁类功率放大电路如图所示:
V1,V2各饱和导通半 周,尽管导通电流很大, 但相应的管压降很小, 这样每管的管耗就很小, 放大器的效率也很高.
2.7 宽带高频功率放大器简介
1.传输线变压器工作原理
传输线变压器的工作方式是传输线原理与变压器 原理的结合,其主要特点是工作频带极宽介
2.传输线变压器的应用
功率合成与分配应用举例:
本章小结:
1.高频功率放大器分为窄带高频功率放大器和宽带高 频功率放大器. 2.为了提高效率,谐振功放一般工作在丙类状态,其 集电极电流是失真严重的脉冲波形. 3.谐振功率放大器有欠压,临界,过压三种状态. 4.谐振功率放大器电路包括集电极馈电电路,基极馈 电电路和匹配网络等. 5.倍频器按其工作原理可分为丙类倍频器和参量倍频 器. 6.传输线变压器是以传输线原理和变压器原理相结合 的方式工作,因此具有良好的宽频带传输特性.