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过压状态：管子导通时瞬时工作点将进入饱和区；
单元四高频功率放大器
在实际工作中，丙类放大器的工作状态不但与 Ubm有关，还与VCC、VBB和R有关。
在丙类谐振功放中，工作状态不同，放大器 的输出功率和管耗就大不相同，因此必须分析 各种工作状态的特点，以及Ubm、VCC、VBB和R的 变化对工作状态的影响，即对丙类谐振功放的 特性进行分析。
单元四高频功率放大器
二、丙类谐振功率放大器的动态线
1.基本概念：
大信号的功率放大器一般采用图解法进行分析， 为此就要在输出特性曲线上作出交流负载线。 由于谐振功放的集电极负载是谐振回路，且共 集电极电压与集电极电流的波形截然不同，因 此其交流负载线已不是直线了，是一条曲线， 又称为动态线。
当iC信号通过谐振网络时，由于谐振网络的作用，
可得其谐振网络压降和极间电压为：
uc=RIcm1COSω ct=UcmCOSω ct uCE=VCC-uc=VCC-UcmCOSω ct
各信号的波形如下图所示：
单元四高频功率放大器
单元四高频功率放大器
二、功率关系
放大器的输出功率Po等于集电极电流基波分 量在有载谐振电阻R上的功率，即
单元四高频功率放大器
教学重点
1.高频功率放大器的基本概念和类型 2.高频谐振功率放大器的特点
教学难点
高频谐振功率放大器的工作原理
Baidu Nhomakorabea
单元四高频功率放大器
§ 4.1高频功率放大器概述
高频功率放大器又称为射频功率放大器(Radio Frequency Power Amplifier) ；用于放大器高频 信号并获得足够大的输出功率。
采用谐振网络作负载。 一般工作在丙类或乙类状态。 工作频率和相对通频带相差很大。 技术指标要求输出功率大、效率高。
单元四高频功率放大器
三、高频功率放大器的主要性能指标
输出功率:PO 效率:η
功率增益:Ap
非线性失真
单元四高频功率放大器
四、丙类谐振高频功率放大器电路及元件的作用
1.丙类谐振高频功率放大器电路 如下图所示
单元四高频功率放大器
根据傅立叶级数的理论，iC可分解为： ic=Ico+iC1+iC2+iC3+………+iCn+………
式中： Ico为直流电流分量
iC1为基波分量； iC1=Icm1COSωct iC2为二次谐波分量；iC2=Icm2COS2ω ct
iCn为n次谐波分量； iCn=IcmnCOSnω ct
它广泛用于发射机、高频加热装置和微波功率源 等电子设备中。
单元四高频功率放大器
一、高频功率放大器的分类
通常采用谐振网络作负载，又称为谐振功 率放大器 窄带型
一般工作于丙类状态或乙类状态
采用传输线变压器作负载。 宽带型
传输线变压器的工作频带很宽，可以实现功 率合成。
单元四高频功率放大器
二、高频谐振功率放大器的特点
集电极直流电源供给功率PV等于集电极电流 直流分量与VCC的乘积，即
单元四高频功率放大器
直流输入功率PV与集电极输出高频功率Po之 差为集电极耗散功率PC，即
它是耗散在晶体管集电结上的损耗功率。 放大器集电极效率η等于输出功率与直流电 源供给功率之比，即
g1(θ)为集电极的电流利用系数，即 ξ为集电极电压利用系数，即
单元四高频功率放大器
§ 4.3丙类谐振高频功率放大器的性能分析
一、丙类谐振功率放大器的工作状态
谐振功率放大器的工作状态是根据uBE=uBEmax、 uCE=uCEmin时瞬时工作点在特性曲线上所处位置确 定的。
欠压状态：管子导通时瞬时工作点均处于放 大区；
临界状态：管子导通时瞬时工作点已达到临界 饱和线；
单元四高频功率放大器
2.电路各元件的作用 LC谐振网络为放大器的并联谐振网络。 谐振网络的谐振频率为信号的中心频率。 作用：滤波、匹配。 VBB:基极直流电压 作用:保证三极管工作在丙类状态。 VBB的值应小于放大管的导通电压Uon；通常取VBB≤0。
VCC：集电极直流电压 作用：给放大管合理的静态偏置，提供直流能量。
单元四高频功率放大器
本讲小结
1.高频放大器的分类r 2.谐振功率放大器的特点 3.高频功率放大器的技术指标 4.丙类谐振功率放大器电路 5.丙类谐振功率放大器的工作原理 6.功率关系
单元四高频功率放大器
本讲作业
1.为什么低频功率放大器不能工作于丙类？而高频功率放大器可以 工作于丙类？ 2.为什么高频功率放大器一般要工作于乙类或丙类状态？为什么采用 谐振回路作负载？谐振回路为什么要调谐在工作频率？ 3.简述丙类谐振功率放大器电路中各部分的作用。 4.一谐振功放的输出功率Po=5W,Vcc=24V。 (1)当集电极效率=60%时,求其集电极功耗Pc和集电极电流直流 分量Ico； (2)若保持Po不变,将η提高到80%,问此时Pc为多少?
…… ……
单元四高频功率放大器
它们的大小分别为：
Ico=iCmax·α 0（θ ） Icm1=iCmax·α 1（θ ）
Icmn=iCmax·α n（θ ） iCmax是ic波形的脉冲幅度
α n（θ ）的大小可根据余弦脉冲分解系数表查
…… ……
单元四高频功率放大器
ic的导电角θ 用下面的公式进行计算
单元四高频功率放大器
§ 4.2丙类谐振高频功率放大器的工作原 理 一、电路的工作原理
ui为余弦电压 可表示为ui=UimCOSω ct uBE= VBB+ui
= VBB+ UimCOSω ct
根据三极管的转移特性可得到集电极电流
iC， iC为余弦脉冲波；如下图所示
单元四高频功率放大器
放大管的转移特性及波形
单元四 高频功率放大器
4.1高频功率放大器概述 4.2丙类谐振高频功率放大器的工作原理 4.3丙类谐振高频功率放大器的性能分析
4.4丙类谐振高频功率放大器的电路
4.5宽带高频功率放大器
单元四 高频功率放大器
本讲导航
教学内容
4.1 功率放大器的概述 4.2 谐振功率放大器的工作原理
教学目的
1.了解双调谐耦合回路的特性，了解双调谐放大器及其性能指标 2.掌握高频谐振功率放大器的特点 3.掌握高频谐振功率放大器的工作原理
单元四高频功率放大器
本讲导航
教学内容
4.3丙类谐振功率放大器的性能分析
教学目的
1.了解丙类谐振功率放大器的工作状态 2.掌握丙类谐振功率放大器的动态线 3.掌握集电极余弦电流脉冲的分解
单元四高频功率放大器
教学重点
丙类谐振功率放大器的工作状态
教学难点
1.丙类谐振功率放大器的动态线 2.集电极余弦电流脉冲的分解
单元四高频功率放大器
在实际工作中，丙类放大器的工作状态不但与 Ubm有关，还与VCC、VBB和R有关。
在丙类谐振功放中，工作状态不同，放大器 的输出功率和管耗就大不相同，因此必须分析 各种工作状态的特点，以及Ubm、VCC、VBB和R的 变化对工作状态的影响，即对丙类谐振功放的 特性进行分析。
单元四高频功率放大器
二、丙类谐振功率放大器的动态线
1.基本概念：
大信号的功率放大器一般采用图解法进行分析， 为此就要在输出特性曲线上作出交流负载线。 由于谐振功放的集电极负载是谐振回路，且共 集电极电压与集电极电流的波形截然不同，因 此其交流负载线已不是直线了，是一条曲线， 又称为动态线。
当iC信号通过谐振网络时，由于谐振网络的作用，
可得其谐振网络压降和极间电压为：
uc=RIcm1COSω ct=UcmCOSω ct uCE=VCC-uc=VCC-UcmCOSω ct
各信号的波形如下图所示：
单元四高频功率放大器
单元四高频功率放大器
二、功率关系
放大器的输出功率Po等于集电极电流基波分 量在有载谐振电阻R上的功率，即
单元四高频功率放大器
教学重点
1.高频功率放大器的基本概念和类型 2.高频谐振功率放大器的特点
教学难点
高频谐振功率放大器的工作原理
Baidu Nhomakorabea
单元四高频功率放大器
§ 4.1高频功率放大器概述
高频功率放大器又称为射频功率放大器(Radio Frequency Power Amplifier) ；用于放大器高频 信号并获得足够大的输出功率。
采用谐振网络作负载。 一般工作在丙类或乙类状态。 工作频率和相对通频带相差很大。 技术指标要求输出功率大、效率高。
单元四高频功率放大器
三、高频功率放大器的主要性能指标
输出功率:PO 效率:η
功率增益:Ap
非线性失真
单元四高频功率放大器
四、丙类谐振高频功率放大器电路及元件的作用
1.丙类谐振高频功率放大器电路 如下图所示
单元四高频功率放大器
根据傅立叶级数的理论，iC可分解为： ic=Ico+iC1+iC2+iC3+………+iCn+………
式中： Ico为直流电流分量
iC1为基波分量； iC1=Icm1COSωct iC2为二次谐波分量；iC2=Icm2COS2ω ct
iCn为n次谐波分量； iCn=IcmnCOSnω ct
它广泛用于发射机、高频加热装置和微波功率源 等电子设备中。
单元四高频功率放大器
一、高频功率放大器的分类
通常采用谐振网络作负载，又称为谐振功 率放大器 窄带型
一般工作于丙类状态或乙类状态
采用传输线变压器作负载。 宽带型
传输线变压器的工作频带很宽，可以实现功 率合成。
单元四高频功率放大器
二、高频谐振功率放大器的特点
集电极直流电源供给功率PV等于集电极电流 直流分量与VCC的乘积，即
单元四高频功率放大器
直流输入功率PV与集电极输出高频功率Po之 差为集电极耗散功率PC，即
它是耗散在晶体管集电结上的损耗功率。 放大器集电极效率η等于输出功率与直流电 源供给功率之比，即
g1(θ)为集电极的电流利用系数，即 ξ为集电极电压利用系数，即
单元四高频功率放大器
§ 4.3丙类谐振高频功率放大器的性能分析
一、丙类谐振功率放大器的工作状态
谐振功率放大器的工作状态是根据uBE=uBEmax、 uCE=uCEmin时瞬时工作点在特性曲线上所处位置确 定的。
欠压状态：管子导通时瞬时工作点均处于放 大区；
临界状态：管子导通时瞬时工作点已达到临界 饱和线；
单元四高频功率放大器
2.电路各元件的作用 LC谐振网络为放大器的并联谐振网络。 谐振网络的谐振频率为信号的中心频率。 作用：滤波、匹配。 VBB:基极直流电压 作用:保证三极管工作在丙类状态。 VBB的值应小于放大管的导通电压Uon；通常取VBB≤0。
VCC：集电极直流电压 作用：给放大管合理的静态偏置，提供直流能量。
单元四高频功率放大器
本讲小结
1.高频放大器的分类r 2.谐振功率放大器的特点 3.高频功率放大器的技术指标 4.丙类谐振功率放大器电路 5.丙类谐振功率放大器的工作原理 6.功率关系
单元四高频功率放大器
本讲作业
1.为什么低频功率放大器不能工作于丙类？而高频功率放大器可以 工作于丙类？ 2.为什么高频功率放大器一般要工作于乙类或丙类状态？为什么采用 谐振回路作负载？谐振回路为什么要调谐在工作频率？ 3.简述丙类谐振功率放大器电路中各部分的作用。 4.一谐振功放的输出功率Po=5W,Vcc=24V。 (1)当集电极效率=60%时,求其集电极功耗Pc和集电极电流直流 分量Ico； (2)若保持Po不变,将η提高到80%,问此时Pc为多少?
…… ……
单元四高频功率放大器
它们的大小分别为：
Ico=iCmax·α 0（θ ） Icm1=iCmax·α 1（θ ）
Icmn=iCmax·α n（θ ） iCmax是ic波形的脉冲幅度
α n（θ ）的大小可根据余弦脉冲分解系数表查
…… ……
单元四高频功率放大器
ic的导电角θ 用下面的公式进行计算
单元四高频功率放大器
§ 4.2丙类谐振高频功率放大器的工作原 理 一、电路的工作原理
ui为余弦电压 可表示为ui=UimCOSω ct uBE= VBB+ui
= VBB+ UimCOSω ct
根据三极管的转移特性可得到集电极电流
iC， iC为余弦脉冲波；如下图所示
单元四高频功率放大器
放大管的转移特性及波形
单元四 高频功率放大器
4.1高频功率放大器概述 4.2丙类谐振高频功率放大器的工作原理 4.3丙类谐振高频功率放大器的性能分析
4.4丙类谐振高频功率放大器的电路
4.5宽带高频功率放大器
单元四 高频功率放大器
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教学内容
4.1 功率放大器的概述 4.2 谐振功率放大器的工作原理
教学目的
1.了解双调谐耦合回路的特性，了解双调谐放大器及其性能指标 2.掌握高频谐振功率放大器的特点 3.掌握高频谐振功率放大器的工作原理
单元四高频功率放大器
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教学内容
4.3丙类谐振功率放大器的性能分析
教学目的
1.了解丙类谐振功率放大器的工作状态 2.掌握丙类谐振功率放大器的动态线 3.掌握集电极余弦电流脉冲的分解
单元四高频功率放大器
教学重点
丙类谐振功率放大器的工作状态
教学难点
1.丙类谐振功率放大器的动态线 2.集电极余弦电流脉冲的分解