高频电子线路习题第三章

第３章 谐振功率放大器

3.1填空题

(1) 谐振功放工作在丙类的目的是 提高效率 ，其导通角 小于90 ° ，故要求其基极偏压V BB ＜U BE （on ） 。

(2) 输入单频信号时，丙类谐振功放中，当U cm 过大，在ωt=0附近晶体管工作在 饱和 区，集电极电流脉冲出现 凹陷 ，称为 过压 状态。

(3) 丙类谐振功放工作在临界状态，当电压参数不变，减小R e 时，则集电极电流直流分量 I C0 增大 ，输出功率P o 将 减小 ，管耗P C 将 增大 ；此时若通过改变V CC 使放大重新回到临界状态，则V CC 应 减小 。

(4) 滤波匹配网络的作用是 阻抗变换 ， 滤除高次谐波 ， 高效率传送有用功率 。

（5）丁类功率放大电路特点是：晶体管工作在 开关 状态，管耗 很小 ，效率 高 。

（6）传输线变压器具有 变压器 和 传输线 两种工作方式，其上限频率受 传输线长度 的限制，下限频率受 励磁电感量 的限制。

3.2 谐振功率放大器电路如图3.1.1所示，晶体管的理想化转移特性如图P3.1所示。已知：BB 0.2V V =，i 1.1cos ()u t V ω=，回路调谐在输入信号频率上，试在转移特性上画出输入电压和集电极电流波形，并求出电流导通角θ及c0I 、c1m I 、c2m I 的大小。

[解] 由BE BB 0.2 1.1cos (),i u V u V t V ω=+=+可作出它的波形如图P3.1②所示。 根据BE u 及转移特性，在图P3.1中可作出c i 的波形如③所示。当0t =时， BE BE max (0.2 1.1)=1.3,u u V V ==+则有max 0.7C i A =。

因为()cos im BE on BB U U V θ=-，所以 BE(on)BB

im

0.60.2

cos 0.364,1.1

U V U θ--=

=

=则得 69θ=︒

6 由于0(69)0.249α︒=，1(69)0.432α︒=，2(69)0.269α︒=，则 00max 11max 22max (69)0.2490.70.174(69)0.4320.70.302(69)0.2690.70.188c C c m C c m C I i A I i A I i A

ααα=︒=⨯==︒=⨯==︒=⨯= 3.3 已知集电极电流余弦脉冲max 100mA C i =，试求通角120θ=︒，70θ=︒时集电极电流的直流分量0c I 和基波分量1c m I ；若CC 0.95cm U V =，求出两种情况下放大器的效率各为多少？

[解] (1) 120θ=︒，0()0.406αθ=，1()0.536αθ= 01100.40610040.6mA,0.53610053.6mA

()110.5360.9562.7%2()20.406

c c m cm c CC I I U V αθηαθ=⨯==⨯==

⋅⋅=⨯⨯=

(2) 70θ=︒，0()0.253αθ=，1()0.436αθ=

010.25310025.3mA,0.43610043.6mA

10.436

0.9581.9%

20.253

c c m c I I η=⨯==⨯==⨯

⨯= 3.4 已知谐振功率放大器的CC 24V V =，C0250mA I =，5W o P =，cm CC 0.9U V =，试

求该放大器的D P 、C P 、C η以及c1m I 、max C i 、θ。

[解] 00.25246W D C CC P I V ==⨯= 1651W

5

83.3%6

225

0.463A 0.924

C D o o C D o c m cm P P P P P P I U η=-=-==

==⨯=

==⨯

11

()220.833 1.85,500.9

CC C cm V g U θηθ==⨯⨯==︒

0max 00.25 1.37()0.183

C C I i A αθ=

== 3.5 一谐振功率放大器，CC 30V V =，测得C0100mA I =，cm 28V U =，70θ=︒，求e R 、o P 和C η。

[解] 0max 0100

395mA (70)0.253

c C I i α=

==︒

1max 1(70)3950.436172mA c m C I i α=︒=⨯=

128163Ω0.172

cm e c m U R I ===

1110.17228 2.4W 22o c m cm P I U =

=⨯⨯= 2.480%0.130

o C D P P η===⨯

3.6 已知CC 12V V =，BE(on)0.6V U =，BB 0.3V U =-，放大器工作在临界状态cm 10.5V U =，要求输出功率o 1W P =，60θ=︒，试求该放大器的谐振电阻e R 、输入电压im

U 及集电极效率C η。

7

[解]

22

1110.555221

cm e o U R P ==⨯=Ω

10()0.6(0.3)

1.8V

cos 0.5

(60)110.39110.5

78.5%

2(60)20.21812BE BB im cm C CC U on V U U V θαηα---=

==︒=⋅=⨯⨯=︒

3.7 谐振功率放大器电路如图P3.7所示，试从馈电方式，基极偏置和滤波匹配网络等

方面，分析这些电路的特点。

图P3.7

[解] (a) 1V 、2V 集电极均采用串联馈电方式，基极采用自给偏压电路，1V 利用高频扼圈中固有直流电阻来获得反向偏置电压，而2V 利用B R 获得反向偏置电压。输入端采用L 型滤波匹配网络，输出端采用∏型滤波匹配网络。

(b) 集电极采用并联馈电方式，基极采用自给偏压电路，由高频扼流圈B L 中的直流电阻产生很小的负偏压，输出端由23L C ，C 4构成L 型滤波匹配网络，调节34C C 使得外接50欧负载电阻在工作频率上变换为放大器所要求的匹配电阻，输入端由1C 、2C 、1L 构成T 型滤波匹配网络， 1C 用来调匹配，2C 用来调谐振。

(c) 集电极采用并联馈电方式，Lc 为高频扼流圈，Cc 为隔直流电容。ReCe 用来产生自给偏压。输入端采用T 型滤波匹配网络，输出端采用互感耦合双回路滤波匹配网络。 3.8 某谐振功率放大器输出电路的交流通路如图P3.8所示。工作频率为2 MHz ，已知天线等效电容500PF A C =，等效电阻8A r =Ω，若放大器要求80e R =Ω，求L 和C 。

图P3.8

图P3.8(s)