高频功率放大器答案

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第2章 高频功率放大器

为什么低频功率放大器不能工作于丙类,而高频功率放大器则可工作于丙类?

答:两种放大器最根本的不同点是:低频功率放大器的工作频率低,但相对频带宽度却很宽,因而只能采用无调谐负载,工作状态只能限于甲类、甲乙类至乙类(限于推挽电路),以免信号严重失真;而高频功率放大器的工作频率高,但相对频带宽度窄,因而可以采用选频网络作为负载,可以在丙类工作状态,由选频网络滤波,避免了输出信号的失真。

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。

提高高频放大器的效率与功率,应从哪几方面入手? 答:(1)使放大器工作于丙类,并用选频网络作为负载; (2)适当选取电流导通角c θ。

晶体管放大器工作于临界状态,200p R =Ω,90mA co I =,30V C E =,90c θ=︒。试求o P 与η。 解:查课本后附录得:11()(90) 1.57c g g θ=︒=

m11()90 1.57141.3(mA)c co c I I g θ==⨯=

∴232111

(141.310)200 1.997(W)=2W 22

o cm p

P I R -==⨯⨯⨯≈ 3309010 2.7(W)D C co P E I -==⨯⨯= ∴2

100%74.1%2.7o D P P η==⨯≈

已知谐振功率放大器的导通角c θ分别为180︒、90︒和60︒时,都工作在临界状态,且三种情况下的C E 、max c I 也都相同。试计算三种情况下效率η的比值和输出功率o P 的比值。

解:(1)22221max 1max 1max 00()()22()2()

cm p c c p c p o c D C co C c c C c I R I R I R P P E I E I E αθαθηαθαθ====⨯ ∵C E 、max c I 、p R 相同,因此有

222222

111123000(180)(90)(60)0.50.50.391::::::1:1.567:1.4031:1.57:1.40(180)(90)(60)0.50.3190.218

αααηηηααα︒︒︒=

==≈︒︒︒ (2)2221max 111

()22

o cm p c p c P I R I R αθ=

=

∴222222123111::(180):(90):(60)0.5:0.5:0.3911:1:0.61o o o P P P ααα=︒︒︒=≈

已知谐振功率放大器电路,24V C E =,5W o P =。当60%η=时,试计算C P 和co I 。若保持o P 不变,

η提高到80%,则C P 和co I 减小为多少?

解:(1)o o

D C o

P P P P P η=

=

+ ∴110.65 3.33(W)0.6C o P P η

η

--=⨯=

⨯≈ 5

8.33(W)0.6

o D P P η==≈ ∴8.33

0.35(A)24

D co C P I

E =

=≈ (2)110.85 1.25(W)0.8C o P P η

η

--=⨯=

⨯= 5

6.25(W)0.8

o D P P η=== ∴ 6.25

0.26(A)24

D co C P I

E ==≈

实测一谐振功放,发现o P 仅为设计值的20%,co I 却略大于设计值。试问该功放工作在什么状态?如何调整才能使o P 和co I 接近于设计值?

解:通常功放设计工作在临界状态,则:20

o P P =⨯临界%,co co I I ≈临界。 根据P73图知:此功放工作于欠压工作状态。故增大p R 就可使此功放工作于临界状态,o P 及co I 都可接近于设计值。

某一晶体管谐振功率放大器,已知24V C E =,250mA co I =,5W o P =,电压利用系数1ξ=。试求D P 、

η、p R 、m1c I 和电流导通角c θ。

解:(1)324250106(W)D C co P E I -==⨯⨯= (2)5

100%100%83.3%6

o D P P η=⨯=⨯≈

(3)124V cm C U E ξ=⨯= 2

21

2457.6()225

cm p o U R P =

==Ω⨯ (4)m11225

0.417(A)24

o c cm P I U ⨯=

=≈ (5)m110.417

() 1.670.25

c c co I g I θ==≈ 查附录知:1(78) 1.67g ︒=,故78c θ=︒。

一高频功放以抽头并联谐振回路作负载,谐振回路用可变电容调谐。工作频率5MHz f =,谐振时电容200pF C =,回路有载品质因数20L Q =,放大器要求的最佳负载阻抗50pcr R =Ω。试计算回路电感L 和接入系数L p 。

解:(1

)根据0f 有:

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