第5章高频功率放大器PPT课件
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第五章 高频功率放大器
根据晶体管的转移特性曲线可得： ic
ic
转移
V bm cosc=V BB+V B Z
特性
故得：
cosc
VBBVBZ Vbm
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
ic max
理想化
–V BB
t
–c o VBZ o
+c
vBE –c o +c vc
V bm
的这种滤波作用，仍然 能得到正弦波形的输出。
相同之处：它们放大的信号均为高频信号，而且放大器的负 载均为谐振回路。
不同之处：激励信号幅度大小不同； 放大器工作点不同； 晶体管动态范围不同。
ic
ic
ic
ic
Q
o
V BE o
t
小信号谐振放大器t
波形图
t
o
V BE
o
t
V B Z 谐振功率放大器t 波形图
t
ic
ic
Q
o
vb o e
2c
t
小信号谐振放大器 波形图
理想效率
50% 78.5% 50%＜＜78.5% ＞78.5% 90%~100%
负载 电阻 推挽，回路 推挽 选频回路 选频回路
应用 低频 低频，高频 低频 高频 高频
谐振功率放大器通常工作于丙类工作状态，属于非线性电路
谐振功率放大器通常用来放大窄带高频信号,其 工作状态通常选为丙类工作状态(c＜90)，为了 不失真的放大信号，它的负载必须是谐振回路。
率的。
如何减小集电极耗散功率Pc
晶体管集电极平均耗散功率：
1 T
T
0 ic vCEdt
《高频功率放大器》课件
了解高频功率放大器的基本概念和应用领域。
工作原理简介
探讨高频功率放大器的工作原理和基本组成部分。
高频功率放大器设计
1
设计流程
了解高频功率放大器设握进行高频功率放大器设计所需的基础知识和技能。
3
输出匹配
学习如何设计输出匹配网络以及相应的参数计算方法。
高频功率放大器实现
《高频功率放大器》PPT 课件
高频功率放大器是一种用于增强电信号功率的电子设备。本课件将介绍高频 功率放大器的工作原理、设计流程、实现方式以及应用领域。
什么是高频功率放大器？
高频功率放大器是一种电子器件，用于放大高频电信号的功率。它起到增强信号强度的作用，从而实现信号的 远距离传输。
高频功率放大器介绍
集成电路设计
了解高频功率放大器的集成电路设计方法和技术。
非集成电路设计
学习如何进行基于电路板的高频功率放大器设计和 元件选取。
高频功率放大器应用
1
无线电通信
探索高频功率放大器在无线电通信领域的关键作用和应用。
2
电视广播
了解高频功率放大器在电视广播信号传输中的应用。
3
军事雷达
了解高频功率放大器在军事雷达系统中的重要性和广泛应用。
第5章 高频功率放大器
图3 ─ 31(a)是工作频率为50 MHz的晶体管谐振功 率放大电路, 它向50 Ω外接负载提供25 W功率, 功率 增益达7 dB。
L3
14～ 150pF L1
50 C1 C2 90～ 400 pF
V Lb
L2 Ec
＋ 13.5 V
C332～ 250 pF
C342～
50 250 pF
(a)
50 5～ 30 pF
(3 ─ 30)
Le
=
0.1971(2.3Lg
4l d
−
0.75)
10−9
(3 ─ 31)
5.4 高频功率放大器的实际线路
5.5.1 直流馈电线路 直流馈电线路包括集电极和基极馈电线路。下面 结合集电极馈电线路和基极馈电线路说明Cb、 Lb的应 用方法。 图3 ─ 25是集电极馈电线路的两种形式: 串联馈电 线路和并联馈电线路。 图 3 ─ 25(b) 中晶体管、 电源、 谐振回路三者是并联连接的, 故称为并联馈电线路。
L1
C1
C2 5～ 33pF
C3 15 pF
C4
L3
V
R101 0
k C5
R2 110 k
L2 ED
C6 15 pF
5～ 33 pF
50
C8 C7 5～ 33 pF
EG (b)
图 3 ─ 31 (a) 50 MHz谐振功放电路;
(b) 175 MHz谐振功放电路
5.5 高频功放、功率合成与射频
模块放大器
R1
R2
(a)
(b)
(c)
图 3 ─ 27几种常见的LC (a) L型; (b) T型; (c) Π型
对于L —I型网络有
L3
14～ 150pF L1
50 C1 C2 90～ 400 pF
V Lb
L2 Ec
＋ 13.5 V
C332～ 250 pF
C342～
50 250 pF
(a)
50 5～ 30 pF
(3 ─ 30)
Le
=
0.1971(2.3Lg
4l d
−
0.75)
10−9
(3 ─ 31)
5.4 高频功率放大器的实际线路
5.5.1 直流馈电线路 直流馈电线路包括集电极和基极馈电线路。下面 结合集电极馈电线路和基极馈电线路说明Cb、 Lb的应 用方法。 图3 ─ 25是集电极馈电线路的两种形式: 串联馈电 线路和并联馈电线路。 图 3 ─ 25(b) 中晶体管、 电源、 谐振回路三者是并联连接的, 故称为并联馈电线路。
L1
C1
C2 5～ 33pF
C3 15 pF
C4
L3
V
R101 0
k C5
R2 110 k
L2 ED
C6 15 pF
5～ 33 pF
50
C8 C7 5～ 33 pF
EG (b)
图 3 ─ 31 (a) 50 MHz谐振功放电路;
(b) 175 MHz谐振功放电路
5.5 高频功放、功率合成与射频
模块放大器
R1
R2
(a)
(b)
(c)
图 3 ─ 27几种常见的LC (a) L型; (b) T型; (c) Π型
对于L —I型网络有
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。
高频电子线路讲义5高频功率放大器PPT课件
过
gd
压
区 Vces
VCC vce
•Q
vcemin
2. 高频功放的负载特性
I cm 1 I c0
V cm
0
欠压
临 界
过压
Rp
Po
1 2
Vcm
I
cm1
c
Po P
P VCC Ic0
Pc P Po
0
欠压
临 界
过压
Rp
临界区
iC
过 压 区
欠压区
vbemax
vce
2. 高频功放的负载特性
I cm 1 I c0
iC cowstcoqsc iCmax 1coqsc
取决于脉冲高度iC max与通角qc
iC cowstcoqsc iCmax 1coqsc
取决于脉冲高度iC max与通角qc
iCIc0Icm 1cowtsIcm c2o2wst Icm nconw st
ic m ax
由傅里叶级数求系数，得
o
wt
w q IC 02 1 π qqcciC dtiC ma0 x(c) w q Icm n 1 π qqcciC co n ω s dtω iC manx (c)
临界：Po最大，ηc较高； 发射机末级 最佳工作状态
End
1. 改变ＶCC对工作状态的影响
q V0VCC Vcm cocs
当 Vbm 、 VBB 、 RP 不变时，动态特性曲线与 VCC 的关系。
V cm
I cm1 I c0
iC
iC
•• •
•
vbemax
0
过压
c
Po P
0
过压
临 界
欠压
gd
压
区 Vces
VCC vce
•Q
vcemin
2. 高频功放的负载特性
I cm 1 I c0
V cm
0
欠压
临 界
过压
Rp
Po
1 2
Vcm
I
cm1
c
Po P
P VCC Ic0
Pc P Po
0
欠压
临 界
过压
Rp
临界区
iC
过 压 区
欠压区
vbemax
vce
2. 高频功放的负载特性
I cm 1 I c0
iC cowstcoqsc iCmax 1coqsc
取决于脉冲高度iC max与通角qc
iC cowstcoqsc iCmax 1coqsc
取决于脉冲高度iC max与通角qc
iCIc0Icm 1cowtsIcm c2o2wst Icm nconw st
ic m ax
由傅里叶级数求系数，得
o
wt
w q IC 02 1 π qqcciC dtiC ma0 x(c) w q Icm n 1 π qqcciC co n ω s dtω iC manx (c)
临界：Po最大，ηc较高； 发射机末级 最佳工作状态
End
1. 改变ＶCC对工作状态的影响
q V0VCC Vcm cocs
当 Vbm 、 VBB 、 RP 不变时，动态特性曲线与 VCC 的关系。
V cm
I cm1 I c0
iC
iC
•• •
•
vbemax
0
过压
c
Po P
0
过压
临 界
欠压
高频电子线路高频功率放大器教学课件PPT
工程上都采用近似估算和实验调整相结合的方法对高 频功率放大器进行分析和计算。折线法就是常用的一种 分析法。
对谐振功率放大器进行分析计算，关键在于求出电流 的直流分量Ic0和基频分量Icm1。
14
折线分析法的主要步骤：
1、测出晶体管的转移特性曲线ic~ eb及输出特性曲线ic~ ec， 并将这两组曲线作理想折线化处理
ic=Ico+ Icm1cost+Icm2cos2t+Icm3cos3t+……
11
直流功率： PDC Vcc Ic0
输出交流功率：
Po
1 2
Vcm
Icm1
Vc2m 2R p
1 2
I c2m1R
p
Vcm 回路两端的基频电压
Icm1 基频电流
Rp
回路的谐振阻抗
放大器的集电极效率：
hc
Po PDC
1 2
为了阐明各种工作状态的特点和正确调节放大器，就应该了解 这几个参量的变化会使放大器的工作状态发生怎样的变化。
23
当放大器工作于谐振状态时，它的外
部电路关系式为
ic
eb= –VBB+Vbmcost
ec= VCC–Vcmcost
消去cost可得，
eb=
–VBB+Vbm
VCC Vcm
ec
另一方面，晶体管的折线化方程为
正好落在临界线上。
18
三、集电极余弦电流脉冲的分解
当晶体管特性曲线理想化后，丙类工作状态的集电极电 流脉冲是尖顶余弦脉冲。这适用于欠压或临界状态。
晶体管的内部特性为：
ic=gc(eb–VBZ) 它的外部电路关系式
eb= –VBB+Vbmcost
对谐振功率放大器进行分析计算，关键在于求出电流 的直流分量Ic0和基频分量Icm1。
14
折线分析法的主要步骤：
1、测出晶体管的转移特性曲线ic~ eb及输出特性曲线ic~ ec， 并将这两组曲线作理想折线化处理
ic=Ico+ Icm1cost+Icm2cos2t+Icm3cos3t+……
11
直流功率： PDC Vcc Ic0
输出交流功率：
Po
1 2
Vcm
Icm1
Vc2m 2R p
1 2
I c2m1R
p
Vcm 回路两端的基频电压
Icm1 基频电流
Rp
回路的谐振阻抗
放大器的集电极效率：
hc
Po PDC
1 2
为了阐明各种工作状态的特点和正确调节放大器，就应该了解 这几个参量的变化会使放大器的工作状态发生怎样的变化。
23
当放大器工作于谐振状态时，它的外
部电路关系式为
ic
eb= –VBB+Vbmcost
ec= VCC–Vcmcost
消去cost可得，
eb=
–VBB+Vbm
VCC Vcm
ec
另一方面，晶体管的折线化方程为
正好落在临界线上。
18
三、集电极余弦电流脉冲的分解
当晶体管特性曲线理想化后，丙类工作状态的集电极电 流脉冲是尖顶余弦脉冲。这适用于欠压或临界状态。
晶体管的内部特性为：
ic=gc(eb–VBZ) 它的外部电路关系式
eb= –VBB+Vbmcost
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。
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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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
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§ 5.3.2 集电极余弦电流脉冲的分解
Icmn
1
iCconstdt
iCmax n c
1,2,3,:余弦脉冲分解系数
波形系数：
g1 c
Icm1 1
Icm0
0
n21:谐波次数 ,振 越幅 高越 ; 小
分别在不同的达 导到 通最 ,角 代大 时 表此时最大电16流
§ 5.3.2 集电极余弦电流脉冲的分解 如何选择合适的导通角？
iC ～ vCE
低频电路:
iC(mA) 4
N
3
负载线
2
IC=1.5
Q
1
100 80 60 IB = 40(A) 20
M 0 2 4 6 8 10 12 vCE(V)
vCEECiCR
已知R
负载线
唯一确定
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§ 5.3.3 高频功放的动态特性和负载特性
高频电路:
R c1
cR P 1 co c s cosc
4
§ 5. 2 谐振功率放大器的工作原理
ic
基极回路：
+
C C L +
++
b
B
c+
o
VBB:负偏压
输入:v信 bVb号 m cots
vBV BB V bm co ts
VBB
V CC
集电极回路：
vc Vcmcost:集电极电路的交电流压输出
VCC : 直流偏置电压
vC:集电极到发射器的瞬电 时压 vCVccVcm co5ts
第5章 高频功率放大器
高频范围:
几百K~几百M
主要技术指标:
输出功率 效率
1
整体概况
+ 概况1
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概况2
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概况3
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2
§ 5. 1 概 述 放大电路根据电流的导通角分类:
甲类放大:
t
iC max
vB
t
C
vBVBB Vbm cots v B V B BV bm coc sV BZ
cosc
VBZVBB Vbm
7
§ 5.2 .1 谐振功率放大器的工作原理
ic IC 0 Ic1 m co t s Ic2 m c2 ots
Icm0, Icm1, 工作点电流的平均分量、基波分量振幅…
iC IC 0 Ic1 m co t I s c2 m c2 ot s
由傅立叶级数的求系数法：
IC0
1
2
iCd t
1
2
i d C
C C
t
2 1 C C iCmacx1 o tcso cco sd stiCm ax 0c
Icm1
1
iCcostdt
iCma1 x c
ZPL电 C 路对基波 波 和 呈 各 现 高 的 次 阻 谐 抗效
ω
2ω
vcIcm 1cotsRP
RP
L P2 CR
ω
3ω
4ω ic
+
+ b
+B
C
CL c+
+ o
VB
V CC
8
§ 5.2 .1 谐振功率放大器的工作原理
Байду номын сангаас
iC
iC max
vcIcm 1cotsRP
RP
L P2 CR
t
C
vc
Vcm
Icm1
过压状态
iC gcrvC
欠压状态 临界状态
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§ 5.3.2 集电极余弦电流脉冲的分解
iC
vBVBB Vbm cots
iC max
icgcvBV BZ
t
C
i c g c V B B V bc mo t V B s（Z １）
tc:iC0 0 g c V B V B bc mo c V B s （Z ２）
输出功率:
P o1 2Ic 2m 1R P1 2iC ma1x c 2R P
c 12001max
2c 2400 :甲乙类放大 c
效率:
c g1 c c0:g1ma x2 晶体管无输出
一般选 :c择 opt 700
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§ 5.3.3 高频功放的动态特性和负载特性
动态线: 加上激励信号和负载阻抗时:
转移特性的折线近似
iC
C
icgcvBV BZ
gc :晶体管跨导
A
O'
O
VBZ v B
gc
iC vB
vC 常数
VBZ
:晶体管的截止电压
S管 i :0.40.6V G管 e:0.20.3V
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§ 5.3.1 晶体管特性曲线的理想近似 输出特性的折线近似
iC
过
压
欠压
v B1
vB2 vB3 vB4
vC
临界线方程:
由（２）：
cosc
VBZVBB Vbm
（１）－ （２）：iC g c V bm co t c so cs
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§ 5.3.2 集电极余弦电流脉冲的分解
iC g c V bm co t c so c s
iC m ag xc V bm 1 co c s
iCiCmacx o1 stcocscosc
1 2 g1
c
g1 c
Icm1 Icm0
V cm : V cc
波形系数
集电极电压的 利用系数
Vcm maxVCC 10 0.3
5-3 高频功放的折线近似分析法
折线近似分析法: 用折线代表晶体管的实际特性曲线, 再用简单的数学解析式对电路分析计算
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§ 5.3.1 晶体管特性曲线的理想近似
§ 5.2.1 谐振功率放大器的工作原理
大信号输入时的折线近似：
iC
C
ic 0 vBVBZ
icgcvBV BZ
A
O'
O
VBZ
vBE
vBVBZ
VBZ :晶体管的导通电压 gc :晶体管的跨导
6
§ 5.2.1 谐振功率放大器的工作原理
iC
C
iC 输出失真？
A
VVBBBB
O'
O
VBZ
2 C
C C
V bm
VBZVBB Vbm
已知RP
负载线
不能确定
★ 负载线还与管子的导通程度有关，
即与基极的偏置与输入信号有关。
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§ 5.3.3 高频功放的动态特性和负载特性
vCVccVcm cots
vBVBB Vbm cots
消cost vBVBBVbmVCVCcmvC
iCg cv B V BZ g c V B B V bV m C V c C v m C V B Z
p2
L CR
vCVCC Vcm cots
t
V cc
V cm
t
集电极功耗：Pc iCvC
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§ 5.2.2 功率关系
ＶＣＣ供给的直流功率： P VccIC0
输出的基波功率： Po1 2Vcm IC1 m 2VR c2P m1 2Ic2m 1RP
集电极耗散功率： Pc PPo
效率：
c
Po P
1 Icm1Vcm 2 IC0Vcc
=360o 线性放大 功耗大 适用: 小信号放大
乙类放大: = 180o 甲乙类放大: C (180o 360o）
适用: 低频功率放大
丙类放大: <180o 非线性放大 功耗较小
适用: 高频功率放大
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§ 5. 1 概 述 高频功放的主要特点:
高频、大信号、非线性状态 以调谐电路为负载实现线性放大