严国萍版通信电子线路第四章高频功率放大器参考.ppt

4.1　　概述概述4.2　　谐振功率放大器的工作原理谐振功率放大器的工作原理4.3　　晶体管谐振功率放大器的晶体管谐振功率放大器的 折线近似分析法折线近似分析法4.4　　晶体管功率放大器的高频特性晶体管功率放大器的高频特性4.5　　高频功率放大器的电路组成高频功率放大器的电路组成Chapter4 谐振功率放大器谐振功率放大器4.6 晶体管倍频器晶体管倍频器2021/3/101讲解：讲解：XX2、功率信号放大器使用中需要解决的两个问题：、功率信号放大器使用中需要解决的两个问题：①①高效率输出　　　　高效率输出　　　　②②高功率输出高功率输出联想对比：联想对比：谐振功率放大器谐振功率放大器与高频小信号谐振放大器；与高频小信号谐振放大器；谐振功率放大器谐振功率放大器与低频功率放大器；与低频功率放大器；4.1　概　述　概　述1、使用、使用谐振功率放大器谐振功率放大器的目的的目的放大高频大信号使发射机末级获得足够大的发射功率放大高频大信号使发射机末级获得足够大的发射功率2021/3/102讲解：讲解：XX3、、谐振功率放大器谐振功率放大器与小信号谐振放大器的异同之处与小信号谐振放大器的异同之处相同之处：相同之处：它们放大的信号均为高频信号，而且放大器的负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。

载均为谐振回路不同之处：不同之处：激励信号幅度大小不同；激励信号幅度大小不同； 放大器工作点不同；放大器工作点不同； 晶体管动态范围不同晶体管动态范围不同谐振功率放大器谐振功率放大器波形图波形图小信号谐振放大器小信号谐振放大器波形图波形图2021/3/103讲解：讲解：XX小信号谐振放大器小信号谐振放大器波形图波形图 2 c是在一周期内的集电极电流流通角2c2021/3/104讲解：讲解：XX谐振功率放大器谐振功率放大器波形图波形图2cc可称为半流通角或截止角(意即t= c时，电流被截止)为方便起见，以后将c简称为通角 2021/3/105讲解：讲解：XX共同之处共同之处:都要求输出功率大和效率高都要求输出功率大和效率高 功率放大器实质上是一个能量转换器，把电源供给功率放大器实质上是一个能量转换器，把电源供给的直流能量转化为交流能量，能量转换的能力即为功率的直流能量转化为交流能量，能量转换的能力即为功率放大器的效率放大器的效率　　功率放大器的主要技术指标是输出功率与效率　　功率放大器的主要技术指标是输出功率与效率4、、高频功率放大器高频功率放大器与低频功率放大器的异同之处与低频功率放大器的异同之处不同之处：不同之处：工作频率与相对频宽不同；工作频率与相对频宽不同；　　　　　放大器的负载不同；　　　　　放大器的负载不同；　　　　　放大器的工作状态不同。

　　　　　放大器的工作状态不同2021/3/106讲解：讲解：XX5、工作状态：、工作状态： 功率放大器一般分为甲类、乙类、甲乙类、丙类等工作功率放大器一般分为甲类、乙类、甲乙类、丙类等工作方式，为了进一步提高工作效率还提出了丁类与戊类放大器方式，为了进一步提高工作效率还提出了丁类与戊类放大器谐振功率放大器谐振功率放大器通常工作于丙类工作状态，属于非线性电路通常工作于丙类工作状态，属于非线性电路2021/3/107讲解：讲解：XX　　　　谐振功率放大器谐振功率放大器通常用来放大窄带高频信号通常用来放大窄带高频信号,其工作状其工作状态通常选为丙类工作状态态通常选为丙类工作状态( c＜＜90 )，为了不失真的放大信，为了不失真的放大信号，它的负载必须是号，它的负载必须是谐振回路谐振回路　　非谐振功率放大器可分为低频功率放大器和宽带高频　　非谐振功率放大器可分为低频功率放大器和宽带高频功率放大器功率放大器• 低频功率放大器的负载为无调谐负载，工作在甲类或低频功率放大器的负载为无调谐负载，工作在甲类或乙类工作状态；乙类工作状态；• 宽带高频功率放大器以宽带传输线为负载。

宽带高频功率放大器以宽带传输线为负载　　　　谐振功率放大器谐振功率放大器的分析方法：图解法，解析法的分析方法：图解法，解析法2021/3/108讲解：讲解：XX1、原理电路、原理电路谐振功率放大器谐振功率放大器的基本电路的基本电路(1)晶体管的作用是在将供电电晶体管的作用是在将供电电源的直流能量转变为交流能量源的直流能量转变为交流能量的过程中起开关控制作用的过程中起开关控制作用2)谐振回路谐振回路LC是晶体管的负载是晶体管的负载(3)电路工作在丙类工作状态：基级负偏压电路工作在丙类工作状态：基级负偏压外部电路关系式：外部电路关系式：晶体管的内部特性：晶体管的内部特性：4.2　谐振功率放大器的工作原理　谐振功率放大器的工作原理2021/3/109讲解：讲解：XX根据晶体管的转移特性曲线可得：根据晶体管的转移特性曲线可得：谐振功率放大器转移特性曲线谐振功率放大器转移特性曲线故得：故得：必须强调指出：必须强调指出：集电极电流集电极电流ic虽然是脉冲状，虽然是脉冲状，但由于谐振回路的这种滤但由于谐振回路的这种滤波作用，仍然能得到正弦波作用，仍然能得到正弦波形的输出波形的输出vb2021/3/1010讲解：讲解：XX11谐振功率放大器中各部分谐振功率放大器中各部分电压与电流的关系电压与电流的关系（（a a））2、电流与电压波形：、电流与电压波形：2021/3/1011讲解：讲解：XX4.2.2 谐振功率放大器的功率关系和效率谐振功率放大器的功率关系和效率 功率放大器的作用原理是利用输入到基极的信号来控功率放大器的作用原理是利用输入到基极的信号来控制集电极的直流电源所供给的直流功率，使之转变为交流制集电极的直流电源所供给的直流功率，使之转变为交流信号功率输出去。

信号功率输出去 有一部分功率以热能的形式消耗在集电极上，成为集有一部分功率以热能的形式消耗在集电极上，成为集电极耗散功率电极耗散功率 为了表示晶体管放大器的转换能力引入为了表示晶体管放大器的转换能力引入集电极效率集电极效率ηcP==直流电源供给的直流功率；直流电源供给的直流功率；Po=交流输出信号功率；交流输出信号功率；Pc=集电极耗散功率集电极耗散功率；；根据能量守衡定理：根据能量守衡定理：故故集电极效率集电极效率：：2021/3/1012讲解：讲解：XX 直流电源所供给的直流功率直流电源所供给的直流功率P= ，一部分转变为交流信，一部分转变为交流信号功率号功率P0输出去 另一部分功率以热能的形式消耗在集电极上，成为集另一部分功率以热能的形式消耗在集电极上，成为集电极耗散功率电极耗散功率Pc 根据能量守衡定理：根据能量守衡定理： P= =P0+Pc(1)功率关系功率关系直流功率：直流功率：输出交流功率：输出交流功率：Vcm ——回路两端的基频电压幅度回路两端的基频电压幅度 Icm1 ——基频电流幅度基频电流幅度RL ——回路的负载阻抗回路的负载阻抗 4.2.2 谐振功率放大器的功率关系和效率谐振功率放大器的功率关系和效率2021/3/1013讲解：讲解：XX讨论讨论:如何提高如何提高P0?1. 保持保持Icm1不变不变 , 提高提高Vcm :即输入回路不变即输入回路不变 , 调整输出调整输出回路回路,通过提高通过提高RL及及UCC以获得大的以获得大的Vcm , P0;2. 保持保持RL不变不变 , 提高提高Icm1 :即输出回路不变即输出回路不变 , RL及及VCC不不变变,可调整输入回路可调整输入回路,通过提高通过提高iCmax及调整及调整θ以获得大的以获得大的Icm1 , Vcm , P0 。

a. 保持保持θ不变不变 , 增加增加iCmax ;b. 保持保持iCmax 不变不变 , 增加增加αα1 1( (θ) .2021/3/1014讲解：讲解：XXa. 保持保持θ不变不变 , 增加增加iCmax : 如提高如提高gc , Vbm和和VBB VbmvbwttiC0-qc+qc-VBB0-qc +qcvB转移特性iCVBZo理想化Vbm2021/3/1015讲解：讲解：XXb. 保持保持iCmax 不变不变 , 增加增加αα1 1( (θ) : 如调整如调整θ=1200 . ≈120 2021/3/1016讲解：讲解：XX(2)放大器的集电极效率：放大器的集电极效率：集电极电压利用系数集电极电压利用系数波形系数，是通角波形系数，是通角 的函数；的函数； 越小越小, , 越大越大2021/3/1017讲解：讲解：XX 因此，丙类谐振功率放大器提高效率因此，丙类谐振功率放大器提高效率 的途径有二：的途径有二：一是一是提高电压利用系数提高电压利用系数  。

即提高即提高Vcm,使其尽量接近于使其尽量接近于VCC.二是二是提高波形系数提高波形系数 是是  的函数，的函数，减小减小 角可提高角可提高 . . 讨论讨论：如：如何提高效率何提高效率? ?2021/3/1018讲解：讲解：XX①①由上图曲线可知：由上图曲线可知： 极端情况极端情况 =0 时，时，若此时若此时 =1，， 可达可达100%，但此时，但此时P0=0，无功率输出，无功率输出. =0 !2021/3/1019讲解：讲解：XX由前面对功率的讨论可由前面对功率的讨论可知知: :当当 ≈120 时，时，Icm1 /iCmax达到最大值即在达到最大值即在iCmax与负载阻抗与负载阻抗RL为某定值为某定值的情况下，输出功率将的情况下，输出功率将达到最大值但此时放达到最大值但此时放大器处于甲乙类工作状大器处于甲乙类工作状态，效率太低态，效率太低②②由右图可见：由右图可见：因此，为了兼顾功率与效率，最佳通角取因此，为了兼顾功率与效率，最佳通角取70 左右左右. . ≈70 !2021/3/1020讲解：讲解：XX4.3.1　折线法　折线法　　所谓折线法是将电子器件的特性曲线理想化，用一组　　所谓折线法是将电子器件的特性曲线理想化，用一组折线代替晶体管静态特性曲线后进行分析和计算的方法。

折线代替晶体管静态特性曲线后进行分析和计算的方法　　工程上都采用　　工程上都采用近似估算近似估算和和实验调整实验调整相结合的方法对高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　　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的直流分量Ic0和基频分量和基频分量Icm14.3　谐振功率放大器的折线近似分析法　谐振功率放大器的折线近似分析法2021/3/1021讲解：讲解：XX折线分析法的步骤：折线分析法的步骤： 1、、测出测出晶体管的转移特性曲线晶体管的转移特性曲线ic~ vBE及及输出特性曲线输出特性曲线ic~ vCE，， 并将这两组曲线作理想折线化处理；并将这两组曲线作理想折线化处理；　　　　2、、作出作出不同工作状态下的不同工作状态下的动态特性曲线动态特性曲线；；　　　　3、根据激励电压、根据激励电压vb的大小在特性曲线上的大小在特性曲线上画出画出对应对应电流脉电流脉冲冲ic和和输出电压输出电压vc的波形的波形；；　　　　4、、分析分析功放的功放的外部特性外部特性，即分析放大器的外部供电电压，即分析放大器的外部供电电压或负载的变化将如何影响输出电压、输出电流、输出功率、效或负载的变化将如何影响输出电压、输出电流、输出功率、效率等指标的。

率等指标的2021/3/1022讲解：讲解：XX晶体管实际特性和理想折线晶体管实际特性和理想折线　　根据理想化原理　　根据理想化原理, 晶体管的静态转移特性可用交横轴于晶体管的静态转移特性可用交横轴于VBZ的一条直线来表示的一条直线来表示(VBZ为截止偏压为截止偏压)根据理想化原理，在根据理想化原理，在放大区放大区,集电极电流只受基极电压的控制集电极电流只受基极电压的控制, 与集电极电压无关与集电极电压无关; 在在饱和区饱和区，集电极电流只受集电极电压控制，而与基极电压无关集电极电流只受集电极电压控制，而与基极电压无关4.3.2　晶体管特性曲线的理想化及其特性曲线　晶体管特性曲线的理想化及其特性曲线2021/3/1023讲解：讲解：XX　　在非线性谐振功率放大器中，常常根据集电极是否进　　在非线性谐振功率放大器中，常常根据集电极是否进入饱和区，将放大区的工作状态分为三种：入饱和区，将放大区的工作状态分为三种：1)欠压工作状态：欠压工作状态： 集电极最大点电流在临界线的右方，集电极最大点电流在临界线的右方， 交流输出电压较低且变化较大。

交流输出电压较低且变化较大2)过压工作状态：过压工作状态：　　集电极最大点电流进入临界线之左的饱和区，　　集电极最大点电流进入临界线之左的饱和区， 交流输出电压较高且变化不大交流输出电压较高且变化不大3)临界工作状态：临界工作状态： 是欠压和过压状态的分界点，是欠压和过压状态的分界点， 集电极最大点电流正好落在临界线上集电极最大点电流正好落在临界线上2021/3/1024讲解：讲解：XX则则临界线方程临界线方程可写为可写为 ic=gcrvCE (2) gcr 为临界线的斜率为临界线的斜率则则转移特性方程转移特性方程可写为可写为 ic =gc(vBE–VBZ) (vBE＞＞VBZ) (1)gc 为转移特性方程的斜率为转移特性方程的斜率式式(1)和和(2)是折线近似法的基础，应很好地掌握是折线近似法的基础，应很好地掌握2021/3/1025讲解：讲解：XX　　当晶体管特性曲线理想化后，丙类工作状态的集电极　　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电流脉冲是尖顶余弦脉冲这适用于欠压或临界状态尖顶余弦脉冲尖顶余弦脉冲晶体管的内部特性为：晶体管的内部特性为：它的外部电路关系式它的外部电路关系式ic=gc(vBE–VBZ) (1)vBE= –VBB+Vbmcos t (2)vCE= VCC–Vcmcos t (3)将式将式(2)(2)代入式代入式(1)(1)，得，得 i ic c = g= gc c( (–V VBBBB+V+Vbmbmcoscos t t–V VBZBZ) )(4)(4)当当 t=t= c c时，时，i ic c=0=0，代入上式得，代入上式得 0 = g0 = gc c( (–V VBBBB+V+Vbmbmcoscos c c–V VBZBZ) ) (5)(5)即即 4.3.3　集电极余弦电流脉冲的分解　集电极余弦电流脉冲的分解2021/3/1026讲解：讲解：XX( 6 )知道知道Vbm、、VBB与与VBZ各值，各值， c的值便完全确定。

的值便完全确定2021/3/1027讲解：讲解：XX将式将式(4)(4)与式与式(5)(5)相减，即得相减，即得 i ic c = g= gc cV Vbmbm(cos(cos t t–coscos c c) ) (7) (7)当当 t=0t=0时，时，i ic c= = i ic maxc max，因此，因此 i ic maxc max= g= gc cV Vbmbm(1(1–cos cos  c c) ) (8) (8) 将式将式(7)(7)与式与式(8)(8)相除，即得相除，即得或 式式(9)(9)即为尖顶余弦脉冲的解析式，即为尖顶余弦脉冲的解析式，它完全取决于脉冲高度它完全取决于脉冲高度i ic maxc max与通角与通角 c c9)i ic c = g= gc c( (–V VBBBB+V+Vbmbmcoscos t t–V VBZBZ) (4)) (4)0 = g0 = gc c( (–V VBBBB+V+Vbmbmcoscos c c–V VBZBZ) (5)) (5) 2021/3/1028讲解：讲解：XX若将尖顶脉冲分解为傅里叶级数若将尖顶脉冲分解为傅里叶级数由傅里叶级数的求系数法得由傅里叶级数的求系数法得其中：其中：尖顶脉冲的分解系数尖顶脉冲的分解系数(4-21)(4-22)2021/3/1029讲解：讲解：XX1. 谐振功率放大器的谐振功率放大器的动态特性动态特性4.3.4　谐振功率放大器的动态特性与负载特性　谐振功率放大器的动态特性与负载特性　高频放大器的工作状态是由负载阻抗　高频放大器的工作状态是由负载阻抗Rp、激励电压、激励电压vbm、供电、供电电压电压VCC、、VBB等等4个参量决定的。

个参量决定的　如果　如果VCC、、VBB、、vbm 3个参变量不变，则放大器的工作状态就个参变量不变，则放大器的工作状态就由负载电阻由负载电阻Rp决定此时，放大器的电流、输出电压、功率、决定此时，放大器的电流、输出电压、功率、效率等随效率等随Rp而变化的特性，就叫做放大器的而变化的特性，就叫做放大器的负载特性负载特性　2021/3/1030讲解：讲解：XX　动态特性动态特性　　所谓动态特性是和　　所谓动态特性是和静态特性静态特性相对应而言的，在考虑了负相对应而言的，在考虑了负载的反作用后，所获得的载的反作用后，所获得的vCE、、vBE与与ic的关系曲线就叫做的关系曲线就叫做动动态特性态特性晶体管的静态特性是在集电极电路内没有负载阻抗晶体管的静态特性是在集电极电路内没有负载阻抗的条件下获得的例如，维持集电极电压的条件下获得的例如，维持集电极电压vCE不变，改变基极不变，改变基极电压电压vBE ，就可求出，就可求出ic–vBE静态特性曲线族静态特性曲线族如果集电极电路有负载阻抗，则当改变如果集电极电路有负载阻抗，则当改变vBE使使ic变化时，由于变化时，由于负载上有电压降，就必然同时引起负载上有电压降，就必然同时引起vCE的变化。

的变化 2021/3/1031讲解：讲解：XX当放大器工作于谐振状态时，它的外部电路关系式为当放大器工作于谐振状态时，它的外部电路关系式为vBE= –VBB+Vbmcos t vCE= VCC–Vcmcos t消去消去cos t可得，可得， vBE= –VBB+Vbm另一方面，晶体管的折线化方程为另一方面，晶体管的折线化方程为ic = gc(vBE–VBZ)得出在得出在ic–vCE坐标平面上的动态特性曲线坐标平面上的动态特性曲线( (负载线或工作路负载线或工作路) )方程：方程：= gd(vCE– V0)动态特性动态特性（（4-23））（（4-24））2021/3/1032讲解：讲解：XX　　图中示出动态特性　　图中示出动态特性曲线的斜率为负值，它曲线的斜率为负值，它的物理意义是：的物理意义是：　　从负载方面看来，　　从负载方面看来，放大器相当于一个负电放大器相当于一个负电阻，亦即它相当于交流阻，亦即它相当于交流电能发生器，可以输出电能发生器，可以输出电能至负载电能至负载　　用类似的方法，可　　用类似的方法，可得出在得出在ic –vBE坐标平面坐标平面的动态特性曲线的动态特性曲线。

根据上式可作出功放的根据上式可作出功放的动态特性曲线动态特性曲线如图所示：如图所示：ic = gd(vCE– V0)动态特性动态特性2021/3/1033讲解：讲解：XX动态线动态线作法作法：：AB为动态特性曲为动态特性曲线，也称为工作路线，也称为工作路 ⑴⑴取取B点，作斜率为点，作斜率为gd的直线；的直线； ⑵⑵取取Q、、A两点，连成直线两点，连成直线特殊点说明特殊点说明 ⑴⑴A点点 ：： ＝＝0，，vBE达到最大，达到最大，vCE达到最小，达到最小，iC达到最大；达到最大；⑵⑵Q点：点： ＝＝90 ，， vCE＝＝VCC，，虚拟电流虚拟电流IQ＝＝gc（－（－VBB－－VBZ））ic c –vCECE坐标平面上的坐标平面上的动态特性曲线动态特性曲线的作法与相应的的作法与相应的ic c波形波形 vCE= VCC–Vcmcos tvBE= –VBB+Vbmcos tvBE= –VBBic = gd(vCE– V0)动态特性动态特性2021/3/1034讲解：讲解：XX2. 功率放大器的功率放大器的负载特性负载特性在在 VCC、、VBB、、Vbm为一定，为一定，只变化放大器的负载电阻而只变化放大器的负载电阻而引起的放大器输出电压、输引起的放大器输出电压、输出功率、效率的变化特性称出功率、效率的变化特性称为负载特性。

为负载特性电压、电流随负载变化波形电压、电流随负载变化波形1) 在负载电阻在负载电阻RP由小至大变化时，由小至大变化时，负载线的斜率由小变大，如图中负载线的斜率由小变大，如图中123不同的负载，放大器的工不同的负载，放大器的工作状态是不同的作状态是不同的,所得的所得的ic波形、输出波形、输出交流电压幅值、功率、效率也是不交流电压幅值、功率、效率也是不一样的负载特性负载特性2021/3/1035讲解：讲解：XX2) 欠压、过压、临界三种工作状态欠压、过压、临界三种工作状态①① 欠压状态欠压状态: B点以右的区域点以右的区域在欠压区至临界点在欠压区至临界点 的范围内，根的范围内，根据据Vc=RpIc1，放大器的交流输出，放大器的交流输出电压在欠压区内必随负载电阻电压在欠压区内必随负载电阻RP的增大而增大，其输出功率、效的增大而增大，其输出功率、效率的变化也将如此率的变化也将如此②② 临界状态临界状态: 负载线和负载线和vb max正好相交于临界线的拐点放大正好相交于临界线的拐点放大器工作在临界状态时，输出功率大，管子损耗小，放大器的器工作在临界状态时，输出功率大，管子损耗小，放大器的效率也就较大。

效率也就较大根据根据Rp与与VBEmax相交在不同相交在不同区域，可分为三种工作状态区域，可分为三种工作状态:负载特性负载特性2021/3/1036讲解：讲解：XX③③ 过压状态过压状态电压、电流随负载变化波形电压、电流随负载变化波形过压状态放大器的负载较大，过压状态放大器的负载较大，如动态线如动态线3就是这种情况就是这种情况动态线穿过临界点动态线穿过临界点C后，电流后，电流沿临界线下降，因此集电极电沿临界线下降，因此集电极电流流ic呈下凹顶状，过压愈重，呈下凹顶状，过压愈重，则则ic波顶下凹愈厉害，严重时，波顶下凹愈厉害，严重时，ic波形可分裂为两部分波形可分裂为两部分根据傅里叶级数对根据傅里叶级数对ic波形分解波形分解可知，波形下凹的可知，波形下凹的ic，其基波，其基波分量分量Ic1会下降，下凹愈深，会下降，下凹愈深，则则Ic0、、Ic1的下降也就愈激烈的下降也就愈激烈因此放大器的输出功率和效率因此放大器的输出功率和效率也要减小也要减小2021/3/1037讲解：讲解：XX根据上述分析，可以画出谐振功率放大器的负载特性曲线根据上述分析，可以画出谐振功率放大器的负载特性曲线负载特性曲线负载特性曲线欠压状态欠压状态的功率和效率都比较低，集电极耗散功率也较大，的功率和效率都比较低，集电极耗散功率也较大，输出电压随负载阻抗变化而变化，因此较少采用。

但晶体管输出电压随负载阻抗变化而变化，因此较少采用但晶体管基极调幅基极调幅，需采用这种工作状态需采用这种工作状态2021/3/1038讲解：讲解：XX过压状态过压状态的优点是，当负载阻抗变化时，输出电压比较平稳的优点是，当负载阻抗变化时，输出电压比较平稳且幅值较大，且幅值较大，在弱过压时，效率可达最高，但输出功率有所下降，在弱过压时，效率可达最高，但输出功率有所下降，发射机的中间级、发射机的中间级、集电极调幅集电极调幅级常采用这种状态级常采用这种状态负载特性曲线负载特性曲线2021/3/1039讲解：讲解：XX临界状态临界状态的特点是输出功率最大，效率也较高，比最大效的特点是输出功率最大，效率也较高，比最大效率差不了许多，可以说是最佳工作状态，发射机的末级常率差不了许多，可以说是最佳工作状态，发射机的末级常设计成这种状态，在计算谐振功率放大器时，也常以此状设计成这种状态，在计算谐振功率放大器时，也常以此状态为例负载特性曲线负载特性曲线 掌握负载特性，对分析掌握负载特性，对分析集电极调幅集电极调幅电路、电路、基极调幅基极调幅电路电路的工作原理，对实际调整谐振功率放大器的工作状态和指标的工作原理，对实际调整谐振功率放大器的工作状态和指标是很有帮助的。

是很有帮助的2021/3/1040讲解：讲解：XX1. 导通角导通角 c的调整的调整4.3.5　放大器工作状态及导通角的调整　放大器工作状态及导通角的调整2. 欠压、临界、过压工作状态的调整欠压、临界、过压工作状态的调整调整欠压、临界、过压三种工作状态，大致有以下几种方法：调整欠压、临界、过压三种工作状态，大致有以下几种方法：　　改变集电极负载　　改变集电极负载Rp；；　　改变供电电压　　改变供电电压VCC；；　　改变偏压　　改变偏压VBB；；　　改变激励　　改变激励Vbm 　　　　　　　　改变改变VBE2021/3/1041讲解：讲解：XX(1) 改变改变Rp，但，但Vbm、、VCC、、VBB不变不变 当负载电阻当负载电阻Rp由小至大变由小至大变化时，放大器的工作状态由欠压化时，放大器的工作状态由欠压经临界转入过压在临界状态时经临界转入过压在临界状态时输出功率最大输出功率最大负载特性曲线负载特性曲线2021/3/1042讲解：讲解：XXVCC变化时对工作状态的影响变化时对工作状态的影响在在欠压区欠压区内，输出电流的振内，输出电流的振幅基本上不随幅基本上不随VCC变化而变化，变化而变化，故输出功率基本不变；故输出功率基本不变；而在而在过压区过压区，输出电流的振，输出电流的振幅将随幅将随VCC的减小而下降，故的减小而下降，故输出功率也随之下降。

输出功率也随之下降2) 改变改变VCC，但，但Rp、、Vbm、、VBB不变不变,当集电极供电电压当集电极供电电压VCC由由小至大变化时，放大器的工作状态由过压经临界转入欠压小至大变化时，放大器的工作状态由过压经临界转入欠压2021/3/1043讲解：讲解：XX改变改变VCC对工作状态的影响对工作状态的影响2021/3/1044讲解：讲解：XX(3) Vbm变化，但变化，但VCC、、VBB、、Rp不变不变或或VBB变化，但变化，但VCC、、Vbm、、Rp不变不变, 这两种情况所引起放大器工作状态这两种情况所引起放大器工作状态的变化是相同的的变化是相同的因为无论是因为无论是Vbm还是还是VBB的变化，其的变化，其结果都是引起结果都是引起vBE的变化由由 vBE = -VBB+Vbmcos t vBEmax= - VBB+Vbm 当当VBB或或Vbm由小到大变化时，由小到大变化时，放大器的工作状态由欠压经临放大器的工作状态由欠压经临界转入过压界转入过压2021/3/1045讲解：讲解：XX在在过压区过压区中输出电压随中输出电压随VCC改变而变化的特性为改变而变化的特性为集电极调幅集电极调幅的的实现提供依据；实现提供依据；因为在集电极调幅电路中是依靠改变因为在集电极调幅电路中是依靠改变VCC来实现调幅过程的。

来实现调幅过程的改变改变VCC时，其工作状态和电流、功率的变化如上图所示时，其工作状态和电流、功率的变化如上图所示1. 改变改变VCC对工作状态的影响对工作状态的影响各极电压对工作状态的影响各极电压对工作状态的影响VCC由小由小大时，对应工作状态由过压大时，对应工作状态由过压临界临界欠压2021/3/1046讲解：讲解：XXVbm变化时电流、功率的变化变化时电流、功率的变化2. 改变改变vb m对工作状态的影响对工作状态的影响当当vb m由小到大变化时，放大器的工作状态由欠压由小到大变化时，放大器的工作状态由欠压临界临界过压欠压区：基极调幅欠压区：基极调幅2021/3/1047讲解：讲解：XX例例4-1 谐振功率放大器输出功率谐振功率放大器输出功率Po已测出，在电路参数不变已测出，在电路参数不变时，为提高时，为提高Po采用提高采用提高Vbm的办法但效果不明显，试分析的办法但效果不明显，试分析原因，并指出为了达到原因，并指出为了达到Po明显提高的目的，可采用什么措施明显提高的目的，可采用什么措施?负载特性曲线负载特性曲线采用提高采用提高Vbm提高提高Po效果不明显效果不明显说明放大器工作在过压工作状态，说明放大器工作在过压工作状态，为了达到为了达到Po明显提高的目的可以明显提高的目的可以减小减小Rp或增加或增加Vcc。

2021/3/1048讲解：讲解：XX谐振功率放大器的主要指标是谐振功率放大器的主要指标是功率功率和和效率效率以临界状态为例：以临界状态为例：1) 首先要求得集电极电流脉冲的两个主要参量首先要求得集电极电流脉冲的两个主要参量ic max和和 c导通角导通角 c集电极电流脉冲幅值集电极电流脉冲幅值Icm4.3.6　谐振功率放大器的计算　谐振功率放大器的计算(4-19)2021/3/1049讲解：讲解：XX2) 电流余弦脉冲的各谐波分量系数电流余弦脉冲的各谐波分量系数 0( c)、、 1( c)、、…、、  n( c)可查表求得，并求得个分量的实际值可查表求得，并求得个分量的实际值3) 谐振功率放大器的功率和效率谐振功率放大器的功率和效率直流功率：直流功率： P==Ic0  VCC交流输出功率：交流输出功率：集电极效率：集电极效率：尖顶脉冲的分解系数尖顶脉冲的分解系数2021/3/1050讲解：讲解：XX4) 根据根据可求得最佳负载电阻：可求得最佳负载电阻：　　在临界工作时，　　在临界工作时， 接近于接近于1，作为工作估算，可设定，作为工作估算，可设定 =1。

　　　　“最佳最佳”的含义在于采用这一负载值时，调谐功率放大的含义在于采用这一负载值时，调谐功率放大器的效率较高，输出功率较大器的效率较高，输出功率较大　　可以证明，放大器所要求的最佳负载是随导通角　　可以证明，放大器所要求的最佳负载是随导通角 c改变改变而变化的而变化的 c小，小，Rp大要提高放大器的效率，就要求放大大要提高放大器的效率，就要求放大器具有大的最佳负载电阻值器具有大的最佳负载电阻值　　在实际电路中，放大器所要求的最佳电阻需要通过匹配　　在实际电路中，放大器所要求的最佳电阻需要通过匹配网络和终端负载网络和终端负载(如天线等如天线等)相匹配2021/3/1051讲解：讲解：XX 2) 根据求得Vbm 3) 根据ic max=gcVbm(1–cosc)求得ic max、Ic1、Ic0 Ic1=ic max1(70)=20.436=0.872A Ic0=i c max0(70)=20.253=0.506Ac=70，cos70=0.342， 1) 根据图可求得转移特性的斜率gc例例4-2 4-2 某某谐谐振振功功率率放放大大器器的的转转移移特特性性如如图图所所示示。

已已知知该该放放大大器器采采用用晶晶体体管管的的参参数数为为：：f fT T≥150MHz≥150MHz，，功功率率增增益益A Ap p≥13dB≥13dB，，管管子子允允许许通通过过的的最最大大电电流流I IcMcM=3A=3A，，最最大大集集电电极极功功耗耗为为P Pc c maxmax=5W=5W管管子子的的V VBZBZ=0.6V=0.6V，，放放大大器器的的负负偏偏置置 V VBBBB =1.4V=1.4V，， c c=70=70 ，，V VCCCC=24V=24V，， = = 0.90.9，试计算放大器的各参数试计算放大器的各参数2021/3/1052讲解：讲解：XX4) 求交流电压振幅： Vcm=VCC=240.9=21.6V 对应功率、效率 P==VCC IC0=240.506=12W Po=Pc =P=-Po = 2.6W

大器能够正常工作的必要条件 4.4.1 直流馈电线路直流馈电线路 直流馈电电路是指直流供电电路，它包括直流馈电电路是指直流供电电路，它包括集电集电极馈电电路和基极馈电电路极馈电电路和基极馈电电路 在谐振功率放大器中，无论是集电极馈电还是在谐振功率放大器中，无论是集电极馈电还是基极馈电，都有两种不同的连接方式，分别称为基极馈电，都有两种不同的连接方式，分别称为串串联馈电和并联馈电联馈电和并联馈电2021/3/1055讲解：讲解：XX 所谓串馈（所谓串馈（Series Sulpply）是指）是指直流电源直流电源Vcc 、滤波匹配网络和功率管、滤波匹配网络和功率管在在电路形式上为串接的一种馈电路形式上为串接的一种馈电电7.3.1(a)所示 一．集电极馈电电路一．集电极馈电电路1 1．串联馈电（简称为串馈）电路．串联馈电（简称为串馈）电路 集电极串联馈电电路集电极串联馈电电路2021/3/1056讲解：讲解：XXA．各元件的作用．各元件的作用 Lc为高频扼流圈，它与为高频扼流圈，它与Cc构成电源滤波电路，要求在信构成电源滤波电路，要求在信号频率上号频率上Lc的感抗很大，接近的感抗很大，接近开路，开路，Cc的容抗很小，接近短的容抗很小，接近短路，目的路，目的是避免信号电流通过是避免信号电流通过直流电源而产生级间反馈，造直流电源而产生级间反馈，造成工作不稳定。

成工作不稳定集电极串联馈电电路集电极串联馈电电路2021/3/1057讲解：讲解：XXB．电路特点．电路特点 a. Vcc与与“地地”间的杂散电容间的杂散电容较大，但对较大，但对LC回路的影响较小；回路的影响较小； b．馈电．馈电支支路分布参数对回路影路分布参数对回路影响小；响小； c. LC回路处在直流高回路处在直流高电电位上，位上，安装不便；所以电路适合于频率安装不便；所以电路适合于频率高的场合高的场合 集电极串联馈电电路集电极串联馈电电路2021/3/1058讲解：讲解：XX2．并联馈电（简称为并馈）电路．并联馈电（简称为并馈）电路 所谓并馈（所谓并馈（Parallel Supply）是指直流电源）是指直流电源Vcc、、滤波匹配网络和功滤波匹配网络和功率管在电路形式上为并接率管在电路形式上为并接的一种馈电方式的一种馈电方式 A．各元件的作用．各元件的作用 Lc为高频扼流圈、为高频扼流圈、Cc1为电源滤波电容、为电源滤波电容、Cc2为隔直流电容为隔直流电容 集电极并联馈电电路集电极并联馈电电路2021/3/1059讲解：讲解：XX a．馈电支路分布参数直接影响信号回路的谐振．馈电支路分布参数直接影响信号回路的谐振频率；频率； b．信号回路（．信号回路（ ）处于直流低电位上，安装）处于直流低电位上，安装参数影响较大；所参数影响较大；所以，电路适合于频以，电路适合于频率较低的场合。

率较低的场合无论哪种馈电方式，都满足无论哪种馈电方式，都满足 B B．电路特点．电路特点调整方便；调整方便；c．． 间分布间分布图图4-15（（b）） 集电极并联馈电电路集电极并联馈电电路2021/3/1060讲解：讲解：XX二．基极馈电电路二．基极馈电电路 下图中基极偏置电压是由下图中基极偏置电压是由 通过通过 、、 分压提供分压提供的，为了保证丙类工作，的，为了保证丙类工作， 上的分压值应小于功率管导上的分压值应小于功率管导通电压通电压 ，属于并馈电路属于并馈电路 基极并联馈电电路基极并联馈电电路2021/3/1061讲解：讲解：XX但在丙类功放中，通常采用自偏压的形式：但在丙类功放中，通常采用自偏压的形式： 图图4-16 基极自偏压馈电电路基极自偏压馈电电路 电路特点：电路特点： 图（图（a a））所示是利用基极电流的直流分量所示是利用基极电流的直流分量 在在上产生所需的偏置电压上产生所需的偏置电压 ，是并馈电路是并馈电路 2021/3/1062讲解：讲解：XX 图（图（b））所示是利所示是利用射极电流直流分量用射极电流直流分量 在在 上产生所需的反向上产生所需的反向这种自给偏置的优点是能够自动维持放大器的工作稳定。

这种自给偏置的优点是能够自动维持放大器的工作稳定当激励加大时，当激励加大时，态变化不大态变化不大 ，是串馈电路，，是串馈电路，偏置电压偏置电压增大，使偏压增大，使偏压 也加大，静也加大，静态工作点态工作点Q降低，降低，因而又使因而又使 的相对增加量减小；的相对增加量减小；反之，当激励减小时，反之，当激励减小时， 减小，偏压减小，偏压 减小，减小，因而因而 的相对减小量也减的相对减小量也减小，这就使放大器的工作状小，这就使放大器的工作状2021/3/1063讲解：讲解：XX图（图（c））所示是利用所示是利用 流过高频扼流圈流过高频扼流圈 的直流电的直流电阻，得到近似阻，得到近似0V的稳定偏置电压，是并馈电路，由于所的稳定偏置电压，是并馈电路，由于所得到的得到的 小，因而一般只在需要小的小，因而一般只在需要小的 （接近乙类工作）（接近乙类工作）时，才采用这种电路时，才采用这种电路2021/3/1064讲解：讲解：XX4.4.2 输出回路和级间耦合回路输出回路和级间耦合回路 高频功率放大器的级与级之间或放大级与负载之间，高频功率放大器的级与级之间或放大级与负载之间，都要采用一定形式的回路，这个回路一般是四端网络。

如都要采用一定形式的回路，这个回路一般是四端网络如下下图所示 1、、 输入匹配（级间耦合）输入匹配（级间耦合）网络网络（（Input matching Input matching circuitcircuit）：四端网络是用以）：四端网络是用以与下级放大器的输入端相连与下级放大器的输入端相连接作用是自前级放大器或接作用是自前级放大器或信号源取得最大激励功率信号源取得最大激励功率 放大器与负载之间放大器与负载之间 用四端网络耦合用四端网络耦合 2021/3/1065讲解：讲解：XX 2、、输出匹配网络输出匹配网络（（Output matching circuit）：四）：四端网络是用以输出功率至负载作用作用是保证放大器端网络是用以输出功率至负载作用作用是保证放大器的输出功率有效的加到负载（天线）上的输出功率有效的加到负载（天线）上这个四端网络应完成的任务是：这个四端网络应完成的任务是： ①① 使负载阻抗与放大器所需要的最佳阻抗相匹配，使负载阻抗与放大器所需要的最佳阻抗相匹配，以保证放大器传输到负载的功率最大，即它起着阻抗以保证放大器传输到负载的功率最大，即它起着阻抗匹配的作用。

匹配的作用2021/3/1066讲解：讲解：XX ③ ③ 大多数发射机为波段工作，因此该四端网络应大多数发射机为波段工作，因此该四端网络应适应波段工作的要求，改变工作频率时调谐要方便，适应波段工作的要求，改变工作频率时调谐要方便，并能在波段内保持良好的匹配等并能在波段内保持良好的匹配等 ② ② 抑制工作频率范围以外的不需要频率，即抑制工作频率范围以外的不需要频率，即它应有良好的滤波作用它应有良好的滤波作用 ④④ 在有几个电子器件同时输出功率的情况下，保在有几个电子器件同时输出功率的情况下，保证它们都能有效地传送功率到负载，但同时又应尽可证它们都能有效地传送功率到负载，但同时又应尽可能地使这几个电子器件彼此隔离，互不影响能地使这几个电子器件彼此隔离，互不影响 2021/3/1067讲解：讲解：XX 输出匹配网络常常是指设备中末级功放与天线或其他负输出匹配网络常常是指设备中末级功放与天线或其他负载间的网络载间的网络. . 这种匹配网络有这种匹配网络有L型、型、 型、型、T型网络及耦合回路型网络及耦合回路 输出匹配网络的主要功能与要求是输出匹配网络的主要功能与要求是匹配、滤波和高效率。

匹配、滤波和高效率 通过改变匹配回路的可调元件，将负载阻抗通过改变匹配回路的可调元件，将负载阻抗Z ZL L ( (或或R RL L) )转转换成放大管所要求的换成放大管所要求的最佳负载阻抗最佳负载阻抗R RLCRLCR，使管子送出的功率，使管子送出的功率P P1 1能尽可能多的馈至负载，能尽可能多的馈至负载，这就叫做达到了这就叫做达到了匹配状态匹配状态 当调谐功率放大器工作于当调谐功率放大器工作于最佳负载值最佳负载值时的功放的效率较时的功放的效率较高，输出功率较大高，输出功率较大 在实际电路中，放大器所要求的最佳电阻需要通过匹配在实际电路中，放大器所要求的最佳电阻需要通过匹配网络和终端负载网络和终端负载( (如天线等如天线等) )相匹配需要匹配的原因需要匹配的原因:匹配的原理匹配的原理:2021/3/1068讲解：讲解：XX 1.1. L L型匹配网络型匹配网络 L L型匹配网络具有电路简单、容易实现的优点，不足之处是电型匹配网络具有电路简单、容易实现的优点，不足之处是电路的品质因数路的品质因数Q值很低值很低( (通常通常Q＜＜10) )，因此电路的滤波特性很差，所，因此电路的滤波特性很差，所以在实际的发射机中，常常选用以在实际的发射机中，常常选用T型或型或 型网络作匹配之用。

型网络作匹配之用2021/3/1069讲解：讲解：XX2.2.  形匹配网络形匹配网络 3.3. T T形匹配网络形匹配网络2021/3/1070讲解：讲解：XX 1. 160MHz1. 160MHz，，13W13W谐振功率放大电路谐振功率放大电路 放大器的功率增益达放大器的功率增益达9dB9dB，可向，可向5050 负载供出负载供出13W13W功率，电路如图所示功率，电路如图所示基极采用自给偏置电路基极采用自给偏置电路，，I Ib0b0在在L Lb b的直流电阻上产生很小的负向偏置电压，的直流电阻上产生很小的负向偏置电压，C C1 1、、C C2 2、、L L1 1构成构成T T型匹配网络，调节型匹配网络，调节C C1 1和和C C2 2，，使本级的输入阻抗等于前级放大器使本级的输入阻抗等于前级放大器所要求的所要求的5050 匹配电阻匹配电阻，，以传输最大的功率以传输最大的功率集电极采用并馈电路集电极采用并馈电路L LC C，，为高频扼流圈为高频扼流圈C CC C为高频旁路电容对于交流信号为高频旁路电容对于交流信号，，放大器的输出端采用放大器的输出端采用L L型匹配网络，调节型匹配网络，调节C C3 3、、C C4 4可使可使5050 的负载阻抗变换为功率的负载阻抗变换为功率放大管所要求的最佳匹配阻抗放大管所要求的最佳匹配阻抗R Rp p 。

4.5 4.5 谐振功率放大器实例谐振功率放大器实例2021/3/1071讲解：讲解：XX放大器的功率增益为放大器的功率增益为7dB7dB，可给，可给5050 负载输出负载输出25W25W功率，功率，电路如图所示电路如图所示本本电路基极部分与上路基极部分与上图相同，集相同，集电极的极的馈电是串是串馈形式，形式，L2不不是高是高频扼流圈，而是网扼流圈，而是网络元件，元件，L2、、L3、、C3、、C4构成构成 型匹配网型匹配网络 2. 50MHz，，25W调谐功率放大电路调谐功率放大电路2021/3/1072讲解：讲解：XX　　在　　在发射系射系统中常采用中常采用晶体管丙晶体管丙类倍倍频器器来来获得所需要得所需要的的发射信号射信号频率　　采用倍　　采用倍频器的原因：器的原因：　　　　(1)降低主振器的降低主振器的频率，率，对频率率稳定指定指标是有利的是有利的　　　　(2) 为了提高了提高发射信号射信号频率的率的稳定程度，主振器常采用定程度，主振器常采用石英晶体振石英晶体振荡器，但限于工器，但限于工艺，石英，石英谐振器的振器的频率目前只率目前只能达到几十能达到几十MHz，，为了了获得得频率更高的信号，主振后需要率更高的信号，主振后需要倍倍频。

　　　　(3) 加大加大调频发射机信号的射机信号的频移或相移，即加深移或相移，即加深调制度　　4.6 晶体管倍频器晶体管倍频器2021/3/1073讲解：讲解：XX　　采用倍　　采用倍频器的原因：器的原因：　　　　(4) 倍倍频器的器的输入信号与入信号与输出信号的出信号的频率是不相同的，因率是不相同的，因而可削弱前后而可削弱前后级寄生耦合，寄生耦合，对发射机的射机的稳定工作是有利的定工作是有利的　　　　(5)展展宽通通频带　　　倍　倍频器常有三种形式：器常有三种形式：　　　　1、乘法器、乘法器实现倍倍频；；2、丙、丙类放大器倍放大器倍频，，3、参量倍、参量倍频器2021/3/1074讲解：讲解：XX4.6.2　晶体管丙类倍频电路与工作原理　晶体管丙类倍频电路与工作原理　　某系统发射信号频率为　　某系统发射信号频率为49MHz，该频率由，该频率由16.333MHz三三倍频而来倍频而来16.333MHz振荡器输出接激励级，若将输出负载振荡器输出接激励级，若将输出负载回路调谐在三次谐波频率上即可得到回路调谐在三次谐波频率上即可得到49MHz的发射频率其的发射频率其如图所示如图所示2021/3/1075讲解：讲解：XX4.6.2　晶体管丙类倍频电路与工作原理　晶体管丙类倍频电路与工作原理丙类倍频器的基本电路如图所示。

丙类倍频器的基本电路如图所示 Rb_自偏电阻，也可用高频扼流圈代之，自偏电阻，也可用高频扼流圈代之，C2是高频旁路电容是高频旁路电容 ,L、、C是调谐回路，是调谐回路，调谐在输入信号调谐在输入信号的某次谐波频率上的某次谐波频率上2021/3/1076讲解：讲解：XX 导通角的大小又该如导通角的大小又该如何选取呢？何选取呢？这要根据倍频这要根据倍频器的倍频次数来决定，由器的倍频次数来决定，由余弦脉冲分解系数可见，余弦脉冲分解系数可见，二次谐波系数的最大值对二次谐波系数的最大值对应在导通角应在导通角 c =60 附近，附近，三次谐波系数的最大值所三次谐波系数的最大值所对应的导通角约为对应的导通角约为40谐波次数更高时，导通角谐波次数更高时，导通角更小　　丙类倍频器工作在丙类，因为丙类放大器的集电极电流　　丙类倍频器工作在丙类，因为丙类放大器的集电极电流ic是一脉冲波形，电流含有输入信号的基频和高次谐频输出回是一脉冲波形，电流含有输入信号的基频和高次谐频输出回路调谐于某次谐波即可实现某次谐波的放大路调谐于某次谐波即可实现某次谐波的放大 丙类倍频器工作的工作状态丙类倍频器工作的工作状态: 倍频器应该工作在欠压、临界还是过压状态呢？倍频器应该工作在欠压、临界还是过压状态呢？　　　欠压和临界状态。

　欠压和临界状态2021/3/1077讲解：讲解：XX4.6.3　负载回路的滤波作用　负载回路的滤波作用　　丙类放大管集电极电流　　丙类放大管集电极电流ic的基波分量的振幅最大，二的基波分量的振幅最大，二阶谐波次之，谐波次数愈高，其幅值也愈小作为基波阶谐波次之，谐波次数愈高，其幅值也愈小作为基波放大时，负载回路要滤除高次谐波分量还是比较容易的放大时，负载回路要滤除高次谐波分量还是比较容易的但是，作为倍频器，要滤除的是幅值较大的低次谐波分但是，作为倍频器，要滤除的是幅值较大的低次谐波分量，这会有不少困难量，这会有不少困难2021/3/1078讲解：讲解：XX 负载回路中的吸收电路　　　　(1) 提高回路的品质因数提高回路的品质因数Q0，设倍频次数为，设倍频次数为n，则输出，则输出调谐回路的调谐回路的Q约需约需 Qo＞＞10n  ，若，若n=3，则，则Qo＞＞95　　　　(2) 在输出回路旁并接吸收回路，在输出回路旁并接吸收回路， 吸收回路可调谐在吸收回路可调谐在信号基频上或其他特别要滤除的频率上，如图所示信号基频上或其他特别要滤除的频率上，如图所示　　　　(3) 采用选择性好的带通滤波器作负载回路。

采用选择性好的带通滤波器作负载回路　　　　(4) 用推挽倍频电路用推挽倍频电路怎样提高输出回路的滤波作用呢？怎样提高输出回路的滤波作用呢？2021/3/1079讲解：讲解：XX 　　一、掌握谐振功率放大器的作用、特点及其与高频小　　一、掌握谐振功率放大器的作用、特点及其与高频小信号放大器和低频功率放大的相同点和不同点信号放大器和低频功率放大的相同点和不同点 1. 1. 谐振功率放大器主要用来放大高频大信号，其目的谐振功率放大器主要用来放大高频大信号，其目的是为了获得高功率和高效率输出的有用信号是为了获得高功率和高效率输出的有用信号　　　　 2. 2. 谐振功率放大器的特点是晶体管基极为负偏压，即谐振功率放大器的特点是晶体管基极为负偏压，即工作在丙类工作状态，其集电极电流为余弦脉冲状，由于负工作在丙类工作状态，其集电极电流为余弦脉冲状，由于负载为载为LCLC回路，则输出电压为完整正弦波回路，则输出电压为完整正弦波　　　　本本 章章 小小 结结2021/3/1080讲解：讲解：XX3、谐振功率放大器与小信号谐振放大器的异同之处、谐振功率放大器与小信号谐振放大器的异同之处相同之处：放大的信号均为高频信号，相同之处：放大的信号均为高频信号， 放大器的负载均为谐振回路。

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；不同之处：激励信号幅度大小不同； 放大器工作点不同；放大器工作点不同； 晶体管动态范围不同晶体管动态范围不同共同之处共同之处: 都要求输出功率大和效率高都要求输出功率大和效率高不同之处：工作频率与相对频宽不同；不同之处：工作频率与相对频宽不同；　　　　　放大器的负载不同；　　　　　放大器的负载不同；　　　　　放大器的工作状态不同　　　　　放大器的工作状态不同,分析方法不同分析方法不同高频功率放大器与低频功率放大器的异同之处高频功率放大器与低频功率放大器的异同之处2021/3/1081讲解：讲解：XX 丙类谐振功率放大器工作在非线性区，采用折线近似法进行丙类谐振功率放大器工作在非线性区，采用折线近似法进行分析，根据晶体管是否工作在饱和状态而分为欠压、临界和过分析，根据晶体管是否工作在饱和状态而分为欠压、临界和过压三种工作状态压三种工作状态二、掌握谐振功率放大器的分析方法二、掌握谐振功率放大器的分析方法 当负载电阻当负载电阻Rp变化时，其工作状态发生变化，由此引起放大变化时，其工作状态发生变化，由此引起放大器输出电压、功率、效率的变化特性称为负载特性。

器输出电压、功率、效率的变化特性称为负载特性三、掌握谐振功率放大器的负载特性、各极电压对工作状态的影响三、掌握谐振功率放大器的负载特性、各极电压对工作状态的影响负载特性曲线负载特性曲线2021/3/1082讲解：讲解：XX 各极电压的变化也会引起工作状态的变化其中临界工作时各极电压的变化也会引起工作状态的变化其中临界工作时输出功率最大，效率也较高，欠压、过压工作状态主要用于调输出功率最大，效率也较高，欠压、过压工作状态主要用于调幅电路过压工作状态也用于中间级放大过压工作状态也用于中间级放大2021/3/1083讲解：讲解：XX四、掌握谐振功率放大器功率和效率的计算四、掌握谐振功率放大器功率和效率的计算ic=gc(vBE–VBZ) (1)vBE= –VBB+Vbmcos t (2)vCE= VCC–Vcmcos t (3)icmax= gcVbm(1–cos c)(4)(5)2021/3/1084讲解：讲解：XX　　五、提高效率的措施　五、提高效率的措施　 为了提高效率，常采用减小管子导通角和保证负载回路谐振为了提高效率，常采用减小管子导通角和保证负载回路谐振 六、掌握馈电电路和复合输出网络六、掌握馈电电路和复合输出网络 一个完整的功率放大器由功放管、馈电电路和阻抗匹配电路一个完整的功率放大器由功放管、馈电电路和阻抗匹配电路等组成。

阻抗匹配电路是保证功放管集电极调谐、负载阻抗和输等组成阻抗匹配电路是保证功放管集电极调谐、负载阻抗和输入阻抗符合要求的电路在给定功放管后，放大器的设计主要就入阻抗符合要求的电路在给定功放管后，放大器的设计主要就是馈电电路和阻抗匹配电路的设计是馈电电路和阻抗匹配电路的设计　七、　七、 功放管在高频工作时很多效应都会表现出来，因此，理功放管在高频工作时很多效应都会表现出来，因此，理论分析与实际参数有一定误差，分布电阻、电感和电容等效应不论分析与实际参数有一定误差，分布电阻、电感和电容等效应不可忽略，功放管的实际工作状态要由实验来调整可忽略，功放管的实际工作状态要由实验来调整2021/3/1085讲解：讲解：XXLC回路能量转换过程回路能量转换过程 回路的这种滤波作用也可从能量的观点来解释回路的这种滤波作用也可从能量的观点来解释回路是由回路是由L、、C二个储能元件组成二个储能元件组成　当晶体管由截止转入导电时，由于回路中　当晶体管由截止转入导电时，由于回路中电感电感L的电流不能突变，因此，输出脉冲电流的电流不能突变，因此，输出脉冲电流的大部分流过电容的大部分流过电容C，即使，即使C充电。

充电电压充电充电电压的方向是下正上负这时直流电源的方向是下正上负这时直流电源VCC给出的给出的能量储存在电容能量储存在电容C之中过了一段时间，当电之中过了一段时间，当电容两端的电压增大到一定程度容两端的电压增大到一定程度(接近电源电压接近电源电压)，晶体管截止，电容通过电感放电，下一周，晶体管截止，电容通过电感放电，下一周期到来重复以上过程期到来重复以上过程　由于这种周期性的能量补充，所以振荡回路能维持振荡当补　由于这种周期性的能量补充，所以振荡回路能维持振荡当补充的能量与消耗的能量相等时，电路中就建立起动态平衡，因而充的能量与消耗的能量相等时，电路中就建立起动态平衡，因而维持了等幅的正弦波振荡维持了等幅的正弦波振荡3、、LC回路的能量转换过程回路的能量转换过程2021/3/1086讲解：讲解：XX感谢您的阅读收藏，谢谢！2021/3/1087。