第3讲 高频功率放大电路的工作原理.ppt

3 1概述3 2丙类功率放大器 第三讲高频功率放大电路的工作原理 高频功率放大电路的工作原理 功率放大器是放大器的一种 依静态工作点的位置可分为甲类 乙类 丙类 丁类和戊类 3 1概述 甲类多用于小信号放大 静态工作点位置居中 波形没有失真 三极管在一个周期内处于全导通状态 效率低 要求效率高 输出功率高 不失真 高频功率放大电路的工作原理 提高效率的方法 功率关系式为 高频功率放大电路的工作原理 由三极管的特点可知 三极管工作在开关状态时 必然存在最高的传输效率 高频功率放大电路的工作原理 静态工作点 导通角 甲类 乙类 丙类 工作在截止区的时间不断延长 效率不断提高 高频功率放大电路的工作原理 在甲类工作状态时 为保证不失真 必须满足Ic1m IC0 又Ucm VCC 忽略晶体管饱和压降 所以最高效率为50 高频功率放大电路的工作原理 由此可求得在Ucm VCC时的最高效率 高频功率放大电路的工作原理 乙类 乙类与甲乙类功率放大器 高频功率放大电路的工作原理 3 2丙类谐振功率放大电路 3 2 1工作原理 此时 集电极电流波形严重失真 是尖顶余弦脉冲 在负载电阻上进行波形合成已不能满足波形不失真的要求 高频功率放大电路的工作原理 为周期性的非正弦信号 可以用傅立叶级数展开 滤波器应为带通滤波器 选用具有良好选频功能的窄带滤波器 LC并联谐振回路 LC并联谐振回路对中心频率呈纯阻性 阻抗最大 并联电阻上有最大电压 同时电压波形为不失真的正弦波 高频功率放大电路的工作原理 与甲类和乙类不同 三极管的负载不是单一的负载电阻 而是LC并联谐振回路 高频功率放大电路的工作原理 3 负载电阻应并联至谐振回路 谐振回路同时实现阻抗的匹配 结论 4 谐振回路的中心频率应与输入信号频率相同 此时实现信号无失真传输 5 当谐振频率为输入信号频率的2倍时 可以选出2次谐波 用做2倍频器 同理 可以实现n倍频器 1 电路由工作在丙类状态的三极管和LC并联谐振回路组成 2 为保证丙类工作状态 发射结电源电压应为负偏置 高频功率放大电路的工作原理 3 2 2相关计算 1 谐振时的阻抗 2 谐振阻抗上的电压峰值 3 功率 高频功率放大电路的工作原理 4 效率 5 余弦脉冲分解 高频功率放大电路的工作原理 0 1 n 分别称为余弦脉冲的直流 基波 n次谐波的分解系数 高频功率放大电路的工作原理 图3 3电流 电压波形 3 2 3电流 电压波形 高频功率放大电路的工作原理 功率放大电路是大信号工作 而在大信号工作时必须考虑晶体管的非线性特性 这样将使分析比较复杂 为简化分析 可以将晶体管特性曲线理想化 即用一条或几条直线组成折线来代替 称为折线近似分析法 折线近似分析法 高频功率放大电路的工作原理 集电极电流余弦脉冲 思考减小导通角提高效率的同时 对输出功率有何影响 高频功率放大电路的工作原理 减小导通角可以提高效率 输入信号不变时集电极余弦脉冲电流高度降低 从而使输出功率降低 为此 应加大输入信号的幅度 但此时反向