ch3.2-3.3通信电子电路

1、1/21作用：直流信号受弱小的交流信号作用，转变为具有较作用：直流信号受弱小的交流信号作用，转变为具有较大效率的交流信号，携带信息输出。大效率的交流信号，携带信息输出。谐振谐振功率放大器功率放大器宽带宽带高频功率放大器高频功率放大器放大固定频率信号或窄带信号。需调谐。放大固定频率信号或窄带信号。需调谐。用于放大需在很宽范围内变换频率的信用于放大需在很宽范围内变换频率的信号或宽带信号。不需调谐号或宽带信号。不需调谐2/21构成：构成： 放大回路放大回路LCLC调谐回路调谐回路其中放大回路中添加了其中放大回路中添加了EbEb、EcEc，以提供直流功率。，以提供直流功率。信号来自输入交流信号，能量来

2、自信号来自输入交流信号，能量来自EcEc。要求：要求： 能量传递效率高；输出谐波少。能量传递效率高；输出谐波少。分析方法：分析方法： 折线法折线法3/21 谐振功率放大器的工作原理谐振功率放大器的工作原理 功率和效率功率和效率 工作状态分析工作状态分析 实用电路实用电路 倍频器倍频器 4/213.2 3.2 谐振功率放大器的工作原理谐振功率放大器的工作原理主要要求：主要要求： 理解谐振功放的电路组成，掌握其工作原理理解谐振功放的电路组成，掌握其工作原理5/213.2.1 3.2.1 基本工作原理基本工作原理一、一、 放大器工作状态的选择放大器工作状态的选择222甲类（甲类（ 180 ）乙类（乙

3、类（ 90 ）丙类（丙类（ 90 ）谐振功率放大器通常工作于丙类谐振功率放大器通常工作于丙类 20C)(21tduiPCEC故故越小，效率越高越小，效率越高功率管在功率管在一个一个周期内导通周期内导通3.3节知道原因节知道原因6/21二、二、 谐振功放的电路组成谐振功放的电路组成Eb使放大器工使放大器工作于丙类。作于丙类。LCLC回路调谐于回路调谐于输入信号的中输入信号的中心频率，构成心频率，构成滤波匹配网络。滤波匹配网络。 7/21输入输入ub(t) = Vbmcos t 据据ube = -Eb + ub(t) = -Eb + ubmcos st由静态转移特性由静态转移特性(iC-uBE)，

4、得集电极电流，得集电极电流 iC 波形：脉宽小波形：脉宽小于半个周期的脉冲序列。于半个周期的脉冲序列。ube高于导通电压高于导通电压Uj时才有时才有ic。三、谐振功放的工作原理三、谐振功放的工作原理8/21由于由于Eb为负，导通时间小于半个周期，为丙类工作状态。为负，导通时间小于半个周期，为丙类工作状态。导通角的表示：公式导通角的表示：公式3-4对此脉冲序列用傅里叶级数展开对此脉冲序列用傅里叶级数展开 tItIIiccos2cosc2mc1m0c为平均分量（即直流分量）、基波分量（即原信号频率为平均分量（即直流分量）、基波分量（即原信号频率）和各次谐波分量（和各次谐波分量（ 的倍频的倍频）之和

5、。）之和。 cosbmjUEUb9/21 )cos(cosbmctgUi当当 t = 0 时，时，ic=Icmax )cos1 (bmcmax gUIcos1coscoscmaxctIi利用傅里叶级数，可将利用傅里叶级数，可将ic的脉冲序列展开为的脉冲序列展开为tnIIinn cos1mcc0c) cos(jbmcUtUEgib10/21tdiIcc021ttdiIccos21c1m)(0cmaxi)(1cmaxi)(cmaxcnmniI电流分解系数电流分解系数称为余弦称为余弦)( n称称为为波波形形系系数数)()()(011 gic 脉冲越宽，高度越高，脉冲越宽，高度越高，Ic0 和和 Ic

6、1m 就越大就越大。如果出现。如果出现凹陷，则凹陷越深，凹陷，则凹陷越深，Ic0 和和 Ic1m 就越小就越小。11/2100.10.20.30.40.50.620 40 60 80 100 120 140 160 180 n( ) 3( ) 2( ) 0 ( ) 1 ( )g1 ( )12/21LC谐振回路的输出电压谐振回路的输出电压 uo (1)对基波分量对基波分量阻抗最大，为谐振电阻阻抗最大，为谐振电阻 R(谐振回路调谐在输入信号频谐振回路调谐在输入信号频率上，因而对率上，因而对 iC 中的基波分量呈现的阻抗最大，且为纯电中的基波分量呈现的阻抗最大，且为纯电阻阻)，因此基波的电压很大，且

7、近似为正弦波。，因此基波的电压很大，且近似为正弦波。(2)对非基波分量对非基波分量阻抗很小阻抗很小(谐振回路对谐振回路对 iC 中的其他分量呈现的中的其他分量呈现的)，产生，产生的电压均可忽略。的电压均可忽略。tItUucRcoscosc1mcm13/21既然主要由既然主要由基波分量产生的电压基波分量产生的电压 uc 输出，负载获得的输出，负载获得的信号功率信号功率不失真不失真。 因此，因此，丙类谐振功率放大器的丙类谐振功率放大器的谐振回路谐振回路的功能：的功能： 选频：选频：利用谐振回路的选频作用，可将失真的集电利用谐振回路的选频作用，可将失真的集电极电流脉冲变换为不失真的输出电压。极电流脉

8、冲变换为不失真的输出电压。 阻抗匹配：阻抗匹配：调节调节 L和和C，谐振回路将含有电抗分量，谐振回路将含有电抗分量的外接负载变换为谐振电阻的外接负载变换为谐振电阻 R，并阻抗匹配。，并阻抗匹配。 tUEuccecoscm14/21谐振功放工作原理小结：谐振功放工作原理小结： 设置设置Eb ube ，使晶体管工作于丙类。当输入信，使晶体管工作于丙类。当输入信号较大时，可得集电极号较大时，可得集电极余弦电流脉冲余弦电流脉冲。将。将LC回路回路调谐在信号频率上，就可将余弦电流脉冲变换为不调谐在信号频率上，就可将余弦电流脉冲变换为不失真的失真的余弦电压余弦电压输出。输出。15/213.3 功率放大器的

9、功率和效率功率放大器的功率和效率主要要求：主要要求： 掌握丙类谐振功放输出功率、管耗和效率掌握丙类谐振功放输出功率、管耗和效率的计算。的计算。16/2117/21cmc1m21oUIP cc1m221RIccm22/RUCC0SEIP SocPPCcmC0c1m21EUII )(211g Ccm01)()(21EU集电极电压利用系数集电极电压利用系数1 甲类工作状态：甲类工作状态：180 1)(1 g%505 . 0C 乙类工作状态：乙类工作状态：90 2/)(1 g%5 .784/C 丙类工作状态：丙类工作状态：设设60 8 . 1)(1 g%90C 18/21增大。增大，减小， c1 )(

10、 g。约一般取迅速减小使功率过小。而70)(1减小而增大不明显。随后，但 )(40 1g19/21oTooLTPPPPPLQURUPLmmo2222LQURUPmmT020222oLooTooLTQQQPPPPP20/21例例 图示电路中，图示电路中，EC = 24 V，Po = 5W， = 70 ， = 0.9, 求该功放的求该功放的 C、 PS、PC、iCmax 和回路谐振阻抗和回路谐振阻抗Rc解：解：00.10.20.30.40.50.620 40 60 80 100 120 140 160 180 n( )g1( ) 3( ) 2( ) 0 ( ) 1 ( )g1 ( )2.01.0Ccm01C)()(21EU%799 . 075. 121)(211g21/