谐振功放工作原理

1、 3.1 谐振功率放大器的工作原理谐振功率放大器的工作原理 高频电子线路高频电子线路作用：高效率地输出足够大的信号功率。作用：高效率地输出足够大的信号功率。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。 3.1 谐振功率放大器的工作原理谐振功率放大器的工作原理 高频电子线路高频电子线路 谐振功率放大器的工作原理谐振功率放大器的工作原理 谐振功率放大器的特性分析谐振功率放大器的特性分析 谐振功

2、率放大器电路谐振功率放大器电路 丁类谐振功率放大器丁类谐振功率放大器 集成高频放大器及其应用集成高频放大器及其应用 宽带高频功率放大器宽带高频功率放大器 本章小结本章小结 3.1 谐振功率放大器的工作原理谐振功率放大器的工作原理 高频电子线路高频电子线路3.1 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，理解谐振功放的电路组成，掌握其工作原理掌握其工作原理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。 3.1 谐振功率放大器的工作原理谐振功率放大器的工作原理 高频电子线路高频电子线路3.1.1 基本工作

3、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 3.1 谐振功率放大器的工作原理谐振功率放大器的工作原理 高频电子线路高频电子线路二、二、 谐振功放的电路组成谐振功放的电路组成iC+uiRL+uCE+ uBE VCCVBBiB+uc+ +LC谐振功放原理电路谐振功放原理电路三、谐振功放的工作原理三、谐振功放的工作原理 VBB使放大器工作于丙类。使放大器工作于丙类。 LC回路调谐于输入信

4、号回路调谐于输入信号的中心频率，构成滤波匹配的中心频率，构成滤波匹配网络。网络。 3.1 谐振功率放大器的工作原理谐振功率放大器的工作原理 高频电子线路高频电子线路iBBBEuVu tUV cosimBB iC+uiRL+uCE+ uBE VCCVBBiB+uc+ +LC谐振功放电流、电压波形谐振功放电流、电压波形 tuBEOVBBuBE(on) tiBO iBmax tiCOIC0 iCmaxic1ic2.)ncos(.)2cos()cos(cnmc2mc1mC0C tItItIIi tIRu cosc1mectU coscm tUVuVu cos cmCCcCCCE VCCuc tuCEO

5、 3.1 谐振功率放大器的工作原理谐振功率放大器的工作原理 高频电子线路高频电子线路 tuBEOVBBuBE(on) tiCO iCmaxVCCuc tuCEO uc与与 ui 反相反相 。 当当uBE为为uBEmax时，时，iC 为为iCmax ，而，而uCE为为uCE min。 ic不仅出现时间短，而且不仅出现时间短，而且只在只在uCE很小的时段内出现，很小的时段内出现，因此因此集电极损耗很小集电极损耗很小，功放效，功放效率较高。率较高。20C)(21tduiPCEC 3.1 谐振功率放大器的工作原理谐振功率放大器的工作原理 高频电子线路高频电子线路谐振功放工作原理小结：谐振功放工作原理小

6、结： 设置设置VBB UBE(on) ，使晶体管工作于丙，使晶体管工作于丙类。当输入信号较大时，可得集电极余弦类。当输入信号较大时，可得集电极余弦电流脉冲。将电流脉冲。将LC回路调谐在信号频率上，回路调谐在信号频率上，就可将余弦电流脉冲变换为不失真的余弦就可将余弦电流脉冲变换为不失真的余弦电压输出。电压输出。iC+uiRL+uCE+ uBE VCCVBBiB+uc+ +LC谐振功放原理电路谐振功放原理电路 3.1 谐振功率放大器的工作原理谐振功率放大器的工作原理 高频电子线路高频电子线路iC+uiRL+uCE+ uBE VCCVBBiB+uc+ +LC谐振功放原理电路谐振功放原理电路 谐振功放

7、电路与谐振功放电路与小信号谐振放大器小信号谐振放大器电路有何区别？电路有何区别？ 3.1 谐振功率放大器的工作原理谐振功率放大器的工作原理 高频电子线路高频电子线路 电流脉冲的近似分析电流脉冲的近似分析3.1.2 余弦电流脉冲的分解余弦电流脉冲的分解假设不考虑结电容，假设不考虑结电容，略去略去uCE对对iC的影响，的影响，将转移特性折线化将转移特性折线化BE(on)BEUu 0C iBE(on)BEUu )(BE(on)BEcCUugi ) cos(imBBBEtUVu ）（ 3.1.7 ) cos(BE(on)imBBcCUtUVgi 当当 t = 时，时，iC=0，则，则）（3.1.8 c

8、osimBBBE(on)UVU 3.1 谐振功率放大器的工作原理谐振功率放大器的工作原理 高频电子线路高频电子线路利用式（利用式（3.1.8）可将式（）可将式（3.1.7）改写为）改写为）（3.1.9 )cos(cosimcC tUgi当当 t = 0 时，时，iC=iCmax ，由式（由式（3.1.9)可得可得）（3.1.10 )cos1(imcCmax Ugi因此，可因此，可 iC 表示为表示为 cos1coscosCmaxC tii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 3.1 谐振功率放大器的工作原理谐振功率放大器

9、的工作原理 高频电子线路高频电子线路tdiI CC021c1mI)(0Cmax i )(1Cmaxi)(Cmaxcnm niI 00.10.20.30.40.50.620 40 60 80 100 120 140 160 180 n( ) 3( ) 2( ) 0 ( ) 1 ( )g1 ( )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 g 3.1 谐振功率放大器的工作原理谐振功率放大器的工作原理 高频电子线路高频电子线路3.1.3 输出功率与效率输出功率与效率cmc1m21oUIP ec1m221RIecm22/RUCCC0DVIP DoCPP

10、CCcmC0c1m21VUII )(211g CCcm01)()(21VU 集电极电压利用系数，在尽限使用时，集电极电压利用系数，在尽限使用时，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 3.1 谐振功率放大器的工作原理谐振功率放大器的工作原理 高频电子线路高频电子线路增增大大。增增大大，减减小小， c1 )( g。约约一般取一般取迅速减小使功率过小。迅速减小使功率过小。不明显，而不明显，而 70)(1 减减小小而而增增大大随随后后

11、，但但 )(40 1 g 00.10.20.30.40.50.620 40 60 80 100 120 140 160 180 n( ) 3( ) 2( ) 0 ( ) 1 ( )g1 ( ) 3.1 谐振功率放大器的工作原理谐振功率放大器的工作原理 高频电子线路高频电子线路例例 图图3.1.1所示电路中，所示电路中，VCC = 24 V，Po = 5W， = 70 ， = 0.9, 求该功放的求该功放的 C、 PD、PC、iCmax 和回路谐振阻抗和回路谐振阻抗Re解：解：00.10.20.30.40.50.620 40 60 80 100 120 140 160 180 n( )g1( ) 3( ) 2( ) 0 ( ) 1 ( )g1 ( )2.01.0CCcm01C)()(21VU %799 . 075. 121)(211 g 3.1 谐振功率放大器的工作原理谐振功率放大器的工作原理 高频电子线路高频电子线路例例 图图3.1.1所示电路中，所示电路中，VCC = 24 V，Po = 5W， = 70 ， = 0.9, 求该功放的求该功放的 C、 PD、PC、iCmax 和回路谐振阻抗和回路谐振阻抗Re解：解：CCcm01C)()(21VU %799 . 075. 121)(21