第3章高频谐振放大器2014

1、第3章 高频谐振放大器 u 3.1 高频小信号放大器 u 3.2 高频功率放大器的原理和特性 3.3 高频功率放大器的高频效应 3.4 高频功率放大器的实际线路 u 3.5 高效功放与 功率合成 3.6 高频集成功率放大器简介音频放大器调制器激励放大输出功率放大载波振荡器天线开关高频放大混频器中频放大与滤波解调器音频放大器话筒本地振荡器扬声器变频器第3章 高频谐振放大器 3.1 高频小信号放大器 功用： 放大各种无线电设备中的高频小信号。 要求：增益高,即放大量要大频率选择性好（频带宽度和矩形系数）工作稳定可靠RL2L3C14VRb1Rb2CbReCe(a)5 图 3 1 高频小信号谐振放大器

2、 (a) 实际线路; (b) 交流等效电路 L L、C C：组成组成抽头振荡回路抽头振荡回路，调谐于信号频率。作放大管，调谐于信号频率。作放大管集电极负载，完成阻抗匹配与选频滤波。集电极负载，完成阻抗匹配与选频滤波。放大器工作状态：放大器工作状态：A A（甲）类（甲）类, ,即信号的整个周期内均导即信号的整个周期内均导通。通。CEC1RcRb2+VCCC2RL+ +CeuoRb1ReiBiCiEiRuiuEuBRL2L3C14VRb1Rb2CbReCe(a)5 图 3 1 高频小信号谐振放大器 (a) 实际线路; (b) 交流等效电路 L L、C C：组成组成抽头振荡回路抽头振荡回路，调谐于信

3、号频率。作放大管，调谐于信号频率。作放大管集电极负载，完成阻抗匹配与选频滤波。集电极负载，完成阻抗匹配与选频滤波。放大器工作状态：放大器工作状态：A A（甲）类（甲）类, ,即信号的整个周期内均导即信号的整个周期内均导通。通。RL2LC5V(b)431CE1 1、晶体管的高频等效电路、晶体管的高频等效电路（1 1）混合）混合等效电路：等效电路：rbbUbe.CgmUbe.Ycebeceb(a)C 图图 3 -2 晶体三极管等效电路晶体三极管等效电路 (a) 混混等效电路等效电路 r rbbbb 为基区体电阻为基区体电阻 r r cece为集电极输出电阻为集电极输出电阻 g gm m=I=IEQ

4、 EQ / 26/ 26为晶体管跨导为晶体管跨导 C C= =C Cb b e e为发射结电容为发射结电容 C C= =C Cb b c c为集电结电容为集电结电容 3.1.2 3.1.2 放大器性能分析放大器性能分析Ube.Yoebece(b)YieYreUce.YfeUbeUce. bI cI （2 2） Y Y参数等效电路：参数等效电路：0.0beUcecYUIe0.ceUbecYUIfe图图 3 -2 晶体三极管等效电路晶体三极管等效电路 (b) Y参数等效电路参数等效电路Y Yieie为输出端交流短路时的输入导纳；为输出端交流短路时的输入导纳；Y Yoeoe为输入端交流短路时的输出导

5、纳；为输入端交流短路时的输出导纳；Y Yfefe为输出端交流短路时的正向传输导纳；为输出端交流短路时的正向传输导纳；Y Yrere为输入端交流短路时的反向传输导纳。为输入端交流短路时的反向传输导纳。0.beUcebYUIre0.ceUbebYUIie（3 3）Y Y参数与混参数与混参数之间的关系参数之间的关系G G ieie、C C ieie分别称为晶分别称为晶体管的输入电导和输入体管的输入电导和输入电容；电容；G G0e0e、C C0e0e分别称分别称为晶体管的输出电导和为晶体管的输出电导和输出电容。输出电容。Y参数可以看作常数。晶体管可以用Y参数等效。得到晶体管Y参数等效电路的Y参数方程b

6、cbiereIY UY UUbe.Yoebece(b)YieYreUce.YfeUbeUce. bI cI bU cUbccfeoeIY UY U 2、放大器的性能参数ISYSUb.Ib.YieUc.YreUc.YfeUb.Ic.YLYoe.图 3 3 高频小信号放大器的高频等效电路 cLcIY U RL2LC5V(b)431bSSbIIY U(3) (3) 输出导纳输出导纳ieSfereoeIccoYYYYYUIY0S LoefebcYYYUUK(1) (1) 电压放大倍数电压放大倍数(2) (2) 输入导纳输入导纳 coebfeccrebiebUYUYIUYUYIcLcbSSbUYIUYI

7、I由:可得:LoerefeiebbiYYYYYUIY(4) (4) 通频带通频带B B 0.7070.707与矩形系数与矩形系数K K 0.10.1 通频带B 0.707为 矩形系数K 0.1=9.95 LoQfB707. 0LCf210LgQL01ISYSUb.Ib.YieUc.YreUc.YfeUb.Ic.YLYoe.RL2LC5V(b)431 bUieYcreUY bfeUY e0YC0gLLY0UieY+-12345U c单管谐振放大器等效电路U31补充：补充：RL2LC5V(b)431 bUieYcreUY bfeUY e0YC0gLLY0UieY+-12345U c单管谐振放大器等

8、效电路U3113121NNp 13452NNp 图中：忽略Yre的作用，YL为负载导纳。补充：补充：+-bU iegieCbfe1UYp e021Cpe021gpC0gLL22gpL22Cp31U31等效电路的化简1+-bU iegieCbfe1UYp C gL31U31等效电路的化简2L220e021L22e021gpggpgCpCCpC 图中：+-bU iegieCbfe1UYp e021Cpe021gpC0gLL22gpL22Cp31U31等效电路的化简1+-bU iegieCbfe1UYp C gL31U31)j1(gYpppLj1CjgYpUUUUUUAfe212fe1310b31b

9、0v 电压增益电压增益 bUieYcreUY bfeUY e0YC0gLLY0UieY+-12345U cU31Lg1Q000 gYppAfe210v j11AA0VV当回路谐振时，当回路谐振时， =0，Av=Av02.归一化幅频特性：归一化幅频特性：Lg1Q0L 3.品质因数：品质因数：注意：对于多级放大器，注意：对于多级放大器，YL为下一级放大管的输入导纳。为下一级放大管的输入导纳。)1(21 jgYppAfev 1.谐振电压放大倍数谐振电压放大倍数 如图所示一晶体管调谐放大器，其如图所示一晶体管调谐放大器，其工作频率工作频率 , ,回路电容回路电容 , , 匝匝, , 匝，匝， 匝，空载

10、品质因匝，空载品质因数数 , ,经测试得经测试得, , , , ,若若 , , 求：求： （1 1）分别画出交流等效电路和）分别画出交流等效电路和Y Y参数等效电路；参数等效电路； （2 2） 时，放大器的谐振增益及通频带；时，放大器的谐振增益及通频带； （3 3） 时，放大器的谐振增益及通频带。时，放大器的谐振增益及通频带。 030fMHz15CpF1N =122N =83N =40Q =80ieg =1msoeg =50 sfeY =40msieoeC =C =5pFRR=25kQ 1CCe1Cb2R1LRR2Re1Q 2R3R4Ce2Re2+VCCCb1N1N2N3Q1CCe1Cb2R1

11、LRR2Re1Q2R3R4Ce2Re2+VCCCb1reoy vreoy vLCRgiegoeRG0gie2CieCoeCCie2+-fe iy v1N2N3N1N2N3N1N2N3N解解：（：（1 1）先画交流通路，再画先画交流通路，再画Y Y参数等效电路参数等效电路G0G0是并联回路本身的损耗是并联回路本身的损耗 ，通常在实际电路中不画出来；而在等效电路中必须画出通常在实际电路中不画出来；而在等效电路中必须画出, ,由由Q0Q0体现；体现；giegoeRG0gie2CieCoeCCie2+-fe iy v1N2N3N（2 2）将）将“晶体管输出回路参数晶体管输出回路参数”和和“下一级输入回

12、路参数下一级输入回路参数”折算到折算到“LCLC选频回路选频回路”两端。并进一步两端。并进一步“归一化归一化”成标准形成标准形式式不考虑的作用的Y参数等效电路rey1fe in y v21oen C21oen g222ien C222ien ggieRG0CieC+-LgCL1feiny V221210oeiegGn gn gR2212oeieCCn Cn C2321NnNN1123NnNN(3) (3) 具体计算：具体计算：gCL1feiny V221210oeiegGn gn gR2212oeieCCn Cn C2321NnNN1123NnNN113235NnNN00000235Cf CG

13、usQQ231235NnNN注意：由于注意：由于Cie、Coe的存在，必然使回路本身的谐振频率发生变化，即：的存在，必然使回路本身的谐振频率发生变化，即：0221211()iepoeCCLCn Cn CLC在计算在计算G0时，做了近似处理，即认为：时，做了近似处理，即认为：0p0000002PCf CCGQQQ即：用即：用“工作频率工作频率f0” 近似代替了近似代替了“选频回路选频回路” 固有的谐振频率固有的谐振频率wp.否则无法计否则无法计算算G0。课后题课后题3-23-2：一晶体管组成的单回路中频放大器，如图所示。已知一晶体管组成的单回路中频放大器，如图所示。已知f fo o=465kHz

14、=465kHz，晶体管经中和后的参数为：，晶体管经中和后的参数为：g gieie=0.4mS,C=0.4mS,Cieie=142pF=142pF，g goeoe=55S=55S，C Coeoe=18pF=18pF，Y Yfefe=36.8mS,Y=36.8mS,Yrere=0=0，回路等效电容，回路等效电容C=200pFC=200pF，中频变压器的接入，中频变压器的接入系数系数p p1 1=N=N1 1/N=0.35/N=0.35，p p2 2=N=N2 2/N=0.035,/N=0.035,回路无载品质因数回路无载品质因数Q Q0 0=80=80，设下级也为，设下级也为同一晶体管，参数相同。

15、试计算：同一晶体管，参数相同。试计算： （1 1）回路有载品质因数）回路有载品质因数 Q QL L和和 3 dB3 dB带宽带宽 B B0.70.7; ;（2 2）放大器的电压增益；）放大器的电压增益；单管谐振放大器等效电路 bUieYcreUY bfeUY e0YC0gLieY0UieY+-U cN1N2+-bU iegieCbfe1UYp e021Cpe021gpC0gL22iep g22iep C31U31 bUieYcreUY bfeUY e0YC0gLieY0UieY+-U cN1N22222122000.35180.035142202oeieCp Cp CpF 回路总电容为C3-1

16、20002246510202107.37480fgSQ 固 有 谐 振 电 导 为C+-bU iegieCbfe1UYp e021Cpe021gpC0gL22iep g22iep C31U3122120262360.3555 100.0350.4 107.374 1014.6oeiep gp ggS 回路总电导为g3-120600.73120622465 10202 1040.414.6 10465311.5140.4|0.350.03536.8 1030.8814.6 10C品质因数g带宽谐振增益gLLfefQfdBBkHzQp pyK 1多级单调谐放大器 多级单调谐放大器的谐振频率相同,

17、均为信号的中心频率。设各级谐振时的电压放大倍数为K01、K02、K0n则放大器总的电压放大倍数K0为 nKKKK002010 211a2/2)1 (nna单振荡回路的归一化频率特性为单振荡回路的归一化频率特性为设多级放大器有设多级放大器有n个回路，各回路的带宽及个回路，各回路的带宽及Q相同，即相同，即相同，相同，则其则其归一化频率特性归一化频率特性为为3.1.43.1.4多级谐振放大器多级谐振放大器 2. 多级双调谐放大器 采用多级双调谐放大器可以改善放大器的频率特性。设采用多级双调谐放大器可以改善放大器的频率特性。设各级都采用同样的双回路，并选择临界耦合（即各级都采用同样的双回路，并选择临界

18、耦合（即A=1A=1）2/4)41 (nna可见，可见，n n增大，总带宽减小，矩形系数有所改善。增大，总带宽减小，矩形系数有所改善。归一化频率特性为归一化频率特性为多级双调谐放大器的带宽和矩形系数多级双调谐放大器的带宽和矩形系数3. 3. 参差调谐放大器参差调谐放大器 参差调谐放大器：参差调谐放大器：多级调谐多级调谐放大器各级的放大器各级的调谐回路调谐回路和和调调谐频率谐频率都彼此都彼此不同不同。 目的：目的：增加放大器总的带宽，增加放大器总的带宽，同时又得到边沿陡峭的频率同时又得到边沿陡峭的频率特性。特性。过耦合过耦合小小 结：结：3.1 高频小信号放大器高频小信号放大器 1.要求要求：高

19、增益、稳定可靠、选择性好、噪声小 （1）晶体管Y参数及其等效电路： Yie、Y0e、Yfe、Yre 2.单级单回路调谐放大电路分析单级单回路调谐放大电路分析（2）电路分析： 回路内外参数折算 性能指标：Av、Av0、幅频特性、B0.7、Q0、QLg ie、c ie、goe、c ieUbe.Yoebece(b)YieYreUce.YfeUbeUce.3.多级谐振放大器多级谐振放大器 多级单调谐放大器 多级双调谐放大器参差调谐放大器本节问题：本节问题：一、高频功率放大器一、高频功率放大器在无线电发射机中的位置在无线电发射机中的位置?二二. .高频功率放大器性能的高频功率放大器性能的评价指标评价指标

20、？四、高频功率放大器的四、高频功率放大器的基本电路基本电路形式（构成）？形式（构成）？三、高频功率放大器三、高频功率放大器与高频小信号放大器与高频小信号放大器的的比较比较3.2 高频功率放大器的原理和特性q 高频功放：将高频信号进行功率放大的电路，实质是在输入高频信号的控制下，将电源的直流功率转变成高频功率。q 主要功用: 放大高频信号, 以高效率输出大功率，并且尽量保证非线性失真小。q 分类：低频功放： 甲类（3600导通，效率50%） 乙类（1800导通，效率78.5%） 甲乙类（介于两者导通，效率75%） 高频功放： 丙类（ 小于1800导通，效率92%） 丁类、戊类（开关型，理论上效率

21、100%） 概述高频功率放大器的分类高频功率放大器的分类谐振功放：采用谐振功放：采用“LCLC回路回路”作负载的窄带高频功放作负载的窄带高频功放非谐振功放：采用非谐振功放：采用“传输线变压器传输线变压器”作负载的宽带高频功放作负载的宽带高频功放晶体管功放：体积小、重量轻晶体管功放：体积小、重量轻电子管功放：输出功率大、效率高电子管功放：输出功率大、效率高高频功率放大器的主要性能指标高频功率放大器的主要性能指标v输出功率输出功率v输出效率输出效率v输出中的谐波分量应尽量小，以免对其他频道产生干扰输出中的谐波分量应尽量小，以免对其他频道产生干扰ucCRLuceubeubEbEcu ()ibicV晶

22、体管高频功率放大器的原理线路晶体管高频功率放大器的原理线路 除电源和偏置电路外,它是由晶体管、谐振回路和输入回路三部分组成的。 静态工作设置：偏置电压Eb一般为负值，使晶体管静态截止，以工作在C类状态(效率92%)。3.2.13.2.1工作原理工作原理 ucCRLuceubeubEbEcu ()ibicV 输出信号：输出信号：经选频网络（作为集电极负载）选出的与输经选频网络（作为集电极负载）选出的与输入波形相同的基频分量。入波形相同的基频分量。 激励信号：激励信号：为大信号，一般在为大信号，一般在0.5V0.5V以上，可达以上，可达1 12V2V甚甚至更大。至更大。晶体管电流：晶体管电流：i

23、ib b、i ic c均为脉冲波形。均为脉冲波形。 设输入信号为 tUEubbbe cos 基极回路电压为基极回路电压为1 1电流、电流、 电压波形电压波形ucCRLuceubeubEbEcu ()ibicVtUubb cos 其中，三极管的转移特性曲线做了折线化近似。集电极电流其中，三极管的转移特性曲线做了折线化近似。集电极电流ic为周期性脉冲电流，其导通角为为周期性脉冲电流，其导通角为2，小于，小于,称为通角。称为通角。tUEubbbecoso cbiit2345 ？通角？通角的确定的确定 周期性脉冲可以分解成直流、周期性脉冲可以分解成直流、 基波基波(信号频率分量信号频率分量)和各次和各

24、次谐波分量谐波分量, 即即 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, 数值见附录。 tnItIIicnccoccoscos1) 1()()coscos1)(1(cossin2cossin2)()cos1 (cossin)()cos1 (cossinmax2max1maxmax10maxmaxnainnnnniIaiiIaiiIncccnccccccoucCRLuceubeubEbEcu ()ibicV回路输出电压：回路输出电压： u u0 0= =u uc c=I=Ic1c1R RL Lcoscost t= =U Uc ccoscost t集电极电压：集

25、电极电压： u u c ec e= = E Ec c - - u u0 0= = E Ec c - - U Uc ccoscost tRL为谐振回路的谐振阻抗。为谐振回路的谐振阻抗。C类高频功放的电流、电压波形类高频功放的电流、电压波形由图可以看出，当集电极调谐时，由图可以看出，当集电极调谐时，i icmaxcmax、u ucemincemin是同一时刻出现的，是同一时刻出现的， 越小，越小，i ic c越集中在越集中在u ucemincemin附近，附近，故损耗将减小，效率得到提高。故损耗将减小，效率得到提高。u0=uc=Ic1RLcost=Uccostu c e= Ec - u0= Ec

26、- Uccostu be=E b+U bcost0EbdtuiTPTcecC 01 在集电极电路中, 谐振回路得到的高频功率(高频一周的平均功率)即输出功率P1为LcLccRURIUIPc22112121211 集电极电源供给的直流输入功率集电极电源供给的直流输入功率P0为为ccEIP00直流输入功率与集电极输出高频功率之差就是集电极直流输入功率与集电极输出高频功率之差就是集电极损耗功率损耗功率PC，即耗散在晶体管集电结中的热能，即耗散在晶体管集电结中的热能:10PPPc2 2 高频功放的能量关系高频功放的能量关系定义集电极效率为 21210101ccccEUIIPP)()(0101ccII称

27、为波形系数称为波形系数称为集电极电压利用系数称为集电极电压利用系数ccEU10( )12( )c v在在 的条件下的条件下：1丙类工作状态的效率最高丙类工作状态的效率最高甲类： ， ， ；乙类： ， ， ；丙类： ， ， ；18090 601)(1g57. 1)(1g8 . 1)(1g50c5 .78c90c?是不是越小是不是越小越好呢越好呢 对于对于A A、B B、C C类功放，类功放，值是逐渐减小的，但由于值是逐渐减小的，但由于 的增的增大，使得效率是逐渐提高的。大，使得效率是逐渐提高的。不能太小，否则1()太小会使P1减小。 21210101ccccEUIIPP)()(0101ccIIL

28、RIPc21121 动特性：是指当加上激励信号及接上负载阻抗时, 晶体管集电极电流ic与集电极电压(ube或uce)的关系曲线, 它在icuce或icube坐标系统中是一条曲线。tUEubbbecostUEucccecos3.2.2 高频谐振功率放大器的工作状态高频谐振功率放大器的工作状态1 高频功放的动特性高频功放的动特性作动特性的依据：作动特性的依据：取取t=0，得，得ube=Eb+Ub，uce=Ec-Uc，得到，得到A点；点；取取t=/2，得，得ube=Eb，uce=Ec，得到，得到Q点；点；ABCABC连线即动特性。连线即动特性。t tUEubbbecostUEucccecos动特性的

29、作法（晶体管特性为折线近似）：动特性的作法（晶体管特性为折线近似）：取取t=，得，得ube=Eb+UbCOS，uce=Ec-Uc COS ，得到，得到B点；点；取取t=，得，得ube=Eb-Ub，uce=Ec+Uc，得到，得到C点；点；可见，动特性与可见，动特性与RL和和都有关。都有关。 cossin)cos1(cos1)cos(1max ccccccIUUUUicossin1ccUI2sin22LR动特性曲线的斜率：动特性曲线的斜率：),(maxccciUEA)0 ,cos(ccUEB3 311 11 设一理想化的晶体管静特性如图所示，已知设一理想化的晶体管静特性如图所示，已知 E Ec c

30、=24 V=24 V，U Uc c=21V=21V，基极偏压为零偏，基极偏压为零偏，U Ub b=2.5V=2.5V，试作出它的动特性曲线。，试作出它的动特性曲线。此功放工作在什么状态？并计算此功放的此功放工作在什么状态？并计算此功放的、P P1 1、P P0 0、及负及负载阻抗的大小。画出满足要求的基极回路。载阻抗的大小。画出满足要求的基极回路。解：1、求动态负载线设输入回路开启电压设输入回路开启电压EEb b=0.5V=0.5Vcos2.5cosbebbuEUttcos2421cosceccuEUtt取取t=0，A点（点（3,2.5）；）；取取t= ，B点点?取取t= ，C点（点（45,0

31、）；）；ABCcos2.5cos0.5bebbuEU78.5 ，B点点(19.8，0)78.5t24 21cos19.8ceuVA点（点（3,2.5）；）；C点（点（45,0）；）；故工作在临界状态下故工作在临界状态下ABC(2.5cos0.5)Ciktubecbedikdu2.5 213.0 2.5smax2ciA11max111(78.5 )22ccccPI UIU12 0.466 219.7862W 00max0(78.5 )ccccPI EIE13.392W1073%PP122.5cLcURI123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDat

32、e:6-Aug-2005 Sheet of File:D:Design Explorer 99MyDesign2.ddbDrawn By:v+_2 高频功放的工作状态高频功放的工作状态 提高功率放大器效率的途径之一就是提高电压利用系提高功率放大器效率的途径之一就是提高电压利用系数数 ，也就是增大，也就是增大U UC C，这主要是通过增大回路谐振阻抗，这主要是通过增大回路谐振阻抗R RL L来实现的，下面讨论来实现的，下面讨论U UC C的变化对的变化对i ic c、及电路工作状态的影、及电路工作状态的影响。响。 高频谐振功率放大器根据集电极电流是否进入饱和区可以高频谐振功率放大器根据集电极电流

33、是否进入饱和区可以分为分为欠压欠压、 临界临界和和过压过压三种状态。三种状态。欠压状态：欠压状态：晶体管在截止区与放大区之间变化，晶体管在截止区与放大区之间变化， i iC C为余弦脉为余弦脉冲，输出功率冲，输出功率P P1 1随随U UC C的增大而增大，效率提高。（的增大而增大，效率提高。（U UC C增大，增大， i iC C幅度变化不大，即幅度变化不大，即I IC1C1、I IC0C0基本不变，故基本不变，故P P1 1增大、增大、P P0 0基本不变）基本不变）临界状态临界状态：U UC C值刚好达到临界饱和线，值刚好达到临界饱和线，i ic c为余弦脉冲，幅值利为余弦脉冲，幅值利用

34、最充分，用最充分， U UC C也较大，输出功率也较大，输出功率P P1 1最大，效率也较大。最大，效率也较大。过压状态：过压状态：晶体管工作在饱和区，晶体管工作在饱和区， i ic c为顶部凹陷的余弦脉冲，输为顶部凹陷的余弦脉冲，输出功率出功率P P1 1和电源输入功率和电源输入功率P P0 0减小。（减小。（U UC C过大时，晶体管工作进入饱和过大时，晶体管工作进入饱和区，区， i ic c沿临界饱和线变化，急剧下降，出现顶部凹陷，沿临界饱和线变化，急剧下降，出现顶部凹陷， I IC1C1、I IC0C0 必必然减小）然减小）000 ucemin uces ：欠压状态：欠压状态 ucem

35、inu ces ：过压状态：过压状态 ucemin=u ces ：临界状态：临界状态 利用管压降最小值利用管压降最小值u ucemincemin与饱和压降与饱和压降u ucesces的关系来表明电路的关系来表明电路工作状态：工作状态： 高频调谐功率放大器一般工作在临界状态。保证这一工作高频调谐功率放大器一般工作在临界状态。保证这一工作状态所需的集电极负载电阻状态所需的集电极负载电阻R RL L称为临界电阻或最佳负载电阻，称为临界电阻或最佳负载电阻，用用R RLcrLcr表示。表示。 例例3-1 某高频功放工作在临界状态，通角某高频功放工作在临界状态，通角=70=70，输出功，输出功率为率为3W

36、3W，E EC C=24V, =24V, 所用高频功率管的临界饱和线斜率所用高频功率管的临界饱和线斜率S Sc c=0.33A/V=0.33A/V，转移特性曲线斜率，转移特性曲线斜率S=0.8A/V,E S=0.8A/V,E b b =0.65V=0.65V，管子能，管子能安全工作。试计算：安全工作。试计算：P P0 0、U U b, b, Eb以及负载阻抗的大小。以及负载阻抗的大小。 解：如图所示，临界解：如图所示，临界线可表示为线可表示为000cececceuuSucimaxmin()ccceccciS uS EU因此因此ceCcuSi 11max111(70 )322CCcCPI UiU

37、wmax0.626ciAIc0= i cmax0() = 0.630.253 = 0.158AIc1= i cmax 1() = 0.63360.436 = 0.273Amaxmin()0.33(24)cc cecccciSuS EUU6.984CUVP0 = Ic0Ec = 0.15824 = 3.79 W10130.291 2479%813.790.273CLcrCUPRPI10130.291 2479%813.790.273CLcrCUPRPIPc = P0 - P1 = 3.79 - 3 = 0.79 W基极偏置基极偏置Eb、激励电压、激励电压Ub的计算：的计算：ubemax0.626

38、1.19(1 cos )(1 0.342) 0.8cbiUVScos0.651.190.3420.24bbbEEUVmaxmax(1 cos )cbebbiuEUSmax()(cos )bebbbbbuEEUEUcosbbUU(1 cos )bU3 312 12 某高频功放工作在临界伏态，通角某高频功放工作在临界伏态，通角 =75=75o o，输出功率为，输出功率为 30 W30 W，EcEc=24 V=24 V，所用高频功率管的，所用高频功率管的S SC C=1.67V=1.67V，管子能安全工作，管子能安全工作（1 1）计算此时的集电极效率和临界负载电阻；）计算此时的集电极效率和临界负载电

39、阻； （2 2）若负载电阻、电源电压不变，要使输出功率不变。而提高）若负载电阻、电源电压不变，要使输出功率不变。而提高工作效率，问应如何凋整？工作效率，问应如何凋整？ (3(3）输入信号的频率提高一倍，而保持其它条件不变，问功放的）输入信号的频率提高一倍，而保持其它条件不变，问功放的工作状态如何变化，功放的输出功率大约是多少？工作状态如何变化，功放的输出功率大约是多少？ 解：如图所示，临界解：如图所示，临界线可表示为线可表示为000cececceuuSucimaxmin()cc ceccciS uS EU因此因此ceCcuSi maxmin()1.67(24)cccecccciS uS EUU

40、11max1max111(75 )0.45530222CCcCcCPI UiUiUW20.06CUVmax6.58ciA1max120.066.7(75 )6.58*0.455CCLcrCcUURII10max0303070.62%(75 )24 6.58 0.269ccPPE I（2 2）解：可增加负向偏值，但同时增大激励电压，保证）解：可增加负向偏值，但同时增大激励电压，保证I IC1C1不变不变，但这样可使导通角减小，效率增加。，但这样可使导通角减小，效率增加。（2）若负载电阻、电源电压不变，要使输出功率不变。而提）若负载电阻、电源电压不变，要使输出功率不变。而提高工作效率，问应如何凋整

41、？高工作效率，问应如何凋整？costhbbVEU21112CLPI R00CCPIE110012ccccIUPPIE(3）输入信号的频率提高一倍，而保持其它条件不变，问功放）输入信号的频率提高一倍，而保持其它条件不变，问功放的工作状态如何变化，功放的输出功率大约是多少？的工作状态如何变化，功放的输出功率大约是多少？（3 3）解：由于频率增加一倍，谐振回路失谐，集电极阻抗变）解：由于频率增加一倍，谐振回路失谐，集电极阻抗变小，电路由原来的临界状态进入欠压状态，输出幅度下降，小，电路由原来的临界状态进入欠压状态，输出幅度下降，故使输出功率和效率都下降。对于故使输出功率和效率都下降。对于22的频率，

42、回路阻抗为：的频率，回路阻抗为：23LLZZQLLZCr0000002311()1()22LLLLCrCrCrZjQjQjQ因此，输出功率下降到原来的因此，输出功率下降到原来的2/3Q倍。倍。3.5 高效功放与功率合成 3.5.1 D类高频功率放大器 特点：功放管工作在开关状态，管耗较C类小得多，理论效率100%，实际效率90%以上。 D类高频功放两种类型：功放管电流为理想方波的类高频功放两种类型：功放管电流为理想方波的称为称为电流开关型电流开关型；功放管管压降为理想方波的称为；功放管管压降为理想方波的称为电压电压开关型开关型。电流开关型电流开关型D类放大器的线路和波形类放大器的线路和波形 1

43、. 电流开关型电流开关型D类放大器类放大器 图图3 33是电流开关型是电流开关型D类放大器的原理线路和波形图，类放大器的原理线路和波形图，线路通过高频变压器线路通过高频变压器T1, 给晶体管给晶体管V1、 V2提供相位相反的提供相位相反的方方波激励电压波激励电压。使。使V1、 V2交替饱和与截止，产生方波电流交替饱和与截止，产生方波电流ic1、ic2，交替流过，交替流过LC谐振回路，在回路两端产生基频分量的正谐振回路，在回路两端产生基频分量的正弦信号电弦信号电压。压。 由式可见，理论上若忽略晶体管饱和压降，电路的效率可达由式可见，理论上若忽略晶体管饱和压降，电路的效率可达100%100%，如，

44、如考虑实际因素，只能达到考虑实际因素，只能达到90%90%或再多一点。或再多一点。%100%10001ccescEuEPP 2电压开关型电压开关型D类放大器类放大器 电压开关型电压开关型D类功放的线路及电流电压波形类功放的线路及电流电压波形 uce2 tEc02iL t0ic1 t0ic1maxic2 t0电压开关型电压开关型D类功放的线路及波形类功放的线路及波形 uce2 tEc02iL t0谐振功率放大器与小信号放大器的区别：谐振功率放大器与小信号放大器的区别：u作用和要求不同作用和要求不同。前者：高频线号的功率放大，要求效率高，输出功。前者：高频线号的功率放大，要求效率高，输出功率大；后者：高频小信号的选频放大，要求有较高的选择性和谐