谐振功率放大器

1、第 2 章谐振功率放大器,2.2谐振功率放大器的性能特点,2.2.1近似分析方法,2.2.2欠压、临界和过压状态,2.2.3四个电压量对性能影响的定性讨论,2.2.1近似分析方法,1使用条件两假设, 谐振回路滤波特性理想，即尽管集电极、基极电流为脉冲波，但两回路只产生基波(余弦)电压，其他分量的电压均可忽略。,电路特点比较, 功率管特性用输入和输出静态特性曲线表示，其参变量采用 vBE(而不是通常的 iB) 。,2分析步骤,图 221谐振功率放大器的近似分析方法(b), 求动态点，画波形； 连动态线，画 iC 波形； 图解积分求分量； 计算功率性能。,谐振功率放大器的分析,(1)求动态点，画波

2、形,图 221谐振功率放大器的近似分析方法(a),设定 VBB、Vbm、VCC、Vcm ，将 t 按等间隔(t = 0， 15， 30， ) 给定数值，由 便可确定 vBE 和 vCE (图 a)。,(2)连动态线，画 iC 波形：,图 221谐振功率放大器的近似分析方法(b),根据 vBE 和vCE 值，在输出特性曲线上(以 vBE 为参变量)找对应的动态点，画动态线(动态点的连线)，由此可确定 iC 的波形。,不到 VCC，因为导通角小于 ,(3) 图解积分求得分量 IC0 和 Ic1m,谐振电阻,(4) 计算功率性能,四变量 VBB、Vbm、VCC、Vcm 不同，iC 的波形和数值就不同

3、，由此求得的 Re 及相应的功率性能就不同。应了解四变量的影响。,2.2.2欠压、临界和过压状态,1当 VBB、Vbm、VCC 不变， Vcm 由小变大，动态点左移, 欠压状态,Vcm 的取值，使所对应的动态点均处在放大区。, 临界状态,Vcm 增大，使 t = 0 所对应的动态点 A处在临界点，iCmax 略微减小。, 过压状态,Vcm 继续增大，使 A(t = 0)动态点处在饱和区，iC 迅速减小，电流脉冲出现凹陷，Vcm 增大，凹陷加深。,谐振功放的工作状态,2 iC 的平均分量 IC0 与基波分量 Ic1m,iC 脉冲越宽，高度越高，IC0 和 Ic1m 就越大。如果出现凹陷，则凹陷越

4、深，IC0 和 Ic1m 就越小。,2.2.3四个电压量对性能影响的定性讨论,一、负载特性 （ic-Re的关系）,1定义,指 VBB、Vbm 和 VCC 一定，放大器性能随 Re 的变化特性。,2特性,Re 的增加势必将引起 Vcm 增大(Vcm = ReIcm),Re Vcm vCEmin (功放欠压 过压) iC 波形出现凹陷。,据此可以画出 Ic0 和 Ic1m 随 Re 变化的特性。,谐振功放的负载特性,3 Vcm、Po、PD、PC、C 随 Re 变化的曲线,图 2-2-4负载特性,Vcm = ReIc1m ， Po = VcmIc1m/2 PD = VCCIC0 ， PC = PDP

5、o C = Po/ PD,图 2-2-4负载特性,3讨论,(1) 欠压区,Re ，iC 脉冲高度略有减小，相应的 IC0、Ic1m 也略有减小，因而 Vcm(= ReIc1m)和 Po( )近似线性增大，而 PD(= VCCIC0)略有减小，C 增大，PC 减小。(Re是主要变量),Vcm = ReIc1m ， Po = VcmIc1m/2 PD = VCCIC0 ， PC = PDPo C = Po/ PD,图 2-2-4负载特性,(2)过压区,Re ，电流脉冲高度减小，凹陷加深，相应的 IC0、Ic1m 减小，结果使 Vcm 略有增加，Po、PD 减小，且 Po 比 PD 减小的慢，从而

6、C 略有增加，PC 略有减小。,Vcm = ReIc1m ， Po = VcmIc1m/2 PD = VCCIC0 ， PC = PDPo C = Po/ PD,图 2-2-4负载特性,(3)匹配负载 Reopt,Re = Reopt 时，管子工作在临界状态， Po 最大， C 较大，PC 较小，放大器性能接近最佳。此时的 Re 称为谐振功放的匹配负载。,二、调制特性,两种调制特性：集电极调制和基极调制特性。,1集电极调制特性 （ic-Vcc的关系）,(1)含义,VBB、Vbm 和 Re一定，放大器性能随 VCC 变化的特性。, 载波, 调制信号,为谐振回路上的输出电压。,(2)调制特性,放大

7、器 VCC(t) 的变化范围内工作在过压状态。, 欠压状态：随 VCC 减小，集电极电流脉冲高度略有减小，因而 IC0 和 Ic1m 也将略有减小，Vcm(= ReIc1m)也略有减小。, 过压状态：随 VCC 减小，集电极电流脉冲的高度降低，凹深加深，因而 IC0、Ic1m、Vcm 将迅速减小。,(3) 集电极调幅原理电路,图中：, 载波, 调制信号,为谐振回路上的输出电压。,与谐振功放区别：集电极回路接入调制信号电压。,图 227集电极调幅电路,令 VCC(t) = VCC0 + v(t) 作为放大器的等效集电极电源电压。若要求 Vcm(t) 按 VCC(t) 的规律变换，根据集电极调制特

8、性，放大器必须在 VCC(t) 的变化范围内工作在过压状态。,2基极调制特性,图 226基极调制特性,(1)含义,Vbm、VCC、Re 一定，放大器性能随 VBB 变化的特性。,(2)调制特性,放大器工作在欠压状态,当 Vbm 一定，VBB ，iC宽度、高度 ， IC0 Ic1m 、Vcm ，VCEmin ，(放大器欠压 过压。),过压后，随 VBB，iC 宽度、高度 ，凹陷加深，IC0 和 Ic1m、Vcm 均增加缓慢，可认为近似不变。,(3)基极调幅原理电路,图 228基极调幅电路, 基极偏置电压,使 Vcm 按 VBB(t) 的规律变化，放大器工作在欠压状态。,三、放大特性,图 229放大特性,1含义,当 VBB、VCC 和 Re 一定，放大器性能随 Vbm 变化的特性。,2特性,固定 VBB，增大 Vbm 与上述固定 Vbm 增大 VBB 的情况类似，它们都使 iC 的宽度和高度增大，放大器由欠压进入过压，图 229(a)。,谐振功放的放大特性,(1)谐振功放作为线性功放,图 2210 (a) 线性功率放大器的作用,为了使输出信号振幅 Vcm 反映输入信号 Vbm 的变化，放大器必须在 Vbm 变化范围内工作在欠压状态。,(2) 谐振功放作为振幅限幅器(A