大连海事大学：《电子线路》第10章 高频功率放大器

電子工業出版社 第10章高频功率放大器 10.1概述 10.2谐振功率放大器的工作原理 10.3诸振功率放大器电路

第10章 高频功率放大器 10.1 概述 10.2 谐振功率放大器的工作原理 10.3 谐振功率放大器电路

電子工業出版社 10.1概述 高频功率放大器的作用是使高频信号获得足够大的输出 功率,以满足天线辐射功率的要求,所以高频功率放大器 又常称为射频功率放大器。 10.1.1高频功率放大器的分类 根据相对工作频带的宽窄不同,高频功率放大器可分 为窄带型和宽带型两大类。 窄带型高频功率放大器常采用具有选频作用的谐振网络 作为负载,所以又称为谐振功率放大器。为了提高效率, 谐振功率放大器常工作于乙类或丙类状态 宽带型高频功率放大器采用工作频带很宽的传输线变压 器作为负载,可以实现功率合成

10.1 概述 高频功率放大器的作用是 使高频信号获得足够大的输出 功率，以满足天线辐射功率的要求，所以高频功率放大器 又常称为射频功率放大器。 10.1.1 高频功率放大器的分类 根据相对工作频带的宽窄不同，高频功率放大器可分 为窄带型和宽带型两大类。 窄带型高频功率放大器常采用具有选频作用的谐振网络 作为负载，所以又称为谐振功率放大器。为了提高效率， 谐振功率放大器常工作于乙类或丙类状态。 宽带型高频功率放大器采用工作频带很宽的传输线变压 器作为负载，可以实现功率合成

電子工業出版社 10.1.2谐振功率放大器的特点 高频功放工作频率高,但相对频带却很窄 2.高频功放一般都采用选频网络作为负载回路, 3高频功放要求有大的输出功率和高的效率。 4高频功放则工作在丙类状态 5高频功放利用选频网络来选出信号的基波分量,滤除 谐波成分

10.1.2 谐振功率放大器的特点 1.高频功放工作频率高，但相对频带却很窄 2.高频功放一般都采用选频网络作为负载回路， 3.高频功放要求有大的输出功率和高的效率。 4.高频功放则工作在丙类状态 5.高频功放利用选频网络来选出信号的基波分量，滤除 谐波成分

102谐振功率放大器的工作原理法 10.21丙类谐振功率放大器的工作原理 V uCE 3R1 BB CC 丙类谐振功放的原理电路

10.2 谐振功率放大器的工作原理 10.2.1 丙类谐振功率放大器的工作原理 丙类谐振功放的原理电路

電子工業出版礻 谐振回路的作用有三个:一是传输功率,当回路工 作于调谐频率时,可把基波功率从输入端传送到晶体管, 再由晶体管放大后传送给负载,起选取基波分量的作用; 二是滤除各次谐波成分; 三是匹配作用,当输入匹配时,可从前级获取最大功率, 当输出匹配时,可保证放大器输出最大功率 电源分两组,一组为基极电源VB,它的作用是保证晶 体管工作在丙类状态;另一组是集电极电源Vc,它是 功率放大器的能源

谐振回路的作用有三个：一是传输功率，当回路工 作于调谐频率时，可把基波功率从输入端传送到晶体管， 再由晶体管放大后传送给负载，起选取基波分量的作用； 二是滤除各次谐波成分； 三是匹配作用，当输入匹配时，可从前级获取最大功率， 当输出匹配时，可保证放大器输出最大功率。 电源分两组，一组为基极电源VBB，它的作用是保证晶 体管工作在丙类状态；另一组是集电极电源VCC，它是 功率放大器的能源

電子工業出版社 uCE uCE uCE O I Cmax <905 =180° 6=90° (a)甲类 (b)乙类 (c)丙类 甲、乙、丙三种工作状态时的集电极电压、电流波形

甲、乙、丙三种工作状态时的集电极电压、电流波形

電子工業出版礻 下面我们讨论调谐功率放大器的工作过程。 设输入激励电压ub= Ubmcosoct,则加在晶体管发射结两端 的电压为 UBE--VBB+Ub=-VBB+Ubmcosact 只有当v大于U时,基极才出现电流i。显然,i为余弦脉 冲波,根据傅里叶级数的理论,电流可用式子表示如下 ib=lBotibtin2t.=IBo+IbmIcosact+I bm2 cos2 act+. 式中b为直流分量,lbm,lhm2分别为基波、二次谐波的振幅 晶体管导通时有集电极电流i,ic与i对应,也为余弦脉冲 波,也可用傅里叶级数分解为 ic=Ico tictic2t..Ico tIcmicosoct+Iem2 act+

下面我们讨论调谐功率放大器的工作过程。 设输入激励电压ub＝Ubmcosct，则加在晶体管发射结两端 的电压为 uBE =−VBB+ub =−VBB+Ubmcosct 只有当uBE大于Uth时，基极才出现电流iB。显然，iB为余弦脉 冲波，根据傅里叶级数的理论，电流iB可用式子表示如下。 iB ＝IB0＋i1b＋ib2＋…＝IB0＋Ibm1cosct+Ibm2cos2ct+… 式中IB0为直流分量，Ibm1, Ibm2分别为基波、二次谐波的振幅。 晶体管导通时有集电极电流iC, iC与iB对应，也为余弦脉冲 波，也可用傅里叶级数分解为 iC＝IC0＋ic1＋ic2＋…＝IC0＋Icm1cosct+Icm2cos2ct+…

忘電子工業出版衤 LB BB th 1 uBE 8 O Wct 丙类谐振功放的基级电压U和基极电流的波形

丙类谐振功放的基级电压Ub和基极电流ib的波形

BE 版社 U 由于输出回路谐振于O 则回路对基波分量的电流呈v2 现很大的纯电阻性阻抗R, 而回路对各高次谐波严重失 谐,呈现很小的阻抗,可视 为短路,回路对直流分量也 iC 可视为短路,因此只有基波 分量ln1 coso t在输出回路两 0O0 端产生压降,即 ucE uc=RI cosopt=U cm coSo t 丙类谐振功放的电压和电流波形

由于输出回路谐振于c， 则回路对基波分量的电流呈 现很大的纯电阻性阻抗R， 而回路对各高次谐波严重失 谐，呈现很小的阻抗，可视 为短路，回路对直流分量也 可视为短路，因此只有基波 分量Icm1cosc t在输出回路两 端产生压降，即 uc=RIcm1cosct=Ucmcosc t 丙类谐振功放的电压和电流波形

電子工業出版社 10.22丙类谐振功率放大器的性能分析 在基极输入余弦电压4的作用下,丙类功放中的放大管 将经历不同的工作区域,因此,放大器将工作在不同的 状态。 1.当基极输入电压的瞬时值4不太大时,4B≤U,管子 将截止; 2当a变大使lE>U时,管子将导通。若4的振幅Um不 太大,则管子导通时将一直处于放大区,这时称丙类功 放处于欠压状态;如果Umn的大小恰好使管子导通时从 放大区进入临界饱和,则称丙类功放工作于临界状态。 3如果U很大,则管子导通时将从放大区进入饱和区, 于是称丙类放大器工作在过压状态

10.2.2 丙类谐振功率放大器的性能分析 在基极输入余弦电压ub的作用下，丙类功放中的放大管 将经历不同的工作区域，因此，放大器将工作在不同的 状态。 1.当基极输入电压的瞬时值ub不太大时，uBE≤Uth，管子 将截止； 2.当ub变大使uBE>Uth时，管子将导通。若ub的振幅Ubm不 太大，则管子导通时将一直处于放大区，这时称丙类功 放处于欠压状态；如果Ubm的大小恰好使管子导通时从 放大区进入临界饱和，则称丙类功放工作于临界状态。 3.如果Ubm很大，则管子导通时将从放大区进入饱和区， 于是称丙类放大器工作在过压状态