高频功率放大器课程设计(编辑修改稿)

高频功率放大器课程设计(编辑修改稿)内容摘要：

max ()cmn c n nI i a  （ 32） （ 33） 只要知道 电流脉冲的最大值和通角即可计算出直流分量、基波分量及各次谐波分量。 各次谐波分量变化趋势是谐波次数越高，其振幅越小。 因此，在谐振放大器中只需研究直流功率及基波功率。 放大器集电极直流电源提供的直流输入功率为 0DC CC CP U I （ 34） 谐振功放集电极输出回路输出功率等于基波分量在谐振电阻上的功率为 （ 35） 集电极的功耗为 0C DCP P P （ 36） 放大器集电极能量转换效率等于输出功率与电源提供功率之比 （ 37） 甲类状态， 180c  度 ， 50% 乙类状态， 90c 度 ， % 丙类状态， 60c 度 ， 89% 工作在丙类状态时，效率最高。 01 1 100()1 1 1 ()2 2 ( ) 2c c mD C c C CP I U a gP I U a       2s in c o s c o s s in2() ( 1 ) ( 1 c o s )c c c n n na nn     220 1 11 1 12 2 2 cmc m c m c m p pUP I U I R R  高频功率放大器 9 高功放性能分析 高频功率放大器因工作于大信号的非线性状态，不能用线性等效电路分析， 工程上普遍采用解析近似分析方法 —— 折线法来分析其工作原理和工作状态。 谐振功率放大器的动态特性 高频放大器的工作状态是由负载阻抗 Rp、激励电压 b、供电电压 VCC、 VBB等 4个参量决定的。 为了阐明各种工作状态的特点和正确调节放大器，就应该了解这几个参量的变化会使放大器的工作状态发生怎样的变化。 功率放大器的负载特性 如果 VCC、 VBB、 vb 3个参变量不变，则放大器的工作状态就由负载电阻 Rp决定。 此时，放大器的电流、输出电压、功率、效率等随 Rp而变化的特性，就叫做放大器的负载特性。 电压、电流随负载变化波形如图 34所示。 图 14 电压、电流随负载变化波形 放大器的输入电压是一定的，其最大值为 Vbemax，在负载电阻 RP由小至大 变化时，负载线的斜率由小变大，如图中 1→ 2→ 3。 不同的负载，放大器的工作状态是不同的 ,所得的 ic波形、输出交流电压幅值、功率、效率也是不一样的。 临界状态时负载线和 eb max正好相交于临界线的拐点。 放大器工作在临界线状态时， 输出功率大，管子损耗小，放大器的效率也就较大。 高频功率放大器 10 欠压状态 时 B点以右的区域。 在欠压区至临界点的范围内，根据 Vc=RpIc1，放大器的交流输出电压在欠压区内必随负载电阻 RP的增大而增大，其输出功率、效率的变化也将如此。 过压状态时放大器的负载较大，在过压区，随着负载 Rp的加大， Ic1要下降，因此放大器的输出功率和效率也要减小。 根据上述分析，可以画出谐振功率放大器的负载特性曲线如图 35所示。 欠压状态的功率和效率都比较低，集电极耗散功率也较大，输出电压随负载阻抗变化而变化，因此较少采用。 但晶体管基极调幅，需采用这种工作状态。 过压状态的优点是，当负载阻抗变化时，输出电压比较平稳且幅值较大，在弱过压时，效率可达最高，但输出功率有所下降，发射机的中间级、集电极调幅级常采用这种状态。 图 35 谐振功率放大器的负载特性曲线 放大器工作状态的调整 调整欠压、临界、过压三种工作状态，大致有以下几种方法：改变集电极负载 Rp；改变供电电压 VCC；改变偏压 VBB；改变激励 Vb。 改变 Rp，但 Vb、 VCC、 VBB不变 当负载电阻 Rp由小至大变化时，放大器的工作状态由欠压经临界转入过压。 在临界状态时输出 功率最大。 改变 VCC，但 Rp、 Vb、 VBB不变 当集电极供电电压 VCC由小至大变化时，放大器的工作状态由过压经临界转入欠压。 Vcc变化时对工作状态的影响如图 16所示： 图 36 Vcc 变化是对工作状态的影响 高频功率放大器 11 在过压区中输出电压随 VCC改变而变化的特 性为集电极调幅的实现提供依据；因为在集电极调幅电路中是依靠改变 VCC来实现调幅过程的。 改变 VCC时，其工作状态和电流、功率的变化如图 37所示。 VCC 图 37 改变 VCC 时工作状态和电流、功率的变化 VCC,VBB, PR 不变， bmv 变化， bmv 自 0向正值增大时，使集电极电流脉冲的高度 和宽度增大，放大器的工作状态由欠压进入过压状态。 当 Vbm自 0向正值增大时，使集电极电流脉冲的高度和宽度增大，放大器的工作状态由欠压进入过压状态。 谐振功放的放大 特性是指放大器性能随 Vbm 变化的特性，其特性曲线如图 38所示。 图 38 Vbm 变化的特性高频功率放。