高频功率放大器的电路组成
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6⾼频功率放⼤器教程6 ⾼频功率放⼤器6.1 概述为了获得⾜够⼤的⾼频输出功率,也必须采⽤⾼频功率放⼤器。
例如,绪论中所⽰发射机⽅框图的⾼频部分,由于在发射机⾥的振荡器所产⽣的⾼频振荡功率很⼩,因此在它后⾯要经过⼀系列的放⼤——缓冲级、中间放⼤级、未级功率放⼤级,获得⾜够的⾼频功率后,才能馈送到天线上辐射出去。
这⾥所提到的放⼤级都属于⾼额功率放⼤器的范畴。
由此可见,⾼频功率故⼤器是发送设备的重要组成部分。
⾼频功率放⼤器和低额功率放⼤器的共同特点都是输出功率⼤和效率⾼。
但由于⼆者的⼯作频率和相对频带宽度相差很⼤,就决定了它们之间有着根本的差异:低频功率放⼤器的⼯作频率低,但相对频带宽度却很宽。
例如,⾃20⾄20000Hz ,⾼低频率之⽐达1000倍。
因此它们都是采⽤⽆调谐负载,如电阻、变压器等。
⾼额功率放⼤器的⼯作频率⾼(由⼏百kHz ⼀直到⼏百、⼏千甚⾄⼏万MIb),但相对频带很窄,频宽越⼩。
因此,⾼额功率放⼤器⼀般都采⽤选频⽹络作为负载回路。
由于这后⼀特点,使得这两种放⼤器所选⽤的⼯作状态不同:低频功率放⼤器可⼯作于甲类、甲⼄类或⼄类(限于推挽电路)状态;⾼额功率放⼤器则⼀般都⼯作于丙类(某些特殊情况可⼯作于⼄类)。
近年来,宽频带发射机的各中间级还⼴泛采⽤⼀种新型的宽带⾼频功率放⼤器,它不采⽤选频⽹络作为负载回路,⽽是以频率响应很宽的传输线作负载。
这样.它可以在很宽的范围内变换⼯作频率,⽽不必重新调谐。
综上所述可见,⾼频功率放⼤器与低频功率放⼤器的共同之点是要求输出功率⼤,效率⾼;它们的不同之点则是⼆者的⼯作频频与相对频宽不同,因⽽负载⽹络与⼯作状态也不同。
功率放⼤器按⼯作状态分类:A (甲)类:导通⾓为o 180=θ; AB (甲⼄)类:导通⾓为 o 90>θB (⼄)类:导通⾓为o 90=θ;C (丙)类:导通⾓为o 90<θ近年来双出现了D 类、E 类及S 类等开关功率放⼤器⼄类和丙类都适⽤于⼤功率⼯作。
高频电子技术第六章 高频功率放大器§6.1 概述为了获得足够大的高频输出功率,必须采用高频功率放大器。
如发射机中,振荡器产生的高频振荡功率往往很小,因此在后面要经过一系列放大——缓冲级、中间放大级、末级功率放大器,才能获得足够的高频功率,然后从天线将信号发送出去。
高频功率放大器的工作频率很高,且工作时要求其频带很窄,如调幅广播电台(535~1605kHz 频段范围),每个台的频带宽度为10kHz ,与1000kHz 左右的工作频率相比,仅相当于百分之一。
因此,高频功率放大器的负载一般都是选频网络(选择有用信号,滤除干扰)。
§6.2 谐振功率放大器的工作原理晶体管的工作频率范围分为三部分:低频区:βf f 0.5<(βf 截止频率,放大倍数下降为低频值的2/1) 中频区:T f f f 2.00.5<<β(T f 特征频率,放大倍数下降为1时的频率) 高频区:T T f f f <<2.0中频区需要考虑晶体管结电容的作用,高频需进一步考虑电极引线电感的作用,分析和计算都非常困难。
因此,从低频区入手来进行分析。
6.2.1 获得高效率所需要的条件(P206)率直流电源提供的直流功==P交流输出信号功率=o P 集电极本身耗散功率=c P 则c o P P P +== 定义集电极效率co oo c P P P P P +===η 可见,如果能降低集电极耗散功率c P ,则集电极效率c η就会提高,给定直流电源提供功率=P 时,晶体管的交流输出功率o P 就会增加。
由c cco P P )1(ηη-=可知 如果%20=c η(甲类功放),则c o P P 41)(1=,如果%75=c η(丙类功放)则得到c o P P 3)(2=,可见,c η从20%提高到75%,输出功率则提高12倍。
************************************************************************************** 甲类功放:通角180°,晶体管完全工作在线性区,交流大信号完全通过晶体管传递到下一级; 乙类功放:通角90°,晶体管部分工作在线性区,部分工作在截止区,交流大信号半波通过晶体管;丙类功放:通角小于90°,晶体管小部分工作在线性区,大部分工作在截止区,交流大信号半波的一部分通过晶体管;丁类功放:固定通角为90°,且工作于开关状态:导通时,进入饱和区,内阻接近于0;截止时,电流为0,内阻接近无穷大。
实验6⾼频功率放⼤器太原理⼯⼤学现代科技学院⾼频电⼦线路课程实验报告专业班级测控14-4学号2014101XXX姓名XXXXXXXX指导教师XXXXXXX实验名称⾼频功率放⼤器同组⼈专业班级测控14-4姓名 XXX 学号201410XXX 成绩实验六⾼频功率放⼤器6.1⾼频功率放⼤器基本⼯作原理⼀、⾼频功率放⼤器的原理电路⾼频功放的电原理电路图如图7-1所⽰(共发射极放⼤器)它主要是由晶体管、LC 谐振回路、直流电源C E 和b E 等组成,b U 为前级供给的⾼频输出电压,也称激励电压。
⼆、⾼频功率放⼤器的特点1、⾼频功率放⼤器通常⼯作在丙类(C 类)状态。
通⾓θ的定义:集电极电流流通⾓度的⼀半叫通⾓θ。
甲类(A 类)θ=180度,效率约50%;⼄类(B 类)θ=90度,效率可达78%;甲⼄类(AB 类)90<θ<180度,效率约50%可以推测,继续减⼩θ,使θ⼯作到⼩于90度,丙类效率将继续提⾼。
2、⾼频功放率放⼤器通常采⽤谐振回路作集电极负载由于⼯作在丙类时集电极电流c i 是余弦脉冲,因此集电极电流负载不能采⽤纯电阻,……………………………………装………………………………………订…………………………………………线……………………………………………………………装………………………………………订…………………………………………线……………………………………………………………………………装………………………………………订…………………………………………线………………………………………⽽必须接⼀个LC 振荡回路,从⽽在集电极得到⼀个完整的余弦(或正弦)电压波。
c i 可⽤傅⾥叶级数展开:......3cos 2cos cos ......m 3m 2121++++=+++=wt I wt I wt I I i i I i C C m C CO c c co c式中,m C I 1、m 2c I 为基波和各次谐波的振幅。