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1.原理说明利用选频网络作为负载回路的功率放大器称为谐振功率放大器。
它是无线电发射机中的重要组成部件。
根据放大器电流导通角θ的范围可以分为甲类、乙类、丙类等不同类型的功率放大器。
电流导通角θ愈小放大器的效率η愈高。
如甲类功放的θ=180o ，效率η最高也只能达50%，而丙类功放的θ<90o ,效率η可达到80%。
甲类功率放大器适合作为中间级或输出功率较小的末级功率放大器。
丙类功率放大器通常作为末级功放以获得较大的输出功率和较高的效率。
高频功率放大器按其工作频带的宽窄划分为窄带高频功率放大器和宽带高频功率放大器两种，窄带高频功率放大器通常以具有选频滤波作用的选频电路作为输出回路，故又称为调谐功率放大器或谐振功率放大器；宽带高频功率放大器的输出电路则是传输线变压器或其他宽带匹配电路，因此又称为非调谐功率放大器。
高频功率放大器是一种能量转换器件，它将电源供给的直流能量转换成为高频交流输出。
高频功放的主要技术指标1.1.1 功率关系：功率放大器的作用原理是利用输入到基极的信号来控制集电极的直流电源所供给的直流功率O P ，使之一部分转变为交流信号功率1P 输出去,一部分功率以热能的形式消耗在集电极上，成为集电极耗散功率C P 。
根据能量守衡定理：1o C P P P =+直流功率： 输出交流功率：2211111222c c c c L L U P U I I R R =⋅== C U -----回路两端的基频电压 c1I ----- 基频电流 L R ----回路的负载阻抗。
1.1.2 放大器的集电极效率1101122c c o CC c U I P P U I ηξγ⋅===⋅ 其中集电极电压利用系数：1c c L CC CCU I RU U ξ== 0o c CCP I U =⋅波形系数：1100()()c c I I αθγαθ==为通角 的函数； 越小γ越大。
1.1.3 谐振功率放大器临界状态的计算临界状态下，若已知电源电压Ucc ，BB U 三极管的参数C g ，'U BB ，设电压利用系数为 ξ，集电极的导通角为θ。
高频电子线路教学设计第六章高频功率放大器6高频功率放大器6.1 概括为了获取足够大的高频输出功率，也一定采纳高频功率放大器。
比如，绪论中所示发射机方框图的高频部分，因为在发射机里的振荡器所产生的高频振荡功率很小，所以在它后边要经过一系列的放大——缓冲级、中间放大级、未级功率放大级，获取足够的高频功率后，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围。
因而可知，高频功率故大器是发送设施的重要构成部分。
高频功率放大器和低额功率放大器的共同特色都是输出功率大和效率高。
但因为两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别：低频功率放大器的工作频次低，但相对频带宽度却很宽。
比如，自20 至 20000Hz，高低频次之比达1000 倍。
所以它们都是采纳无调谐负载，如电阻、变压器等。
高额功率放大器的工作频次高(由几百 kHz 向来到几百、几千甚至几万MIb) ，但相对频带很窄，频宽越小。
所以，高额功率放大器一般都采纳选频网络作为负载回路。
因为这后一特色，使得这两种放大器所采纳的工作状态不一样：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(某些特别状况可工作于乙类)。
最近几年来，宽频带发射机的各中间级还宽泛采纳一种新式的宽带高频功率放大器，它不采纳选频网络作为负载回路，而是以频次响应很宽的传输线作负载。
这样．它能够在很宽的范围内变换工作频次，而不用从头调谐。
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；它们的不一样之点则是两者的工作屡次与相对频宽不一样，因此负载网络与工作状态也不一样。
功率放大器按工作状态分类：A（甲）类：导通角为o90o 180；AB（甲乙）类：导通角为B（乙）类：导通角为90o；C（丙）类：导通角为90o最近几年来双出现了 D 类、 E 类及 S类等开关功率放大器乙类和丙类都合用于大功率工作。
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。
第一章高频功率放大器概述高频功率放大器是一种专用放大器，主要用于放大高频信号以改善信号传输和处理的效果。
高频信号在传输过程中容易受到噪声和信号衰减等影响，因此需要使用高质量的放大器来解决这些问题。
高频功率放大器通常用于广播、通信、雷达和医学设备等领域。
在这些应用场合中，高频信号需要被放大到足够高的水平以保证其正常工作。
然而高频信号的放大并不是一件简单的事情，因为高频信号具有特别的特性，需要专门的技术和设备才能处理。
第二章高频功率放大器的原理高频功率放大器的工作原理类似于普通放大器，但它需要更多的细节和技巧。
以下是高频功率放大器的工作原理。
2.1 放大器基本原理放大器的基本原理是将输入信号增加到一个可控范围内的输出信号。
在高频功率放大器中，输入信号是原始高频信号，输出信号是经过放大和处理后的高频信号。
在放大器中，晶体管是主要的放大器元件，因为它们以高速工作，且具有稳定的放大特性。
2.2 高频功率放大器的原理高频功率放大器的原理类似于普通放大器的原理，主要包括功率放大和线性放大两种模式。
功率放大模式将输入信号的强度直接放大到最大，保证输出信号的功率尽可能大。
这种模式下的放大器通常用于发射机和雷达等应用场合。
线性放大模式将输入信号的强度放大到一个可以被处理的范围内，以保持输出信号的线性特性。
这种模式下的放大器通常用于接收机和信号处理器等领域。
第三章高频功率放大器的性能指标高频功率放大器的性能指标是衡量其性能和质量的标准，以下是几个常见的指标：3.1 频率响应频率响应表示放大器对于不同频率的输入信号的响应能力，它直接影响着信号的传输和处理效果。
3.2 增益增益表示输出信号与输入信号之间的增加比例，越高的增益意味着越大的信号输出。
3.3 噪声系数噪声系数是指输入信号和输出信号之间的信噪比，噪声越小，信噪比越高，放大器的效果就越好。
3.4 带宽带宽是指在特定的频率范围内，放大器能够保持其放大性能的能力，带宽越宽，放大器的应用范围就越广。
第6章 高频功率放大器6.1填空题6.1-1为了提高效率，高频功率放大器应工作在状态。
6.1-2为了兼顾高的输出功率和高的集电极效率，实际中多选择高频功率放大器工作在状态。
6.1-3根据在发射机中位置的不同，常将谐振功率放大器的匹配网络分为、、三种。
6.2 分析问答题6.2-1 谐振功率放大器工作于欠压状态。
为了提高输出功率，将放大器调整到临界状态。
可分别改变哪些参量来实现？当改变不同的量时，放大器输出功率是否一样大？6.2-2.为什么高频功率放大器一般要工作于乙类或丙类状态？为什么采用谐振回路作负载？谐振回路为什么要调谐在工作频率？6.2-3.为什么低频功率放大器不能工作于丙类？而高频功率放大器可以工作于丙类？6.2-4.丙类高频功率放大器的动态特性与低频甲类功率放大器的负载线有什么区别？为什么会产生这些区别？动态特性的含意是什么？6.2-5.一谐振功放如图6.2-1所示,试为下列各题选取一正确答案：(1)该功放的通角θ为：(a)θ>90。
； (b)θ=90。
；(c)θ<90o。
(2)放大器的工作状态系：(a) 由E c、E B决定；(b)由U m、U bm决定；(c)由u BE max、u CE min决定。
(3)欲高效率、大功率工作,谐振功放应工作于：(a)欠压状态(b)临界状态(c) 过压状态(4)当把图中的A点往上移动时,放大器的等效阻抗是：(a)增大；(b)不变；(c)减小。
相应的工作状态是：(a)向欠压状态变化；(b)向过压状态变化；〈c〉不变。
图6.2-1 图6.2-26.2-6.一谐振功率放大器如图6.2-2所示。
工作于丙类,试画出图中各点的电压及流过的电流波形。
6.2-7.定性画出上题两种情况下的动特性曲线及电流i c、电压u CE波形。
又若工作到过压状态,该如何画法?6.2-8.采用两管并联运用的谐振功率放大器,当其中一管损坏时,发现放大器的输出功率约减小到原来的1/4,且管子发烫,试指出原来的工作状态。
6.2-9对图6.2-3所示的高频功率放大器,试回答下列问题：(1)当u b=U b cosωc t时,uc=U cm cos5ωc t,应如何调整电路元件参数?(2)若放大器工作在欠压状态,为了使输出功率最大,应调整哪一个参数?如何调整?(3)若放大器工作在欠压状态,在保持P。
不变的前提下为进一步提高效率,应如何改变电路参数?(4)为实现基极调幅,放大器应调整在什么状态?为实现集电极调幅,放大器又应调整在何状态?(5)若放大器工作在过压状态,分别调整哪些参数可退出过压?如何调整?(6)为实现对输入信号的线性放大,应如何调整电路参数和工作状态?(7)为实现对输入的限幅放大,又应如何调整参数及工作状态?6.2-10 集中选频放大器和谐振式放大器相比，有什么优点？设计集中选频放大器时，主要任务是什么？6.2-11 什么叫做高频功率放大器？它的功用是什么？应对它提出那些主要要求？为什么高频功放一般在B类、C类状态工作？为什么通常采用谐振回路作负载？6.2-12高频功放的欠压、临界、过压状态是如何区分的？各有什么特点？当U CC、U BB、U b和R L四个外界因素只变化其中的一个时，高频功放的工作状态如何变化？6.2-13已知高频功放工作在过压状态，现欲将它调整到临界状态，可以改变哪些外界因素来实现，变化方向如何？在此过程中集电极输出功率P1如何变化？6.2-14高频功率放大器中提高集电极效率的主要意义是什么？6.2-15.一谐振功率放大器,原来工作在临界状态,后来发现该放大器性能变化：P o明显下降,而ηc反而增加,但E c、U cm、u BEmax不变。
试问此时放大器工作在什么状态?导通时间是增大还是减小?并分析其性能变化的原因。
6.2-16改正图6.2-16线路中的错误，不得改变馈电形式，重新画出正确的线路。
图6.2-166.2-17什么是D类功率放大器，为什么它的集电极效率高？什么是电流开关型和电压开关型D 类放大器？6.2-18谐振功率放大器的V cc 、U cm 和谐振电阻R p 保持不变,当集电极电流的通角由100o 减少为60o 时,效率将怎样变化?变化了多少?相应的集电极电流脉冲的振幅怎样变化?变化了多少?6.2-19.谐振功率放大器原来工作于临界状态,它的通角θc 为70o ,输出功率为3W,效率为60%。
后来由于某种原因,性能发生变化。
经实测发现效率增加到68%,而输出功率明显下降,但V cc 、U cm 、u bemax 不变,试分析原因,并计算这时的实际输出功率和通角。
6.2-20谐振功率放大器原工作于欠压状态。
现在为了提高输出功率,将放大器调整到临界工作状态。
试问,可分别改变哪些量来实现?当改变不同的量调到临界状态时,放大器输出功率是否都是一样大?6.3计算题6.3-1设一理想化的晶体管静特性如图6.3-1所示，已知U CC ＝24V，Uc＝21V，基极偏压为零偏，Ub＝2.5V，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θ、P1、P0、η及负载阻抗的大小。
画出满足要求的基极回路。
图6.3-16.3-2某高频功放工作在临界状态，通角θ＝75°，输出功率为30W，Ucc＝24V，所用高频功率管的Sc＝1.67A/V，管子能安全工作。
(1)计算此时的集电极效率和临界负载电阻；(2)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，问应如何调整？(3)输入信号的频率提高一倍，而保持其它条件不变，问功放的工作状态如何变化，功放的输出功率大约是多少？6.3-3如图6.3-2所示，设晶体管工作在小信号A 类状态，晶体管的输入阻抗为Zi，交流电流放大倍数为/(1/)fe h jf f β+，试求因Le 而引起的放大器输入阻抗Z’i。
并以此解释晶体管发射极引线电感的影响。
图6.3-26.3-4试画出一高频功率放大器的实际线路。
要求：（1）采用NPN 型晶体管，发射极直接接地；（2）集电极用并联馈电，与振荡回路抽头联接；（3）基极用串联馈电，自偏压，与前级互感耦合。
6.3-5一高频功放以抽头并联回路作负载，振荡回路用可变电容调谐。
工作频率f=5MHz，调谐时电容C=200pF，回路有载品质因数QL=20，放大器要求的最佳负载阻抗R Lcr =50Ω，试计算回路电感L和接入系数p。
6.3-6如图6.3-3（a）的π形网络，两端的匹配阻抗分别为Rp1、Rp2。
用将它分为两个L 形网络的方法，根据L 形网络的计算公式，当给定Q2=Rp2/Xp2时，试推导证明下列公式：1p R X =12s s s X X X =+= 并证明回路总品质因数Q=Q1+Q2。
图6.3-36.3-7上题中，设Rp1=20Ω，Rp2=100Ω，f=30MHz，指定Q2=5，试计算Ls、Cp1、Cp2和回路总品质因数Q。
6.3-8如图6.3-4的互感耦合输出回路，两回路都谐振，由天线表I A 测得的天线功率PA=10W，已知天线回路效率20.8η=。
中介回路的无载品质因数Q0=100，要求有载品质因数QL=10，工作于临界状态。
问晶体管输出功率P1? 设在工作频率ωL1=50Ω，试计算初级的反映电阻rf和互感抗ωM。
当天线开路时，放大器工作在什么状态？图6.3-46.3-9有一谐振功放,设计时希望其工作于临界状态,然而实测时发现其输出功率P o仅达设计值之20%,集电极交流电压振幅U cm=0.3E C,而集电极直流电流则略大于设计值,试问该功放实际工作于什么状态?其原因可能是什么?6.3-10.一谐振功放的输出功率P o=5W,E c=24V。
(1)当集电极效率=60%时,求其集电极功耗P c和集电极电流直流分量I co；(2)若保持P o不变,将η提高到80%,问此时P c为多少?6.3-11一谐振功放,偏压E B等于截止电压U B’,分别用如图6.3-5所示的正弦波和方波两种输入信号作激励。
若保持两种情况下的激励电压振幅、电源电压E c相同,且均工作于临界状态,求此两种情况下的集电极效率之比：η正：η方。
图6.3-56.3-12.一谐振功放原工作于临界,0=75o,若保持激励信号的幅度不变,但频率降低一半。
问：此时将工作于何种状态?并求两者输出功率之比,即P O倍：P o放。
6.3-13一谐振功放的晶体管转移特性如图6.3-6所示。
(1)作放大器时,给定i cm=500mA, θ=70o,求E B U bm的值；(2)作三倍频器时,若i cm=500 rnA,试求三次谐波输出最大时的E B U bm值。
图6.3-66.3-14已知晶体三极管的转移特性如图6.3-7 (a)所示,管子饱和压降U CES≈1V。
不计基调效应,用该晶体管构成的谐振功率放大器如图6.3-7(b)所示,与负载耦合的变压器效率ηT=1。
(1)若放大器工作于欠压状态,输入电压的u b=1.2cos2π×106t(V)，R L=4Ω,求输出功率P o、集电极效率η。
若要达到输出功率最大,负载电阻R L应如何变化?此时的最大输出功率等于多少?(2)若输入信号u b=1.2cos2π×0.5×106t(V),使放大器临界状态工作,LC数值不变,计算：输出功率P o、集电极效率η及相应的负载电阻R L。
图6.3-76.3-15.一谐振功放导通期间的动特性曲线如图6.3-8中的AB段,坐标为：A点:u CE=5.5V;i c=600mA。
B点:u CE=20V ; i c=0 已知集电极直流电源E c=24V,试求出这时的集电极负载电阻R e及输出功率P o的值。
图6.3-86.3-16图6.3-9是用于谐振功放输出回路的L型网络,已知天线电阻r A=8Ω,线圈L的品质因数Q o=100,工作频率f=2MHz若放大器要求的R e=40Ω,求L、C。
图6.3-96.3-10图6.3-17一谐振功放工作于临界状态,已知f=175MHz，R e=46Ω,r A=50Ω,C o=40pF,集电极采用如图6.3-10所示的Ⅱ型网络来实现阻抗匹配,试计算C1、C2和L。
6.3-18一谐振功放工作于临界状态,电源电压E C=24V,输出电压U cm=22V,输出功率P o=5W,集电极效率可ηc=55%,求：(1)集电极功耗P c,电流I co、I c1m，回路谐振电阻R e。
(2)若R e增大一倍,估算P o;若R e减小一倍,估算P o。
(3)若增加一管组成并联型谐振功放,且保持两管均处于临界工作,此时总输出功率P o∑=10w,问此时的回路谐振电阻R e=?6.3-19已知某谐振功率放大器电路如图6.3-11 (a)所示,晶体管特性如图6.3-11 (b)所示,且E C=26V,E B=U B’,i cm=500mA,谐振回路元件参数如图6.3-11所标。
