高频功率放大器的电路组成要点
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高频谐振功率放大器的基本工作原理高频谐振功率放大器是一种常用于无线通信和射频系统中的放大器,其基本工作原理是通过谐振电路和功率放大器的相互配合来实现信号的放大。
本文将介绍高频谐振功率放大器的基本构成和工作原理。
一、高频谐振功率放大器的构成高频谐振功率放大器主要由三个部分组成:输入谐振电路、功率放大电路和输出谐振电路。
输入谐振电路是用来接收输入信号并将其滤波、匹配到功率放大器的。
它通常由电容和电感组成的谐振回路构成,能够选择性地传输特定频率的信号。
功率放大电路是用来放大输入信号的。
它通常采用晶体管或管子放大器等器件,通过输入电压的调节来实现信号的放大,同时也可以调节放大器的增益和输出功率。
输出谐振电路是用来匹配和传输已放大的信号到输出负载的。
它通常也由谐振回路组成,能够将功率放大后的信号传输到负载上。
二、高频谐振功率放大器的工作原理高频谐振功率放大器的工作原理基于谐振电路的特性和功率放大器的线性放大特性。
首先,输入信号经过输入谐振电路后,可以选择性地通过特定频率的谐振回路,其他频率的信号会被滤波掉。
这样就能保证只有特定频率的信号能够进入功率放大器进行放大。
然后,经过谐振回路的输入信号进入功率放大电路。
功率放大电路通常采用线性放大器,其输入电压的大小决定了输出信号的放大倍数。
通过调节输入电压的大小,就可以实现对输出信号的放大程度的控制。
最后,放大后的信号经过输出谐振电路,并传输到输出负载上。
输出谐振回路起到了匹配和传输的作用,能够将功率放大后的信号有效地传输给负载。
三、高频谐振功率放大器的优势高频谐振功率放大器具有以下优势:1. 高效性:通过谐振电路的匹配和能量传输,以及功率放大器的线性放大特性,高频谐振功率放大器能够实现高效率的信号放大,提高系统的整体效能。
2. 稳定性:谐振回路能够选择性地传输特定频率的信号,并且能够稳定地工作在谐振状态下,使得输出信号的幅度和频率更加稳定。
3. 可调性:通过调节输入信号的电压,可以实现对输出信号的放大倍数和功率的可调。
5.4宽带高频功率放大器以LC谐振回路为输出电路的功率放大器,因其相对通频带只有百分之几甚至千分之几,因此又称为窄带高频功率放大器。
这种放大器比较适用于固定频率或频率变换范围较小的高频设备,如专用的通讯机、微波激励源等。
除Y LC谐振回路以外,常用于高频功放电路负载还有普通变压器和传输线变压器两类。
这种以非谐振网络构成的放大器能够在很宽的波段内工作且不需调谐,称之为宽带高频功率放大器。
以高频变压器作为负载的功率放大器最高工作频率可达几百千赫至十几兆赫,但当工作频率更高时,由于线圈漏感和匝间分布电容的作用,其输出功率将急剧下将,这不符合高频电路的要求,因此很少使用。
以传输线变压器作为负载的功率放大器,上限频率可以达到几百兆赫乃至上千兆赫,它特别适合要求频率相对变化范围较大和要求迅速更换频率的发射机,而且改变工作频率时不需要对功放电路重新调谐。
本节重点分析传输线变压器的工作原理,并介绍其主要应用。
5.4.1传输线变压器1.传输线变压器的结构及工作原理传输线变压器是将传输线(双绞线、带状线、或同轴线)绕在高导磁率铁氧体的磁环上构成的。
如图5-24(a)所示为1:1传输线变压器的结构示意图。
传输线变压器是基于传输线原理和变压器原理二者相结合而产生的一种耦合元件,它是以传输线方式和变压器方式同时进行能量传输。
对于输入信号的高频频率分量是以传输线方式为主进行能量传输的;对于输入信号的低频频率分量是以变压器方式为主,频率愈低,变压器方式愈突出。
如图5-24 (b)为传输线方式的工作原理图,图中,信号电压从1、3端输入,经传输线变压器的传输,在2、4端将能量传到负载RL上。
如果信号的波长与传输线的长度相比拟,两根导线固有的分布电感和相互间的分布电容就构成了传输线的分布参数等效电路,如图5-24 (d)所示。
若认为分布参数为理想参数,信号源的功率全部被负载所吸收,而且信号的上限频率将不受漏感、分布电容及高导磁率磁芯的限制,可以达到很高。
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。