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第5章高频功率放大器.

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高频电子线路(第五章 高频功率放大器)

高频电子线路(第五章 高频功率放大器)
①高效率输出 联想对比： ②高功率输出
高频功率放大器和低频功率放大器的共同 特点都是输出功率大和效率高。
7
（3）高频功率放大器的种类

谐振功率放大器（学习重点）
特点是负载是一个谐振回路，功率放大增益可
以很大，一般用于末级； 不易于自动调谐。

宽带功率放大器（了解即可）
特点是负载是传输线变压器，可在很宽的频带
工作状态 甲类 乙类 甲乙类 丙类 丁类 半导通角 c=180° c=90° 90° ＜c＜180° c＜90° 开关状态 理想效率 50% 78.5% 50%＜h＜78.5% h＞78.5% 负 载 电阻 推挽，回路 推挽 选频回路 选频回路 应 用 低频 低频，高频 低频 高频 高频
90%~100%
由于这种周期性的能量补充，所以振荡回路能维持振 荡。当补充的能量与消耗的能量相等时，电路中就建立起 动态平衡，因而维持了等幅的正弦波振荡。
34
问题二：半流通角θc通常多大合适?
如果θc取值过大，趋向甲类放大器，则效率 太低； 如果θc取值过小，效率虽然提高了，但输出 功率的绝对值太小（因为iC脉冲太低）； 这是一对矛盾，根据实验折中，人们通常 取
gC (vB VBZ )(当vB VBZ )
外部电路关系：
vB VBB Vbm cos t
v C V CC V cm cos t
31
（4）对2个问题的解释

问题一（可能会引起同学们困惑的问题）
为什么iC的波形时有时无,而输出的波形vo却能
是连续的?

问题二（有的题目已知条件不给θc,而解题 中又需要θc ）
通过LC回路,滤去无用分量，只留下 Icm1cosωt分量

第五章 高频功率放大器汇编

第五章 高频功率放大器汇编
iC Ic0 Icm1 cost Icm2 cos2t Icmn cosnt
iC Ic0 Icm1 cost Icm2 cos2t
Icmn cosnt
直流功率： P==VCC Ic0
vCE VCC Vcm cos t
输出交流功率：Po
1 2 Vcm
Icm1
集电极效率：
Vc2m 2Rp
t
0 qc
－V BB
V bm vBE
1
Pc T
T
0 iC vCEdt
1. iC 与vBE同相，与vCE反相；
v BE VBB Vbm cost 2. iC 脉冲最大时，vCE最小；
(b) 3. 导通角和vCEmin越小，Pc越小；
说明：
集电极电流ic虽然是脉冲状，包含很多谐波，失 真很大，但由于在集电极电路内采用的是谐振回 路，只要使回路谐振于基频。则ic的失真虽然很 大，仍然能得到正弦波形的输出。
已调信号 vo (t) Vom 1 mf cos t cost
low
ω
high
AM广播信号: 535kHz～1605kHz，BW=10kHz
fmax 3 f m in
BW 10k 1 f0 1000 k 100
3. 功率放大器分类
(a)甲类 class-A amplifier
(b)乙类 class-B amplifier
1 2
I
R 2
cm1 p
c
Po P
1 2
Vcm
I
cm1
VCC Ic0
1 2
g1
(qc
)
集电极电压利用系数 Vcm
波形系数
g1(qc )
Icm1 Ic0

Chapter5 高频功率放大器v1.0解析

Chapter5 高频功率放大器v1.0解析


故放大器效率：
Po Po c P Po Pc
21
第五章
高频功率放大器
高频电子线路
两点结论：
1）设法尽量降低集电极耗散功率Pc，则放大器效率c 自然会提高。这样，在给定P=时，晶体管的交流输出 功率Po就会增大；
2） 由式
c Po 1 Pc c
ic ic
Q
o
eb
o
t
o振放大器波形图 t
5
t
高频功率放大器波形图
第五章
高频功率放大器
高频电子线路
高频功率放大器与非谐振功率放大器的对比

相同点： ①输出功率大， ②输出效率高。

功率放大器实质上是一个能量转换器，把电源供给的直流能 量转化为交流能量，能量转换的能力即为功率放大器的效率。

不同点：

谐振功率放大器通常用来放大窄带高频信号(信号的通带宽度 只有其中心频率的1%或更小)，其工作状态通常选为丙类工作 状态(导通角c＜90)，为了不失真的放大信号，它的负载必 须是谐振回路

非谐振放大器可分为低频功率放大器和宽带高频功率放大器。 低频功率放大器的负载为无调谐负载，工作在甲类或乙类工 作状态；宽带高频功率放大器以宽带传输线为负载。
π

sin c c cos c I cM o ( c ) π(1 cos c )
I c1m

cos t cos c 1 c ic cosωt dt I cM costdt π π c (1 cos c )
π

I cM
c sin c cos c I cM 1 ( c ) π(1 cos c )

高频功率放大器

高频功率放大器

iB
和
iC 均为余弦脉冲，用傅里叶级数展开为：
iB I B 0 I B1m cost I B 2 m cos 2t I B 3m cos 3t
iC I C 0 I C1m cost I C 2 m cos 2t I C 3 m cos 3t
1、直流功率
PD
由直流供电电源提供的功率 P E C I c 0 D 2、输出功率 P0 由电子器件送给谐振回路的基波信号产生的功率
1 1 1 U cm 2 P0 I c1mU cm I c1m Re 2 2 2 Re
3、集电极损耗功率消耗在集电结的功率
2
Pc PD P0
4、集电极效率
高频功率放大器的输出回路具有选频作用， 若调谐在基波频率上，则回路两端的电压可表 示为：
uC U cm cost I C1m Re cost uC E EC U cm cost
Re
为输出回路的有载谐振电阻
第三节
丙类高频放大器的分析
一、折线分析法 高频功率放大器属于大信号分析，和低频放大器一样，往往采用折线 法分析（图解法），其输入特性和输出特性如图2-5所示。
I c1m
i

c
co stdt
I c1m I c max 1 ( )
I cnm
1 2

i
c
cos ntdt
I cnm I c max n ( )
将电流分解系数制成曲线，可得图2-8。
1 ( ) g1 0 ( )
三、高频功率放大器的功率和效率
静态工作点 Q ：
当输入信号 ，即静态时， u i U bm cost 0

高频电子线路复习题

高频电子线路复习题

高频电子线路复习第一章绪论一、习题1.通信系统由哪些部分组成？各组成部分的作用是什么？2.无线电通信为什么要进行调制？常用的模拟调制方式有哪些？3.小信号谐振放大器的主要特点是以作为放大器的交流负载，具有和功能。

4.放大电路直流通路和交流通路画法的要点是：画直流通路时，把视为开路；画交流通路时，把视为短路。

5.石英晶体振荡器是利用石英晶体的工作的，其频率稳定度很高，通常可分为和两种。

6.通常将携带有信息的电信号称为，未调制的高频振荡信号称为，通过调制后的高频振荡信号称为。

7.接收机分为和两种。

一、习题1.无线电通信中，信号是以电磁波形式发射出去的。

它的调制方式有、、。

针对不同的调制方式有三种解调方式，分别是检波、鉴频、和鉴相。

2.通信系统由输入变换器、、、以及输出变换器组成。

3.无线电波的三种传播方式是什么？各有什么特点？4.为什么发射台要将信号调制到高频载波上再发送？6.无线电广播发送和接收设备由哪些主要部分组成？7.将下列采用调幅方式实现的无线通信系统中的超外差式接收机的组成框图补充完整。

高频小信号检波器放大器第二章选频网络一、习题1.在调谐放大器的LC回路两端并上一个电阻R，可以（）。

A.提高回路的Q值B.提高谐振频率C.加宽通频带D.减小通频带2.正弦振荡器中选频网络的作用是（）。

A.产生单一频率的正弦波B.提高输出信号的振幅C.保证电路起振D.降低输出信号的振幅3.在一块正常放大的电路板上，测得某三极管的三个极对地电位如图所示，则管子的导电类型以及管脚自左至右的顺序分别为（）。

A.NPN型、becB.NPN型、ebcC.NPN型、ecbD.NPN型、bce4.LC谐振回路有和两种谐振方式。

5.LC并联谐振回路的品质因数越高，则越窄。

6.并联谐振回路如图所示，已知：Ｃ=300pF，L=390uF，Ｑ空=100，信号源内阻R S=100kΩ，负载电阻R L=200kΩ。

求该回路的谐振频率、谐振电阻、通频带。

05第五章、功率放大电路

05第五章、功率放大电路

•
•
5.3 甲乙类互补对称功率放大电路
一、交越失真 由于三极管输入特性有门槛电压，特性开始部分非线性又比较 严重，在两管交替工作点前后，出现一段两管电流均为零因而负载电流和电压均 为零的时间，使输出波形出现了“交越失真”。 二、甲乙类双电源互补对称功率放大电路 1.电路组成及电路工作原理：在两管的基极之间产生一个合适的偏压，使它们处 于微导通状态，两管各有不大的静态电流，电路工作在甲乙类，由于iL=iC1-iC2 ， 输出波形接近于正弦波，基本上可以实现线性放大。 2.性能指标计算及选管原则（同乙类功放） 三、甲乙类单电源互补对称功放：（OTL） 1.电路组成及分析： 它与OCL电路的根本区别在于输出端接有大电容C。就直流而言， 只要两管特性相同，Ｋ点的电位ＶK=Vcc/2，而大电容C 被充电 到ＶC=ＶK=Vcc/2 。就交流而言，只要时间常数;RLC比输入信号 的最大周期大得多，电容上电压可看作固定不变，而C对交流可 视为短路。这样，用单电源和C 就可代替OCL电路的双电源。T1 管上的电压是Vcc 与VK 之 差，等于Vcc/2 ，而T2 管的电源电压 就是0与ＶK 之差，等于Vcc/2 。OTL电路的工作情况与OCL电路 完全相同。但是在用公式估算性能指标时，要用Vcc/2代替 。 2.选管原则:(同双电源互补对称功放)原公式中Vcc用Vcc/2替代。 3.带自举的单电源互补对称电路
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• • • • • • • • •
2.直流电源供给的功率 直流电源供给的功率是指一个周期内的平均功率。直流电源供给的功率，一 部分转换为负载所需的交流功率，还有一部分被功率管消耗。 3.转换效率 η=Ｐo/Ｐv=3.14×Ｖom/(4Ｖcc) 在理想情况下,当Ｖom=Ｖcc时，效率为78.5%。 4.管耗 ＰT=ＰT1 +ＰT2=ＰV -Ｐo=2(ＶCC·Ｖom/π-Ｖom·Ｖom/4)／ＲL 四、功率放大电路放大管三种工作状态 甲类、乙类、甲乙类

第5章 高频功率放大器

第5章 高频功率放大器
图3 ─ 31(a)是工作频率为50 MHz的晶体管谐振功 率放大电路, 它向50 Ω外接负载提供25 W功率, 功率 增益达7 dB。
L3
14～ 150pF L1
50 C1 C2 90～ 400 pF
V Lb
L2 Ec
＋ 13.5 V
C332～ 250 pF
C342～
50 250 pF
(a)
50 5～ 30 pF
(3 ─ 30)
Le
=
0.1971(2.3Lg
4l d
−
0.75)
10−9
(3 ─ 31)
5.4 高频功率放大器的实际线路
5.5.1 直流馈电线路 直流馈电线路包括集电极和基极馈电线路。下面 结合集电极馈电线路和基极馈电线路说明Cb、 Lb的应 用方法。 图3 ─ 25是集电极馈电线路的两种形式: 串联馈电 线路和并联馈电线路。 图 3 ─ 25(b) 中晶体管、 电源、 谐振回路三者是并联连接的, 故称为并联馈电线路。
L1
C1
C2 5～ 33pF
C3 15 pF
C4
L3
V
R101 0
k C5
R2 110 k
L2 ED
C6 15 pF
5～ 33 pF
50
C8 C7 5～ 33 pF
EG (b)
图 3 ─ 31 (a) 50 MHz谐振功放电路;
(b) 175 MHz谐振功放电路
5.5 高频功放、功率合成与射频
模块放大器
R1
R2
(a)
(b)
(c)
图 3 ─ 27几种常见的LC (a) L型; (b) T型; (c) Π型
对于L —I型网络有

高频功率放大器

高频功率放大器

第2章高频功率放大器第2章高频功率放大器2.1 谐振功率放大器基本工作原理2.2 丙类谐振功率放大器的工作状态分析2.3 谐振功率放大器的高频特性2.4 谐振功率放大器电路2.5 高效率高频功率放大器及功率合成技术第2章高频功率放大器一、工作状态分类A 类(甲类)、B 类(乙类)、C 类(丙类)等。

i i BEC tCu QA 类(甲类)：工作点Q 较高(I CQ 大)，信号360°内，管子均导通。

通角：θ＝180 °U CCR LR L′N 1∶N 2RBVCBu i第2章高频功率放大器甲类功放电路及交、直流负载线i Ct 0I C Q I C QI C Qu CE i Cu CEt00U CE QU CU CCQ直流负载线交流负载线i B1R L′－I CR B 为偏置电阻，决定Q 点的I CQ 及I BQ 。

变压器是理想的，则直流工作点电压U CEQ =U CC ，直流负载线为一垂直线，而交流负载线通过Q 点，其斜率为(-1/R ′L )第2章高频功率放大器CQCC C CQ CC TE I U dt t I I U TP ⋅=+=∫)sin (10ω1.电源功率P E2. 交流输出功率P LLC C C C C TL R U I U tdt I t U TP ′=⋅=⋅=∫22121sin sin 1ωωCC Cm U U =CQCm I I =CQCC CC E L I U I U P P 21==ηA 类放大器无信号时，效率为零，信号最强时最大效率只有50%。

这是A 类放大器的致命弱点，也是晶体管功率放大器极少采用A 类放大器的原因。

%50max =η一般: 20%~30%第2章高频功率放大器i C t 0i Cu BEQπ2π0u iV 1V 2V 0VD1VD 2I COi C1i C2U CCu o－U EER Li C1i C2B 类(乙类)：工作点Q 选在截止点，管子只有半周导通，另外半周截止。

高频电子线路期末总复习题

高频电子线路期末总复习题
7、高频谐振功率放大器原工作于临界状态，如果其它条件不变，EC增大时，放大器的工作状态为（）
（A）临界状态 （B）欠压状态 （C）过压状态 （D）甲类状态
第六章正弦波振荡器
1、若要产生稳定的正弦波振荡，要求反馈型振荡器必须满足（）
（A）平衡条件（B）起振条件和平衡条件（C）相位条件和幅度条件（D）起振条件、平衡条件和稳定条件
求：
1）画出该放大器的交流通路图。（要求标出线圈抽头序号）
2）忽略回路空载损耗，求满足阻抗匹配时的接入系数p1、p2
3）求回路线圈的电感量L=？
4）单级谐振电压增益Auo
5）单调谐放大器的通频带宽度BW0.7。
第五章
1、某谐振功率放大器，当Vcc=24v，电压利用系数ξ=0.9，负载谐振阻抗RP=160Ω，管子饱和压降Vces=2.4v，输入激励电压振幅值Vbm=6v，求：
4、调试高频功放，可以利用VC值达到和ICO值达到来指示放大器的调谐状态。最大、最小
5、丙类功放的基极、集电极和发射极电流均为电流。
6、谐振功率放大器中，LC谐振回路既起到（）又起到（）作用。
第六章正弦波振荡器
1、三点振荡器的类型有( )反馈型和( )反馈型；
2、LC反馈型三端式振荡电路的相位平衡条件的判断原则是。振荡器幅度稳定的条件是，相位稳定的条件是。
A串联谐振频率B并联谐振频率
C串联谐振频率与并联谐振频率之间D工作频率
2、某丙类高频功率放大器原工作在过压状态，现欲调整使它工作在临界状态，可采用（）方法。
2、满足三端式振荡器相位条件的晶体管各电极连接原则是（）
（A）“射”同“基”反（B）“射”反“基”同（C）“集”同“基”反（D）“基”同“集”反
3、电容三点式与电感三点式振荡器相比，其主要优点是（ ）。

高频电子线路复习题解

高频电子线路复习题解

BW 2 Fmax 2 2 103 4 kHz 频谱图如图所示。
已知调幅波表示式 u(t) [20 12cos(2π 500 t)]cos(2π 106 t) V ,试求该调幅波的载波振
幅Ucm 、调频信号频率 F 、调幅系数 ma 和带宽 BW 的值。
[解] Ucm 20 V ， fc 106 Hz ， F 500 Hz
和 都增大一倍，两种调制信号的带宽如何
分析: 本题主要考察调频和调相带宽的异同点。两者均为角度调制，
当调制信号频率 不变而振幅 变化时，调频、调相的带宽随之变化，
当调制信号振幅 不变，调制信号频率 变化时，调频带宽基本不变，
可称为恒带调制，但调相波的带宽则随调制信号频率 变化。
为什么调幅波的调制系数不能大于１，而角度调制波的调制系数可以 大于１ 答：当调幅波的调制系数大于１时，发生过调幅，调幅波的包络形状 不再和调制信号波形相同，解调时将产生失真。角度调制波的调制系 数大于 １时，只要是频偏不过分大，就可以获得线性调制，而不致 造成解调信号失真。
解：频谱图如图所示：
20V
2V
4V
4V
106+320 0
106 106-400 106+400
带宽：BW＝2Fmax＝2×3200Hz＝6400Hz
信号功率：
而
2V
106+320 0
f/Hz
所以
某发射机只发射载波时，功率为 9ｋＷ；当发射单音频调制的调幅波
时，信号功率为ｋＷ，求调制系数 ma。若此时再用另一音频信号作 40%的调制后再发射，求此时的发射功率。
[解] BW 2100 200 Hz
调幅波波形和频谱图如图(s)(a)、(b)所示。 已 知 调 制 信 号 u [2cos(2π 2 103 t) 3cos(2π 300 t)] V ， 载 波 信 号

西安交大高频电子线路课件-第5章+高频功率放大器

西安交大高频电子线路课件-第5章+高频功率放大器

β0
高频区：0.2 fT f fT
故直接进行高频区或中频区的分析 和计算是相当困难的。本节将从低频区 的静态特性来解析晶体管的高频功放的 工作原理。
0.5fβ fβ 0.2fT fT
为了对高频功率放大器进行定量分析与计算，
关键在于求出电流的直流分量Ic0与基频分量Icm1。
最好能有一个明确的数学表达式来显示二者与通角
(2) 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。
在欠压区内，输出电流的 振幅基本上不随VCC变化 而变化，故输出功率基本 不变；而在过压区，输出 电流的振幅将随VCC的减 小而下降，故输出功率也 随之下降。
VCC变化时对工作状态的影响
波形系数
其中：尖顶余弦脉冲的分解系数
0
(qc
)
sinqc qc cosqc (1 cosqc )
1
(q
c
)
q
c cosqc sinq (1 cosqc )
c
n
(qc
)
2
sin
nqc cosqc n cos nqc sin n(n2 1)(1 cosqc )
qc
g1(qc )
Icm1 Ic0
P VCC Ic0
Pc P Po
0
欠压
临 界
过压
Rp
临界区 欠压区
iC
过 压 区
vbemax
vce
2. 高频功放的负载特性
I cm1 Ic0
Po
1 2 VcmIcm1
c
Po P
P VCC Ic0
Vcm
Pc P Po

高频功率放大 器

高频功率放大 器
iC
乙类（ θ＝90◦）
iC
0
ωt
2θ
丙类（ θ<90◦）
iC
0 2θ
0
ωt
ωt
2θ
第5章高频功率放大器-3
5.1 概述
3. 谐振（高频）功放与非谐振（低频）功放的比较
相同: 要求输出功率大，效率高
非线性(大信号)
不同: 工作频率与相对频宽不同,
谐振与非谐振
低频（音频）: 20Hz～20kHz
fmax 1000 BW 20k 2
第5章高频功率放大器-5
“高频电子线路”是通信工程、电子信息 工程等电子信息类专业重要的专业基础课程， 有很强的理论性、工程性和实践性，在电子 信息类专业中，具有非常重要的地位。
第5章高频功率放大器-6
课程前后联系：
通信原理
高频
高数 概率论 电路 信号
低频
第5章高频功率放大器-7
本门课程所研究的对象及课程任务:
第5章高频功率放大器-12
5.2 高频谐振功率放大器的工作原理 主要要求：
理解谐振功放的电路组成，掌握其工作原理 掌握丙类谐振功放输出功率、管耗和效率的计算。
第5章高频功率放大器-13
5.2.1 谐振功率放大器的基本组成及工作原理
1. 基极偏置电压
iC
iB
+
为使放大器工作于丙类 +
vi -
VBB<0
第5章高频功率放大器
主要内容： 高频功率放大器的功能、类型，并与低频功率放大器进行简单比较； 丙类谐振功率放大器的工作原理、工作状态、性能指标、电路组成
基本概念： 功率与效率 动态负载线 欠压，临界，过压，负载特性 集电极调制特性与基极调制特性

第5章 功率放大电路

第5章 功率放大电路

⒉ 电路计算
按乙类互补对称功放电路，但必须用VCC /2代替各 式中的VCC。
⒊ 调试方法
中点电压UA可调R1，功放管电流可调R4，但两者 互有牵连，反复调节2～3次，可满足要求。
5.2.3 OCL电路
双电源无输出电容互补对称电路。
⒈ 电路分析
⑴ V1V3、V2V4组成复合功放管； ⑵ R10R11V5组成恒压源， 提供功放管静态偏置； ⑶ V7V8组成差动输入级， 调节R6能调节中点电压； ⑷ V6管是驱动管； ⑸ R13C5组成自举电路； ⑹ R2C3R3组成电压串联(交流)负 反馈网络，调节R3可调节整个功
处在甲乙类状态下工作的三极管，
V1
其静态工作点的正向偏置电压很 小，两个管子在静态时处在微导 通的状态，当输入信号输入时，
V2
管子即进入放大区对输入信号进 行放大。处在甲乙类状态下工作 的互补功放电路如图所示。
图中的电阻R1和R2，二极管D1和D2分别组成三极管T1和T2的偏置电 路，用来消除交越失真。
因乙类放大器只在信号的半个周期内有功率输出，所以，该放大器有信号输 出 时，电源消耗的功率PE为电源电压和半波电流 即 的平均值的乘积，
由此可得，在理想的情况下，乙类放大器的能量转换效率η为
(3) 甲乙类工作状态
乙类放大器将静态工作点取在如图9-1-2所示的IC为零的Q点上，工作在这种 状态下的放大器虽然效率比较高，但在信号交接的时候会产生交越失真。为了消 除交越失真，将静态工作点的值取在如图9-1-3所示的Q点，具有这种工作点特性 的放大器称为甲乙类工作状态。
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●
5.1 功率放大电路的基本概念

高频功率放大器

高频功率放大器
集电极的效率
本级功率增益Ap=13dB(20倍)，则输入功率
基极余弦脉冲电流的最大值（晶体管3DGA1的 β=10）
基极基波电流的振幅
输入功率
输入电压的振幅
3.1.2计算谐振回路及耦合回路的参数
丙类功放的输入输出耦合回路均为高频变压器耦合，其输入阻抗
输出变压器线圈匝数比为
Vcm1为集电极基波电压的振幅，
总之，本次课程设计不但培养我们艰苦奋斗，相互合作的精神，而且进一步巩固了理论知识，生活的真理不在于你收获了多少，而在于你付出了多少，每个人只要有积极向上的热情就会做好每件事。
第八章参考文献
【1】谢自美《电子线路设计·试验·测试（第三版）》.武汉:华中科技大学出版社，2006.
【2】陆秀令，韩清涛.《模拟电子技术》.北京:清华大学出版社，2008.
2.2高频功率放大器的方案选定
功率放大器如果要输出较大的功率，晶体管必须大振幅地动作，因此，一般要工作在其非线性特征区域。
一般说来，晶体管电路高效率的同时，失真率也明显增大，因此要在效率与失真率之间取最适当点。
功率放大器按其偏置电压加入法，也即是工作点的取法，可以如图35所示的A类，B类、C类，以及介於A类，B类中间的AB类。
测得各数据如下
对于宽带功放有 ， ，
根据电路参数，理论计算值 对丙类功放测量值 根据电路参数，理论计算值
产生测量误差的主要原因是测量仪器的不准确和测量人员的读数误差，元器件本身的示值误差，工程近似计算引入的理论计算误差。
第六章主要技术指标及测试方法
6.1输出功率 的测量，信号发生器输出频率为1KHZ,幅值为1.0V的正弦信号 ，用双踪示波器分别观察 和 两端的输出的电压 ，在调谐过程中，我们将电源电压先调到4V，直到看到示波器中 为幅值达到最大且不失真的波形，则说明回路产生谐振。再将电源电压升到12V,再次观察 ，仍是幅值达到最大且不是真的波形，记录 的幅值，则

模拟电路第5章功率放大器

模拟电路第5章功率放大器
第五章
功率放大器
5.1 功率放大电路的一般特点 功率放大器：以向负载提供所需要的足够大的功率为 目的的放大器。 1、功率放大电路的特点及主要研究对象 ①输出功率大。 ②输出波形基本不失真。 ③效率要高，功率、效率、非线性失真为主要指标。 ④必须考虑管子的极限参数，并增加散热措施和保护 电路。 ⑤由于信号幅值大，在分析时不能用小信号模型，而 用图解法。
-VCC
5.3.2 甲乙类单电源互补电路 (OTL OTL) OTL 静态时 1 、基本电路
RC3 D1 vi R2 D2 T3 R1 VK VCC VCC/2 t Re Ce VCC K C T2 RL T1 vo 调节R2使：VK=VCC/2 电容C上的电压 Vc =VCC/2 输入信号时： 输入信号时 Vi为负半周，T1导通, T2截止， Vo为正半周。 Vi为正半周，T1截止，T2导通， 电容C放电，相当于电源， 电容C放电，相当于电源 因为电容C很大，其上电压可 认为不变。 Vo为负半周。
VCCVom V PT 1 = π RL 4 RL
PT = V CC = PV Po 2 V om V π RL 2 RL
2 om
2 om
dPT 1 =0 最大管耗： dVom
PT 1(max)
Vom =
2
π
VCC
2 1 VCC 2 = 2 = 2 Po (max) = 0.2 Po (max) π RL π
输出功率最大时的管耗
Vom ≈ VCC
2 VCC 4 π P1 = = 0.137Po(max) T 2RL 2π
1 T /2 PT 1 = ∫ vCE iC dt T 0 2 VCC 4 π 1 T /2 Vom sin ωt = ∫ (VCC Vom sin ωt ) dt P = T 0 RL 2π T RL

高频电子线路习题及答案

高频电子线路习题及答案

第2章 选频网络1.有一并联回路在某频段内工作，频段最低频率为535kHz ，最高频率为1605kHz 。

现有两个可变电容器，一个电容器的最小电容量为12pF ，最大电容量为100pF ；另一个电容器的最小电容量为15pF ，最大电容量为450pF 。

试问：1）应采用哪一个可变电容器，为什么？2）回路电感应等于多少？3）绘出实际的并联电路图。

（答案：1）选15450pF pF 的电容；2）180H μ）2.给定串联谐振回路的001.5,100,f MHz C pF ==谐振时电阻Ω=5R 。

试求0Q 和0L 。

又若信号源电压振幅1sm V mV =，求谐振时回路中的电流0I 以及回路元件上的电压0L m V 和0C m V 。

（答案：0212.2Q =；0112.6L H μ=；00.2I mA =； 00212.2L m C m V V mV ==）3.串联回路如图1所示。

信号源频率01f MHz =，电压振幅0.1sm V V =。

将11端短接，电容C 调到100pF 时谐振。

此时，电容C 两端的电压为10V 。

如11端开路再串接一阻抗X Z （电阻与电容串联），则回路失谐，C 调到200pF时重新谐振，总电容两端电压变为 2.5sm V V =。

试求线圈的电感量L 、回路品质因数0Q 值以及未知阻抗X Z 。

（答案：253L H μ=；0100Q =；47.7X R =Ω；200X C pF =） 图14.给定并联谐振回路的MHz f 50=，pF C 50=，通频带kHz f 15027.0=∆。

试求电感L 、品质因数0Q 以及对信号源频率为MHz 5.5时的失调。

又若把7.02f ∆加宽至kHz 300，应在回路两端再并联上一个阻值多大的电阻？（答案：20L H μ=；033.3Q =；6.36ξ=；21L R k =Ω）5.并联谐振回路如图2所示。

已知通频带7.02f ∆，电容C 。

第五章高频功率放大器答案

第五章高频功率放大器答案

第五章 高频功率放大器（一）选择题1． 高频功率放大器输出功率是指____D____。

A ）信号总功率B ）直流信号输出功率C ）二次谐波输出功率D ）基波输出功率2． 高频功率放大器功率增益是指_____B__________。

A ）基极激励功率与集电极输出功率之比B ）集电极输出功率与基极激励功率之比C ）不能确定3． 丙类高频功率放大器晶体三极管作用是______B__________。

A ）开关作用B ）按照输入信号变化的规律，将直流能量转变为交流能量C ）A 和B4． 丙类高频功率放大器中两电源的作用_____B___和___C_____。

A ）U BB 是能量的来源B ）U CC 是能量的来源C ）U BB 保证晶体管工作在丙类D ）U CC 保证晶体管工作在丙类5． 为使高频功率放大器有较高的效率，应工作____B____状态，角度___C_____。

A ） 乙类B ） 丙类C ） 小于90°D ） 大于90°（三）判断题1．丙类高频功率放大器原工作于临界状态，由于外接负载的变化而使e R 增加，致使放大器工作于过压状态。

现若将输入信号b U 减小，使放大器仍工作在临界状态，这时放大器的输出与原来相同。

（ × ）2．丙类高频功率放大器的输出功率为e c R I P 21021 ，CC U 、BB U 、b U 一定时，e R 越大，则0P 也越大。

（ × ）3．在谐振功率放大器的输出级中，匹配网络的阻抗变化作用时将负载转换为放大器所要求的最佳负载电阻。

（ √ ）4．丙类高频功率放大器，若要求输出电压平稳，放大器应选择临界工作状态。

（ × ）5．原工作于临界状态的丙类高频放大器，当其负载断开，0C I 减小，1C I 减小，0P 减小。

（ √ ）6．不可以用高频功放构成倍频器。

（× ）（四）问答题和计算题1．甲类、乙类、丙类功率放大器各有什么特点?试详细比较。

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在高频功率放大器中，又常根据集电极电流是否进 入饱和区，将它的工作状态分为三种： 欠压工作状态：集电极电流最大点电流在直线1的右 方，交流输出电压较低； 过压工作状态：集电极电流最大点电流在直线1的左 方饱和区，交流输出电压较高； 临界工作状态：集电极电流最大点电流在直线1上。
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增大ξ 和g1的值是提高效率的两个措施, 增大α 1是增大 输出功率的措施。然而增大g1与增大α 1是互相矛盾的。 导通角θ 越小, g1越大, 效率越高, 但α 1却越小, 输出功率 也就越小。所以要兼顾效率和输出功率两个方面, 选取合 适的导通角θ 。若取θ =70°, 此时的集电极效率可达到 85.9%, 而θ =120°时的集电极效率仅为64%左右。因此, 一般以70°作为最佳导通角, 可以兼顾效率和输出功率两 个重要指标。
即工作在丙类状态
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谐振功率放大器的基本工作原理 1、原理电路
ic － ＋ ib B u () ub V ＋ ub e － uce － uc C ＋ L R
Eb V BB
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Ec VCC
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vBE VBB Vbm cos t iC g c (vBE VBZ ) 则 则 故得 VBZ VBB cos C Vbm iC g cVbm (cos t cos C ) iC max g cVbm (1 cos C ) 则
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用傅立叶级数展开得： iC I k cos kt I C 0 I cm1 cos t I cm 2 cos 2t
k 0
I k iC max k (C )
I co ic max
波形分解系数
sin cos ic maxa0 ( ) (1 cos ) sin cos I c1 ic max ic maxa1 ( ) (1 cos ) 2 sin n cos 2n sin cosn I cn ic max ic maxan ( ) 2 n ( n 1)(1 cos cos )
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( t 2k ) C )
iC g c (VBB Vbm cos t VBZ ) VBB Vbm cos C VBZ 0
当t C时，iC 0
iC iC max
cos t cos C 1 cos C
周期性的余弦尖脉冲
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§5.2 谐振功率放大器的工作原理
一、获得高效率所需要的条件 P==直流电源供给的直流功率
PO=交流输出信号功率
PC=集电极耗散功率
P P O P C
c
PO PO P PO PC
1）在给定的 P=时，降低PC，则 PO就会增大。
c 自然会提高。这样，晶体管的交流输出功率
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( n 1)
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2、功率关系
由于负载调谐在基波上，所以输出端只有基波分量，并且 vo Vcm cos t R p I cm1 cos t （R p p 2 vC VCC Vcm cos t vBE VBB Vbm cos t 直流电源VCC 所供给的直流功率为 P VCC I C 0 回路可吸取的基频功率为
第5章 高频功率放大器
1、熟练掌握高频谐振功率放大器的工作原理、特性分 析 2、正确理解馈电电路和匹配网络在高频谐振功率放大 器中的应用 3、了解丙类倍频器的工作原理 4、了解传输线变压器的工作原理
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§5.1 概述
一、高频功率放大器的分类
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二、高频功率放大器与高频小信号放大器的比较 1、前者放大的是大信号，后者放大的是小信号 2、前者为非线性电路（分析方法为折线分析法）；后者为 线性电路（用y参数等效电路分析法） 3、前者通常工作于丙类状态，后者工作于甲类状态 4、质量指标不同：前者为输出功率大、效率高以及输出中 的谐波分量应尽量小，以免对其他频道产生干扰；后者有 增益、选择性、通频带、稳定性、噪声系数等。
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§5.3、晶体管谐振功率放大器的 折线近似分析法
一、晶体管特性曲线的理想化及其解析式
折线近似分析法，是将电子器件的特性曲线理想化，每 一条特性曲线用一条或几条直线（组成折线）来代替。可 以用简单的数学解析式来代表电子器件的特性曲线。
优点是简单，缺点是准确度较低。
2 Vcm 1 1 2 PO Vcm I cm1 I cm1 R p 2 2 Rp 2
L ，R为电感的损耗电阻） CR
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集电极耗散功率为 PC P PO
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放大器的集电极效率为：ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1 V I PO 2 cm cm1 1 C g1 ( c ) P VCC I CO 2 Vcm (集电极电压利用系数） VCC g1 ( c ) I cm1 iC max （ （ ） 1 c） 1 c （波形系数） I CO iC max（ （ 0 c） 0 c）
2）维持晶体管的集电极耗散不超过规定值，提高集电极效率，将使交流输出功 率大为增加。
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如何减小集电极耗散？ 集电极耗散的瞬时功率为：
pC iC vC
如果使iC 只有在vC 最低的时候才能通过，那么集电极耗散功率 自然会大为减小。iC需是脉冲状。
电流通角2C 180o
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三、高频功率放大器与低频功率放大器的区别
共同点是：输出功率大和效率高
不同点是： 1、低频功率放大器的工作频率低，20Hz～20kHz，相对 频带宽。因此都是采用无调谐负载，如电阻、变压器等； 高频功率放大器的工作频率高，几百kHz～几百MHz，相 对频带窄。因此，一般都采用选频网络作为负载回路。 2、低频功率放大器工作于甲类、甲乙类或乙类状态； 高频功率放大器则一般都工作于丙类。