当前位置：文档之家 › 高频电子线路(第四版) 第4章

高频电子线路(第四版) 第4章

  • 格式：ppt
  • 大小：3.69 MB
  • 文档页数：207

下载文档原格式

  / 207

合集下载

高频电子线路课后答案(胡宴如)

高频电子线路课后答案(胡宴如)

第2章 小信号选频放大器2.1填空题(1)LC 并联谐振回路中，Q 值越大，其谐振曲线越尖锐,通频带越窄,选择性越好。

(2)LC 并联谐振回路谐振时，回路阻抗为最大且为纯电阻,高于谐振频率时间阻抗呈容性，低于谐振频率时间阻抗感性。

(3)小信号谐振放大器的负载采用谐振回路,工作在甲类状态，它具有选频作用。

(4)集中选频放大器由集成宽带放大器和集中选频滤波器组成，其主要优点是接近理想矩形的幅频特性，性能稳定可靠，调整方便。

2.2 已知并联谐振回路的1μH,20pF,100,L C Q ===求该并联回路的谐振频率0f 、谐振电阻p R 及通频带0.7BW 。

[解]900.035610Hz 35.6MHz f ===⨯=3640.722.4k 22.361022.36k 35.610Hz35.610Hz 356kH z100p R Q f BW Q ρρ==Ω=⨯Ω=Ω⨯===⨯=2.3 并联谐振回路如图P2.3所示，已知：300pF,390μH,100,C L Q ===信号源内阻s 100k ,R =Ω负载电阻L 200k ,R =Ω求该回路的谐振频率、谐振电阻、通频带。

[解]0465kHz f ≈==0.70114k Ω////100k Ω//114.k Ω//200k Ω=42k Ω42k Ω371.14k Ω/465kHz/37=12.6kHzp e s p Le e e R Q R R R R R Q BWf Q ρρ========== 2.4 已知并联谐振回路的00.710MHz,C=50pF,150kHz,f BW ==求回路的L 和Q 以及600kHz f ∆=时电压衰减倍数。

如将通频带加宽为300 kHz ，应在回路两端并接一个多大的电阻? [解] 6262120115105μH (2π)(2π1010)5010L H f C --===⨯=⨯⨯⨯⨯6030.7101066.715010f Q BW ⨯===⨯8.1p oU U ∙∙= 当0.7300kHz BW =时6030.746120101033.33001033.31.061010.6k 2π2π10105010e e e ef Q BW Q R Q f C ρ-⨯===⨯====⨯Ω=Ω⨯⨯⨯⨯而471266.72.131021.2k 2π105010p R Q ρ-===⨯Ω=Ω⨯⨯⨯ 由于,p e pRR R R R =+所以可得10.6k 21.2k 21.2k 21.2k 10.6k e p p eR R R R R Ω⨯Ω===Ω-Ω-Ω2.6 并联谐振回路如图P2.6所示。

高频电子线路4章17节201310精品文档

高频电子线路4章17节201310精品文档

Av

-
p1 p 2 y fe Y
-
p1 p 2 y fe
G p

j( C

1) L1
Y
A vop1G p2pyfeGpp 1g po 21y fegi2
+ Vo
CΣ
G′ p
L1
-
为了获取最大功率增益，应适当地选取p1和p2的值，使负 载导纳YL能与晶体管电路的输出导纳相匹配。匹配条件是：
C
Gp L1 C′i2 g′i2
+ Vo
-
-
yo1 p12yoe
YL p12YL
Y
CΣ
G′ p
L1
p 1 N N 1 p 2 N N 2G p G p g o 1 g i2C C C o 1 C i 2
Yp1 2(yoeYL )
A v V V oi11
yfe yoeYL
p12yfe Y
20
晶体管
a
+
N
负载YL
Io1 yfeVi1
+ Vo1
1 go1 Co1 Y′L Vo C Gp
N1
-
-
L1
+
N2 Vi2 L2 -
Ci2 gi2
2
b
从上图可知，本级的实际电压增益是：
Av V Vii12
(N NV12i)1Vo1
N1
-
-
L1
+
N2 Vi2 L2 -
2
b
(b) 等效电路
Ci2 gi2
图4.3.1 单调谐回路谐振放大器的原理性电路与等效电路
18
4.3.1 电压增益Av

高频电子线路(第四版)课后习题答案_曾兴雯

高频电子线路(第四版)课后习题答案_曾兴雯
3－8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EC、Eb、Ub、RL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？
答3-8
当晶体管工作在线性区时的工作状态叫欠压状态，此时集电极电流随激励而改变，电压利用率相对较低。如果激励不变，则集电极电流基本不变，通过改变负载电阻可以改变输出电压的大，输出功率随之改变；该状态输出功率和效率都比较低。
解3-12
（1）
（2）可增加负向偏值，但同时增大激励电压，保证IC1不变，但这样可使导通角减小，效率增加。
（3）由于频率增加一倍，谐振回路失谐，集电极阻抗变小，电路由原来的临界状态进入欠压状态，输出幅度下降，故使输出功率和效率都下降。对于2ω的频率，回路阻抗为：
因此，输出功率下降到原来的2/3Q倍。
可以通过采取以下措施
1.减小激励Ub，集电极电流Ic1和电压振幅UC基本不变，输出功率和效率基本不变。
2.增大基极的负向偏置电压，集电极电流Ic1和电压振幅UC基本不变，输出功率和效率基本不变。
3.减小负载电阻RL，集电极电流Ic1增大，IC0也增大，但电压振幅UC减小不大，因此输出功率上升。
4.增大集电极电源电压，Ic1、IC0和UC增大，输出功率也随之增大，效率基本不变。
解2-1：
答：回路电感为0.586mH,有载品质因数为58.125,这时需要并联236.66kΩ的电阻。
2－2图示为波段内调谐用的并联振荡回路，可变电容 C的变化范围为 12～260 pF，Ct为微调电容，要求此回路的调谐范围为 535～1605 kHz，求回路电感L和Ct的值，并要求C的最大和最小值与波段的最低和最高频率对应。
答2-6：
电阻的热噪音是由于温度原因使电阻中的自由电子做不规则的热运动而带来的，因此热噪音具有起伏性质，而且它具有均匀的功率谱密度，所以也是白噪音，噪音的均方值与电阻的阻值和温度成正比。

高频电子线路4-1

高频电子线路4-1

增大，振荡能够建立起来。 A F 2n 表明反馈是正反馈， 是构成反馈型振荡器的必要条件。
起振至稳定振荡的变化过程
• 随着反馈至输入端信号的不断增大，晶 体管进入非线性区，不再线性放大，ic、 ie将成为脉冲状
U c1 I c1m R p I CM 1 c R p 此时放大倍数A Ui U im U im 考虑公式I CM g cU im 1 cos c ，则上式为 A g c R p 1 cos c 1 c
AF=1表示等幅振荡，处于平衡状态； A F 2n 表示正反馈，为反馈 振荡器的必要条件。
理解起振条件和平衡条件：
晶体管是非线性器件，其增益A随输出电 压Vo增大而减小,直到达到平衡。
第二节 反馈型LC振荡原理
三 、振荡平衡状态的稳定条件 什么是平衡状态的稳定条件： 指振荡器由于外界原因失去平衡后，振荡器 能自动回到平衡状态的条件。 （1）振幅的稳定条件：
• 输出波形 可以是非正弦波，也可以是正弦波 • 用途广泛 无线电发送设备的心脏部分，也是超外 差接收机的主要部分，各种电子测试仪 器，例如信号发生器、数字频率计等等。
LCR回路分析
假设开关先在1位置，电 容充电至V，然后开关S 转至2位置、C上电荷通 过L、R放电。由基尔霍 夫定律
di 1 L Ri idt 0 dt C
1 , AF 1, 平衡点 F
Q点是稳定平衡点
B点是不稳定平衡点
U c U c Q
A 振幅稳定条件： U c
0
（2）相位稳定条件为 ： Z 0
分析外因的影响：
(4 ─ 16)
若输入电压 U b和反馈电压 U b 相差为 2则平衡 当外因使 U b 的相位超前于 U b ( L )

高频电子线路第4章1-7节201310

高频电子线路第4章1-7节201310

Cb c
b'
rb' c
c
rce
Cb' c Cb' e gmVb' e
Cce
c
13
4.2.3 混合π等效电路参数与形式等效电路y 参数的转换
Cb c
根据π等效电路， 写出节点电流方程。
b
rb b '
r b' e Cb e
b +
V1 I1
-
c +
I2 V2
e
I1
+
V1 yi
-
b'
rb' c
c
rce
Cb' c Cb' e gmVb' e

I1
I2
yr

I1 V2
输入短路反向传输导纳
V1 0
+
V1
yi
yr V2
+ yo V2
yf

I2 V1
V2
输出短路正向传输导纳
0
-
yf V1 图4.2.2 y 参数等效电路
-
c
+
yo

I2 V2
输入短路时输出导纳
V1 0
b +
V1 I1
I2 V2
-
-8
e
图4.2.3是晶体管 放大器的基本电路。
17
图4.3.1为单调谐回路
谐振放大器原理性电路与
等效电路,图中为了突出
输入
+
所要讨论的中心问题，故 信号 Vi1
-
略去实际电路中的附属电
路等。
晶体管
a

高频电子线路课件第四章ppt课件

高频电子线路课件第四章ppt课件
相对较低 可到达甚高频段
运用较少
4.3.3 LC三端式振荡器相位平衡条件的判别准那么
C
1、XCE与XBE的电抗性质一样；
X1
2、XBC与XCE、XBE的电抗性质相反；
3、对于振荡频率fo，应满足：
E
X3
XCE+XBE+XBC=0
X2 B
集基一样余相反
C
C1
E
L
C2
B
考毕兹电路
C
L1
E
C
L2
B
哈脱莱电路
gn
1 rn
uD
适用中，隧道二极管具有电压控制型负阻器件特性； 单结晶体管、雪崩管具有电流控制型负阻器件特性。
iD
iD
Q
IQ
Im
uUmcost
0
UQ
uD0
t
0
设将负阻特性直线化，并在任务点
电压UQ上叠加一正弦电压u
Um
iurnUm crnotsImcots
t
u D U Q u U Q U m cot s
0.01uF
200pF 100pF C3 C4
C2 200pF
L 8uH
C55.1pF
C1 51pF
4.5 石英晶体振荡器
频率稳定度可到达10-6~10-11。 石英晶体振荡器的优点： 石英晶体的等效谐振回路有很高的规范性； 石英晶体的Q值可高达数百万量级； 在串并联谐振频率之间很窄的任务频带内，
4.3.1 电感反响式三端振荡器〔哈脱莱电路〕
一、电路方式
C
B E
C E
B
二、交流等效电路
三、起振条件 四、振荡频率
hfe L1M 1 hiehoe L2 M hfe

高频电子线路张肃文第四版Chapter4高频小信号放大器

高频电子线路张肃文第四版Chapter4高频小信号放大器

谐振放大器是采用谐振回路作负载的放大器，具 有放大、滤波和选频的作用。非谐振放大器由阻容 放大器和各种滤波器组成，其机构简单，便于集成。
31.12.2020
h
3
3 高频小信号放大器的质量指标
⑴ 增益（放大系数）
电压 增益 AV ： VVoi 功 率 增 益 AP ： PPoi
分贝表示：
AV
20lg Vo Vi
31.12.2020
h
10
三、混合π等效电路的简化
混合π等效电路中， b
电容、电阻并联，
在一定频率下：
Cbe
rbb´
b´
rb´e Cb´e
rb´c
· Cb´c gmVbe
c rce Cce
•rbc与Cbc引起的容抗相比，rbc可视为开路。
•rbe与Cbe引起的容抗相比，rbe可以忽略(视为开路)
•rce与回路负载比较，可视为开路。
NF
Psi Pso
/ /
PPnnoi((输 输入 出信 信噪 噪 )) 比 比NF越接近1越好
在多级放大器中，前二级的噪声对整个放大器的噪声
起决定作用，因此要求它的噪声系数应尽量小。
31.12.2020
h
8
§4. 2晶体管高频小信号等效电路与参数
一、形式等效电路(网络参数等效电路)
设 输V 1 和 入输 电 V 2 为 出 压自 电变 压量
2 f0.7
放大器所放大的一般都是已调制的信号，已调制的信
号都包含一定频谱宽度，所以放大器必须有一定的通 频带，让必要的信号频谱分量通过放大器。
与谐振回路相同，放大器的通频带决定于回路的形式 和回路的等效品质因数QL。此外，放大器的总通频带， 随着级数的增加而变窄。并且通频带愈宽，放大器增 益愈小。

高频电子线路张肃文第四版高频部分习题解答

高频电子线路张肃文第四版高频部分习题解答

01
必须先知道原调制信号的表示式， 才能确定是调频波还是调相波。
02
10 解 1)
03
若调制信号为VΩcos104t，则该式表示调相波。
04
若调制信号为VΩsin104t，则该式表示调频波。
05
所以此调角波为调频波。
06
载频为：
07
调制指数为：
08
调制频率为：
平均功率为：
添加标题
添加标题
添加标题
其中kf为待定系数。
调频波的一般数学表示式为：
4 解
所以，该调频波的数学表示式为：
1
添加标题
5 解 1)
2
添加标题
3
添加标题
调频波的数学表示式为：
调相波的数学表示式为：
此时调频波的数学表示式为： 调相波的数学表示式为：
而mf与F成反比，故mf=25/5=5； 当F＝2kHz时，因为mp与F无关，故mp=25；
以下谐波较小，可不考虑；
添加标题
则会产生互调干扰。
添加标题
以上频率落在2～12MHz波段内，因此会产生互调干扰。
添加标题
第六章部分习题解答
选用调谐回路作为集电极负载的原因：为了消除输出信号的失真。只有在谐振时，调谐回路才能有效地滤除不需要的频率，只让有用信号频率输出。此时，集电极电流脉冲只在集电极瞬时电压最低区间流通，因而电流脉冲最小，平均电流IC0也最小。
边带总功率
9.7 解 集电极调幅时，集电极效率不变，故直流 输入功率为： 调制后，平均输出功率为：
总输入功率为：
1
此处，2.45kW是由调制器供给的。
2
基极调幅时，效率将随调幅度而变。调幅 后，总输入功率12.45kW将全由直流电源 供给。

高频电子线路最新版课后习题解答第四章 高频功率放大器习题解答

高频电子线路最新版课后习题解答第四章 高频功率放大器习题解答

思考题与习题4.1 按照电流导通角θ来分类，θ=180度的高频功率放大器称为甲类功放，θ>90度的高频功放称为甲乙类功放，θ=90度的高频功率放大器称为乙类功放，θ<90度的高频功放称为丙类功放。

4.2 高频功率放大器一般采用LC谐振回路作为负载，属丙类功率放大器。

其电流导通角θ<90度。

兼顾效率和输出功率，高频功放的最佳导通角θ= 60～70 。

高频功率放大器的两个重要性能指标为电源电压提供的直流功率、交流输出功率。

4.3 高频功率放大器通常工作于丙类状态，因此晶体管为非线性器件，常用图解法进行分析，常用的曲线除晶体管输入特性曲线，还有输出特性曲线和转移特性曲线。

4.4 若高频功率放大器的输入电压为余弦波信号，则功率三极管的集电极、基极、发射极电流均是余弦信号脉冲，放大器输出电压为余弦波信号形式的信号。

4.5 高频功放的动态特性曲线是斜率为1-的一条曲线。

R∑υ对应的静态特性曲线的交点位于放大区就4.6对高频功放而言，如果动态特性曲线和BEmaxυ称为欠压工作状态；交点位于饱和区就称为过压工作状态；动态特性曲线、BEmax 对应的静态特性曲线及临界饱和线交于一点就称为临界工作状态。

V由大到小变化时，4.7在保持其它参数不变的情况下，高频功率放大器的基级电源电压BB功放的工作状态由欠压状态到临界状态到过压状态变化。

高频功放的集电极V（其他参数不变）由小到大变化时，功放的工作状态由过压状态到电源电压CCV（其它参数不变）由小临界状态到欠压状态变化。

高频功放的输入信号幅度bm到大变化，功放的工作状态由欠压状态到临界状态到过压状态变化。

4.8 丙类功放在欠压工作状态相当于一个恒流源；而在过压工作状态相当于一个恒压源。

集电极调幅电路的高频功放应工作在过压工作状态，而基级调幅电路的高频功放应工作在欠压工作状态。

发射机末级通常是高频功放，此功放工作在临界工作状态。

4.9 高频功率放大器在过压工作状态时输出功率最大，在弱过压工作状态时效率最高。

高频电子电路(第4版)第3章第4章课后答案习题解答

高频电子电路(第4版)第3章第4章课后答案习题解答

过程将停止，振荡器达到平衡状态，即进入等幅状态。振荡器进入平衡状态后，直流电源补充的能
量刚好抵消整个环路消耗的能量。故平衡条件为： T ( jo ) 1
（3）振荡器在工作过程中，不可避免地要受到各种外界因素变化的影响，如电源电压波动、噪 声干扰等。这些会破坏原来的平衡条件。如果通过放大和反馈的不断循环，振荡器能产生回到原平
（2）振荡频率
fs
2π
1 LC
，式中 C C1C2 100 300 75(pF) C1 C2 100 300
∴
fs
2π
1 LC2πFra bibliotek12.60 106(Hz) 2.60MHz
50 106 75 1012
1
（3）要维持振荡首先要满足的振荡条件为： T ( jo ) 1 ，即
Auo F
3.7 解：检查：直流偏置电路、高频交流等效电路（正反馈）。改正后的电路如图 3.7 所示。
图 3.7 图（a）：直流电源被变压器的次级线圈短路到地，加不到晶体管基极，故应加隔直电容 Cb ；
高频交流等效电路：通过瞬时极性法得知，此反馈为负反馈，故应修改同名端的标注。 图（b）：直流偏置电路正确；
高频交流等效电路：基极悬空、 C1 被短路，基极和射极间添加电容 Cb ，去掉 Ce 。 图（c）：直流偏置电路正确；
（2）高频交流等效电路如图 3.8 所示。
回路总电容：
C
C4
C1C2
C1C2C3 C1C3 C2C3
根据振荡频率
fs
2π
1 LC
有
C
(2
1 fs)2 L
(2
1 49.5 106 )2
1.5 10 6
6.89 1012 (F)

第4章高频电子线路

第4章高频电子线路

右图可见：
当c≈120时，Icm1/icmax 达到最大值。在Ic max与 负载阻抗Rp为某定值的 情况下，输出功率将达 到最大值。这样看来， 取c=120应该是最佳通 角了。但此时放大器处 于甲级工作状态效率太 低。
n 10
1
0.5
0
0.4 2.0
0.3 0.2 1.0
01 2
①高效率输出 ②高功率输出 联想对比：
高频功率放大器和低频功率放大器的共同特点都 是输出功率大和高。
3、谐振功率放大器与小信号谐振放大器的异同之处
相同之处：它们放大的信号均为高频信号，而且放大器的负 载均为谐振回路。
不同之处：为激励信号幅度大小不同；放大器工作点不同； 晶体管动态范围不同。
ic
ic
根据能量守衡定理： PDC= Po+ Pc
故集电极效率：hc

Po PDC

Po Po Pc
由上式可以得出以下两点结论：
1) 设法尽量降低集电极耗散功率Pc，则集电极效率hc自然 会提高。这样，在给定PDC时，晶体管的交流输出功率Po 就会增大；
2）
由式 Po


1
hc hc
Pc
工作状态
功率放大器一般分为甲类、乙类、甲乙类、丙类等工 作方式，为了进一步提高工作效率还提出了丁类与戊类放 大器。
表 2-1 不同工作状态时放大器的特点
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% 90%~100%
折线分析法的主要步骤：

高频电子线路第四章答案

高频电子线路第四章答案

第4章 正弦波振荡器4.1 分析图P4.1所示电路，标明次级数圈的同名端，使之满足相位平衡条件，并求出振荡频率。

[解] (a) 同名端标于二次侧线圈的下端60126110.87710Hz 0.877MHz 2π2π3301010010f LC --===⨯=⨯⨯⨯(b) 同名端标于二次侧线的圈下端6061210.77710Hz 0.777MHz 2π1401030010f --==⨯=⨯⨯⨯(c) 同名端标于二次侧线圈的下端6061210.47610Hz 0.476MHz 2π5601020010f --==⨯=⨯⨯⨯4.2 变压器耦合LC 振荡电路如图P4.2所示，已知360pF C =，280μH L =、50Q =、20μH M =，晶体管的fe 0ϕ=、5oe 210S G -=⨯，略去放大电路输入导纳的影响，试画出振荡器起振时开环小信号等效电路，计算振荡频率，并验证振荡器是否满足振幅起振条件。

[解] 作出振荡器起振时开环Y 参数等效电路如图P4.2(s)所示。

12 略去晶体管的寄生电容，振荡频率等于061211Hz =0.5MHz 2π2π2801036010f LC --==⨯⨯⨯略去放大电路输入导纳的影响，谐振回路的等效电导为5661121042.7μS 502π0.51028010e oe oe o G G G G S S Q L ρω--=+=+=⨯+=⨯⨯⨯⨯⨯由于三极管的静态工作点电流EQ I 为12100.712330.6mA 3.3k EQV I ⨯⎛⎫-⎪+⎝⎭==Ω所以，三极管的正向传输导纳等于/0.6/260.023S fe m EQ T Y g I U mA mV ≈===因此，放大器的谐振电压增益为o muo eiU g A G U -== 而反馈系数为f oU j M M F j L LU ωω-=≈=-这样可求得振荡电路环路增益值为60.023203842.710280megM T A F G L -====⨯ 由于T >1，故该振荡电路满足振幅起振条件。

高频电路原理与分析第四版电子课件教案-第4章 正弦波

高频电路原理与分析第四版电子课件教案-第4章 正弦波
振幅平衡条件和相位平衡条件分别可写为
Y f RL F 1 2n f L F n 0,1,2
(4 ─ 15b)
《高频电路原理与分析》
第4章 正弦波振荡器
§4.1.3 起振条件 为了使振荡过程中输出幅度不断增加, 应使反馈回 来的信号比输入到放大器的信号大, 即振荡开始时应为 增幅振荡, 因而由式(4 ─ 8)可知
(4 ─ 7)
形成增幅振荡
形成减幅振荡
(4 ─ 8)
《高频电路原理与分析》
第4章 正弦波振荡器
§ 4.1.2平衡条件 振荡器的平衡条件即为 T ( j ) K ( j ) F ( j ) 1 也可以表示为 T ( j ) KF 1
T K F 2n
n 0,1,2
《高频电路原理与分析》
第4章 正弦波振荡器
自激振荡的条件就是环路增益为1, 即
T ( j ) K ( j ) F ( j ) 1
通常又称为振荡器的平衡条件。 由式(4 ─ 5)还可知
T ( j ) 1 T ( j ) 1 , U i( s) U i ( s) , , U i( s ) U i ( s ) ,

K ( j )
Uo Uo

Uc Ub


Ic Uc Ub Ic

Y f ( j ) Z L
(4 ─ 10)
式中, ZL为放大器的负载阻抗
ZL Uc Ic

RLe j L
(4 ─ 11)
Yf(jω)为晶体管的正向转移导纳。
Y f ( j )
Ic Ub
T ( j ) 1
称为自激振荡的起振条件, 也可写为
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

准线性折线分析法的条件如下： (1) 忽略晶体管的高频效应。在此条件下，可以认为功 率晶体管在工作频率下只显示非线性电阻特性，而不显示电 抗效应。因此，可以近似认为，功率晶体管的静态伏安特性
(2) 输入和输出回路具有理想滤波特性。在此条件下, 在 图4.1所示电路中，基极-发射极间电压和集电极-发射极之间 电压仍是余弦波形且相位相反，可写为：
4.2 谐振功率放大器
4.2.1
1. 谐振功率放大器的原理电路如图4.1
图4.1 谐振功率放大器的原理电路
图4.1中要求晶体管发射结为零偏置或负偏置。这时电路 在输入余弦信号电压ub= Ubmcosωt的激励下，晶体管基极和 集电极电流为图4.2(c)、(d)所示的余弦脉冲波形，其中θ是指 一个信号周期内集电极电流导通角2θ的一半，称之为通角， θ出现范围在-2nπ-θ≤θ≤θ+2nπ。根据通角大小的不同，晶体管
θ = arccos Uon U BB U bm
uBE=UBB+Ubmcosωt
(4- 2)
uCE=UCC-Ucmcosωt
(4- 3)
(3) 晶体管的静态伏安特性可近似用折线表示。例如图
4.3所示的晶体管转移特性就采用了折线表示。图中Uon表示 晶体管的起始导通电压。
图4.3 晶体管折线化后的转移特性曲线及iC电流
1) 余弦脉冲分解 图4.3所示是用晶体管折线化后的转移特性曲线绘出的丙 类工作状态下的集电极电流脉冲波形，折线的斜率用G表示。 设输入信号为ub=Ubmcosωt，发射结电压为 uBE=UBB+Ubmcosωt, 晶体管折线化后的转移特性为
① 输出足够的功率； ② 具有高效率的功率转换； ③
高频功率放大器的输出功率是从电源供给功率中转换而 来的，所以在满足功率输出要求的同时，必须注意提高功率 的转换效率。为了提高功率放大器的效率，通常选择放大元 件工作在丙类状态。在这种状态下，晶体管处于非线性工作 区域，晶体管集电极电流通角小于90°。
θ= 180° θ= 90° θ＜90°，为丙类工作状态
图4.2所示工作波形表示了功率放大器工作在丙类状态。 在丙类工作状态下，uBE=UBB+Ubmcosωt 较小，且uBE＞Uon 时才有集电极电流流过，故集电极耗散功率小、 效率高。
图4.2 谐振功率放大器各级电压和电流波形
图4.1中，输出回路中用LC谐振电路作选频网络。这时， 谐振功率放大器的输出电压接近余弦波电压，如图4.2(e)所示。 由于晶体管工作在丙类状态，晶体管的集电极电流iC是一个 周期性的余弦脉冲，用傅氏级数展开iC，则得
2. 在工程上，对于工作频率不是很高的谐振功率放大器的 分析与计算，通常采用准线性折线分析法。准线性放大是指 仅考虑集电极输出电流中的基波分量在负载两端产生输出电 压的放大作用。所谓折线法，是指用几条直线段来代替晶体 管的实际特性曲线，然后用简单的数学解析式写出它们的表 示式。将器件的参数代入表示式中，就可进行电路的计算。 折线法在分析谐振功率放大器工作状态时，物理概念清楚， 方法简便，但其准确度比较差，不过作为工程近似估算已满
工作在丙类状态下的晶体管输出电流与输入信号之间存 在着严重的非线性失真，在高频功率放大器中采用谐振选频 负载方法来滤除非线性失真，以获得接近正弦波的输出电压 波形，这一类高频功率放大器通常称为窄带功率放大器或谐 振功率放大器。窄带信号是指带宽远小于中心频率的信号。 例如, 中波广播电台的带宽为10 kHz，如果中心频率为1000 kHz，则它的相对频带宽度只相当于中心频率的1%。
iC
0
GuBE
U on
uBE Uon uBE Uon
(4- 4)
将uBE=UBB+Ubmcosωt代入上式，可得
iC = G(UBB+Ubmcosωt-Uon)
(4- 5)
由图4.3可得，当ωt =θ时，iC=0, 代入式(4- 5)，可求得
0=G(UBB+Ubmcosθ-Uon)
cosθ = Uon U BB U bm
根据采用的负载不同，高频功率放大器可分为窄带功率 放大器和宽带功率放大器两类。窄带功率放大器以选频网络 作负载，功率放大器可工作在丙类状态。宽带功率放大器以 宽带传输线变压器作负载，它可解决窄带放大器难于迅速变 换选频网的中心频率的问题，宽带放大器的负载不具有滤除
功率放大器不论工作在哪一类状态，对谐波辐射这项指 标来说，通常要求不论输出功率多大，在距离发射c1mcosωt+Ic2mcos2ωt+…+Icnmcosnωt (4- 1)
式中Ic0、Ic1m、Ic2m…Icnm分别为集电极电流的直流分量、 基波分量以及各高次谐波分量的振幅。当输出回路的选频 网络谐振于基波频率时，输出回路只对集电极电流中的基 波分量呈现很大的谐振电阻，而对其它各次谐波分量呈现 很小的电抗并可看成短路。这时余弦脉冲形状的集电极电 流iC流经选频网络时，只有基波电流才产生电压降，因而输 出电压仍近似为余弦波形，并且与输入电压ub同频、反相， 如图4.2(b)、 (e)所示。
在要求非线性失真很小的场合，高频功率放大器不宜采 用丙类(或丁、 戊类)工作状态。
为了不产生波形失真，就要采用甲类(前级)或乙类推挽 (后级)工作状态。当高频功率放大器侧重于获得不失真放大 性能时，输出功率不足的缺陷可通过功率合成的办法来补偿。 对已调幅波进行功率放大时，通常选择本级高频功率放大器 为乙类工作状态。这时，既可避免波形出现失真，又能输出
4.1 通信信号的功率放大 4.2 谐振功率放大器 4.3 宽频带的功率合成 (非谐振高频功率放大器) 4.4 倍频器 4.5 天线 4.6 实训: 高频谐振功率放大器的仿真与性能分析 习题
4.1 通信信号的功率放大
无论是广播通信，还是其它通信，发射机发射信号都需 要有一定的功率。特别是传送信号的距离越远，需要的发送 功率越大。在高频电路中，为使待发送的高频信号获得足够 的功率，需要设置高频功率放大器。高频功率放大器有三个 主要任务：