高频电子线路 第三章 高频谐振放大器

• 过压区：由于晶体管饱和， 输出电压趋于不变；由于出 现凹陷，输出基波电流也趋 于不变，所以输出功率趋于 不变。
2016/6/20 高频电路基础
Po Vcm1 Icm1
欠压 临界 过压
Vbm
12
临界状态下的输出
ic ic Vbm Icm t 0 VCC 0 vce VBB+Vbe(on) 0 Vces Vcm 0 t
Po 2 Pi 1 0.1W 1 GP lg ( ) lg (1.3) 10
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负载变化对于C类功放的影响
ic re 小 re 大
0
Vbm
VCC
vce
• 保持输入 vbm不变, 保持电源电压VCC不变 • 通过改变 re ，研究C类功放的输出随负载阻抗改变的规律
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集电极调制特性
集电极电压VCC 增大，工作状 态趋于欠压区；VCC 减小，工 作状态趋于过压区 欠压区：由于晶体管的恒流特 性，导致输出电压和输出电流 均基本不变，输出功率亦基本 不变
过压区：晶体管进入饱和区， 输出电压、输出电流以及输出 功率受VCC 控制（调制）
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2016/6/20
三个特性的总结与应用

综合效率、输出功率等因素，C类谐振放大器一般设计在临 界状态工作。 常用负载特性来判断放大器的工作状态：在欠压状态，输出 功率随 re 加大而加大，集电极电流随 re 加大而减小（但不明

显）。在过压状态，输出功率随 re 加大而减小，集电极电流
随 re 加大而明显减小。
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C类功率放大器的实际电路

3.1.4多级谐振放大器 1．多级单调谐放大器 多级单调谐放大器的谐振频率相同, 均为信号的中 心频率。
K0 K01K02 K0n
(3 ─ 13) (3 ─ 14) (3 ─ 15)
a
1 1
2
a n (1 2 ) n / 2
第3章 高频谐振放大器
第3章 高频谐振放大器
第3章 高频谐振放大器
N ∶N 3.2.1工作原理 U 一个采用晶体管的高频功率放大器的原理线路, 除 R′ R R 电源和偏置电路外, 由晶体管、 谐振回路和输入回路三 部分组成的。 i
1 2 CC B L L
V ui
c
ube Eb U b cos ωt
＋ CB (a) ic 2
－ ＋ ib V ＋ ube － uce － uc C ＋ L R
3
1 Rb1 V C 2 L 3 Ce 4 RL 5
5 2 L 4 1 RL
V
C
Rb2
C b Re
(a)
(b)
图 3 -1 高频小信号谐振放大器 (a) 实际线路; (b) 交流等效电路
第3章 高频谐振放大器
3.1.2 放大器性能分析
1． 晶体管的高频等效电路
b ＋ . Ube Yie e － (b) 晶体三极管Y参数等效电路 . YreUce . YfeUbe ＋ . Yoe U ce － e c
甲类功率放大电路
0
ic 2
u ()
ic 2
t ic 2
ub
t
＋EC
0 ＋EC
0 ＋i
RL 0
L
Eb
＋ Ui －
V1
ic 1
＋ Ui －

第二章 高频电路基础2－1对于收音机的中频放大器，其中心频率f 0=465 kHz ．B 0.707=8kHz ，回路电容C=200pF ，试计算回路电感和 Q L 值。

若电感线圈的 Q O =100，问在回路上应并联多大的电阻才能满足要求。

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236.66k Ω的电阻。

2－5 一个5kHz 的基频石英晶体谐振器， C q =2.4X10－2pF C 0=6pF ，，r o =15Ω。

求此谐振器的Q 值和串、并联谐振频率。

解2-5：答：该晶体的串联和并联频率近似相等，为5kHz ，Q 值为88464260。

2－7 求如图所示并联电路的等效噪声带宽和输出均方噪声电压值。

设电阻R=10k Ω，C=200 pF ，T=290 K 。

解：答：电路的等效噪声带宽为125kHz ，和输出均方噪声电压值为19.865μV2.2－10 接收机等效噪声带宽近似为信号带宽，约 10kHz ，输出信噪比为 12 dB ，要求接收机的灵敏度为 1PW ，问接收机的噪声系数应为多大？ 解2-10：根据已知条件答：接收机的噪音系数应为32dB 。

第三章 高频谐振放大器3－4 三级单调谐中频放大器，中心频率f 0=465 kHz ，若要求总的带宽B0.7=8 kHZ ，求每一级回路的 3 dB 带宽和回路有载品质因数Q L 值。

解3－4： 设每级带宽为B 1，则：答：每级带宽为15.7kHz,有载品质因数为29.6。

3－5 若采用三级临界耦合双回路谐振放大器作中频放大器（三个双回路），中心频率为f o =465 kHz ，当要求 3 dB 带宽为 8 kHz 时，每级放大器的3 dB 带宽有多大？当偏离中心频率 10 kHZ 时，电压放大倍数与中心频率时相比，下降了多少分贝？ 解3-5 设每级带宽为B 1，则：0226120611244651020010100.5864465200f L f C mHπππ-==⨯⨯⨯⨯=≈⨯⨯2由（）03034651058.125810LL 0.707f Q f Q B =⨯===⨯0.707由B 得：900312000000000010010171.222465102001024652158.1251171.22237.6610058.125L LLL L L L Q R k C C C Q Q R g g g R Q Q R R R k Q Q Q ΩωππωωΩ∑-===≈⨯⨯⨯⨯⨯⨯===++=-==⨯≈--因为：所以：（）0q q0q 00q0q 093120q C C 60.024C 0.024pF C C C 60.024f f f 0.998f 4.99kHz C 11122C 1110Q 884642602f Cr 25100.0241015 3.6-⨯==≈=++==≈=⎛⎫++ ⎪⎝⎭====ππ⨯⨯⨯⨯⨯π总电容串联频率品质因数20220002064121),11|()|11()11arctan(2)1(2)211101254410200108RH R j CR j C R H j df df H CR df fCR fCR CR kHz CR ωωωωωπππ∞∞∞∞-===++=+==+====⨯⨯⨯⎰⎰⎰0n 网络传输函数为H(j 则等效噪音带宽为B =22202343214444 1.3710290101251019.865()n n n n kTGB H kTB R kTRB R V μ-====⨯⨯⨯⨯⨯⨯=输出噪音电压均方值为U 121212234061015.85101015.8515.85 1.3710290101015883215.85 1.3729o i i F o S N S N kTB N S N dB---=====⨯⨯⨯⨯=≈≈⨯⨯。

ui Uim cost,
发射结电压为：
uBE UBB Uim cost
图解可见，iB和iC的都是余弦脉冲， 定义θ 为导通角，三极管只在（－θ ，θ） 内导通，当θ<90o时，功率放大器工作于 丙类状态。
UBB
-
UD
Uim
U D U BB Uim cos
cos U D U BB
F，G，H ；（特殊技术型）
分析方法：折线法近似分析
3.2 调谐功率放大器的工作原理
3.2.1 基本电路构成 组成：BJT、LC谐振回路、馈电电源
特点：
1、NPN高频大功率晶体管，
高fT；改变UBB可以改变放 大器的工作类型；
2、大信号激励：1—2V； 3、发射结在一个周期内只 有部分时间导通，iB、iC均 为一系列高频脉冲；
0 , 1 , 2 , 3
1 /0 = 1
0.5
1
0.4
0
2.0
0.3
0.2
1.0
0.1
3
2
0
-0.05 10 30 50 70 90 110 130 150 170
/
槽路电压
1.波形——基本正弦 条件：1）槽路调谐于波 2）QL 足够高
2.大小
uceE cU cm cots
UcmIc1mRc Rc—— 抽头部分谐振电阻
Rc(N N1 0)2R(N N1 0)2QL.0L(N N1 0)2Q00L//N N (1 2)2RL
R —— 并联回路谐振电阻
3.3功率和效率
功率放大器输出功率大，电源供给、管子发热等问题也
大。为了尽量减小损耗，合理地利用晶体管和电源，必
TP PL o PoP oPT 1 2QU Lm 12LU m 2 1 2Q U 0m 2LQ0Q 0QL 2QLL