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1、哈爾濱工業(yè)大學(xué)2009.10高頻電子線路第三章高頻功率放大器第三章高頻功率放大器主要內(nèi)容概述丙類（C類）高頻功率放大器原理丙類（C類）高頻功率放大器折線分析法丙類（C類）高頻功率放大電路寬頻帶高頻功率放大器第一節(jié)概述高頻功率放大的必要性遠(yuǎn)距離無線傳輸，彌補(bǔ)信號衰落，提高信號抗噪聲干擾能力一些其他需要，如高頻加熱裝置、微波功率源等需要高頻功率放大電路最主要的技術(shù)指標(biāo)：（與低頻功率放大電路一樣）輸出功率、效率和非線性失真。高頻功率放大器的特點：放大信號頻率高，輸出功率高、效率高。高頻功率放大器的功能：用小功率的高頻信號去控制高頻功率放大器，將直流電源供給的能量轉(zhuǎn)換為大功率的高頻能量輸出，并保證輸
2、出與輸入的頻譜相同。高頻功率放大器ωω從節(jié)省能量的角度考慮,效率更加重要。高頻功放常采用效率較高的丙類工作狀態(tài),即晶體管集電極電流導(dǎo)通時間（導(dǎo)通角?c）小于輸入信號半個周期的工作狀態(tài)。為了濾除丙類工作時產(chǎn)生的眾多高次諧波分量,采用LC諧振回路作為選頻網(wǎng)絡(luò),也稱為諧振高頻功率放大電路。有源放大元件選頻網(wǎng)絡(luò)使用高頻功率放大器的目的放大高頻信號使發(fā)射機(jī)末級獲得足夠大的發(fā)射功率高頻功率信號放大器使用中需要解決的兩個問題高效率輸出高功率輸出高頻功率放大器和低頻功率放大器的共同特點都是輸出功率大和效率高高頻功率放大器與小信號諧振放大器的對比相同點：①放大的信號均為高頻信號，②放大器的負(fù)載均為諧振回路。不
3、同點：①激勵信號幅度大小不同；②放大器工作點不同；③晶體管動態(tài)范圍不同。高頻功率放大器波形圖小信號諧振放大器波形圖高頻功率放大器與非諧振功率放大器的對比相同點：①輸出功率大，②輸出效率高。功率放大器實質(zhì)上是一個能量轉(zhuǎn)換器，把電源供給的直流能量轉(zhuǎn)化為交流能量，能量轉(zhuǎn)換的能力即為功率放大器的效率。不同點：諧振功率放大器通常用來放大窄帶高頻信號(信號的通帶寬度只有其中心頻率的1%或更小)，其工作狀態(tài)通常選為丙類工作狀態(tài)(導(dǎo)通角?c＜90?)，為了不失真的放大信號，它的負(fù)載必須是諧振回路非諧振放大器可分為低頻功率放大器和寬帶高頻功率放大器。低頻功率放大器的負(fù)載為無調(diào)諧負(fù)載，工作在甲類或乙類工作狀態(tài)；
4、寬帶高頻功率放大器以寬帶傳輸線為負(fù)載功率放大器的工作狀態(tài)功率放大器一般分為甲類、乙類、甲乙類、丙類等工作方式，為了進(jìn)一步提高工作效率還提出了丁類與戊類放大器。高頻功率放大器通常工作于丙類工作狀態(tài)，屬于非線性電路功率放大器的主要技術(shù)指標(biāo)是輸出功率與效率.甲、乙、丙三種狀態(tài)下的轉(zhuǎn)移特性甲類乙類丙類高頻功率放大器的分類寬帶和窄帶寬帶高頻功放采用具有寬帶特性的傳輸線變壓器作為負(fù)載，不需要調(diào)諧，適于頻率相對變化范圍大的通信系統(tǒng)，選用甲類和乙類推挽放大；窄帶高頻功放多選用丙類或丁類，甚至戊類放大，以提高效率。相對帶寬在1%左右，甚至更小。中波調(diào)幅：載波：535~1602kHz，信息帶寬：9kHz相對帶寬
5、：0.6%~1.7%高頻功率放大器的主要技術(shù)指標(biāo)1.輸出功率：放大器的負(fù)載得到的功率2.效率：高頻輸出功率與直流電源提供功率的比值。即能量轉(zhuǎn)換的效率3.功率增益：高頻輸出功率和信號輸入功率的比值4.諧波抑制度：是對非線性高頻功率放大器而提出的，諧波分量相對于基波分量越小越好第二節(jié)丙類(C類)高頻功放工作原理無論中間級還是輸出級，其負(fù)載可以等效為并聯(lián)諧振回路一、基本電路形式二、基本特點為了提高效率，放大器常工作于丙類狀態(tài)，流過晶體管的電流為失真的脈沖波形；負(fù)載為諧振回路取出基波分量，獲得正弦電壓波形。阻抗匹配。諧振于輸入信號的頻率諧振功率放大器原理圖諧振功率放大器原理圖icibubeuceuo
6、ic三、工作原理發(fā)射結(jié)處于負(fù)偏壓狀態(tài)無輸入時，晶體管截止，ic=0輸入時，ib為脈沖形狀，可用傅立葉級數(shù)展開同理負(fù)載回路諧振頻率為ω高頻功率放大器中各部分電壓與電流的關(guān)系第三節(jié)丙類(C類)高頻功放折線分析法工作在大信號和非線性工作狀態(tài)——小信號分析方法不適用將晶體管特性曲線理想化成為折線進(jìn)行分析——稱為折線分析法有一定誤差，但較為簡便。工程上都采用近似估算和實驗調(diào)整相結(jié)合的方法對高頻功率放大器進(jìn)行分析和計算。折線法就是常用的一種分析法。對高頻功率放大器進(jìn)行分析計算，關(guān)鍵在于求出電流的直流分量Ic0和基頻分量Icm1折線分析法的主要步驟：1、測出晶體管的轉(zhuǎn)移特性曲線ic-ube及輸出特性曲線i
7、c-uce，并將這兩組曲線作理想折線化處理；2、作出動態(tài)特性曲線；3、根據(jù)激勵電壓ub的大小在已知理想特性曲線上畫出對應(yīng)電流脈沖ic和輸出電壓uce的波形；4、求出ic的各次諧波分量Ic0、Ic1m、Ic2m……，由給定的負(fù)載諧振阻抗的大小，即可求得放大器的輸出電壓、輸出功率、直流供給功率、效率等指標(biāo)。3.1晶體管特性曲線的理想化一、正向傳輸特性曲線理想化由理想化輸入特性可得理想化的正向傳輸特性——稱為理想化
