6高频功率放大器
11页1、高频电子线路教案第六章高频功率放大器有星号标注的为重点内容,希望掌握6 高频功率放大器6.1 概述为了获得 足够大的高频输出功率,也必须采用高频功率放大器。例如,绪论中所示发射机方框图的高频部分,由于在发射机里的振荡器所产生的高频振荡功率很小,因此在它后面要经过一系列的放大缓冲级、中间放大级、未级功率放大级,获得足够的高频功率后,才能馈送到天线上辐射出去。这里所提到的放大级都属于高额功率放大器的范畴。由此可见,高频功率故大器是发送设备的重要组成部分。高频功率放大器和低额功率放大器的共同特点都是输出功率大和效率高。但由于二者的工作频 率和相对频带宽度相差很大,就决定了它们之间有着根本的差异:低频功率放大器的工作频率低,但相对频带宽度却很宽。例如,自20 至 20000Hz,高低频率之比达1000 倍。因此它们都是采用无调谐负载,如电阻、变压器等。高额功率放大器的工作频率高(由几百 kHz 一直到几百、几千甚至几万 MIb) ,但相对频带很窄,频宽越小。因此,高额功率放大器一般都采用选频网络作为负载回路。由于这后一特点,使得这两种放大器所选用的工作状态不同:低频功率放大器可工作于甲类、甲乙
2、类或乙类 (限于推挽电路 )状态;高额功率放大器则一般都工作于丙类(某些特殊情况可工作于乙类)。近年来,宽频带发射机的各中间级还广泛采用一种新型的宽带高频功率放大器,它不采用选频网络作为负载回路,而是以频率响应很宽的传输线作负载。这样它可以在很宽的范围内变换工作频率,而不必重新调谐。综上所述可见,高频功率放大器与低频功率放大器的共同之点是要求输出功率大,效率高;它们的不同之点则是二者的工作频频与相对频宽不同,因而负载网络与工作状态也不同。功率放大器按工作状态分类:A(甲)类:导通角为o180; AB(甲乙)类:导通角为o90B(乙)类:导通角为o90; C (丙)类:导通角为o90近年来双出现了D类、 E类及 S类等开关功率放大器乙类和丙类都适用于大功率工作。丙类工作状态的输出功率和效率是三种工作状态中最高者。高频功率放大器大多工作于丙类。但丙类放大器的电流波形失真太大,因而不能用于低频功率放大,只能用于采用调谐回路作为负载的谐振功率放大。由于调谐回路具有滤波能力,回路电流与电压仍然极近于正弦波形,失真很小。除了以上几种按电流流通角来分类的工作状态外,近年来,又有使电子器件工作于开关状
3、态的丁类放大和戊类放大。丁类放大器的效率比丙类放大器的还高,理论上可达100%,但它的最高工作频率受到开关转换瞬间所产生的器件功耗(集电极耗散功率或阳极耗散功率)的限制。如果在电路上加以改进,使电子器件在通断转换瞬间的功耗尽量减小,则工作频率可以提高。这就是所谓戊类放大器。这两类放大器是晶体管高频功率放大器的新发展。尤其是戊类放大器,是1975 年才出现的新型放大器,值得重视。由于高额功率放大器通常工作于丙类,属于非线性电路,因此不能用线性等效电路来分析。对它们的分析方法可以分为两大类广类是图解法即利用电子器件的特性曲线来对它的工作状态进行计算;另一类是解析近似分折法,即将电子器件的特性曲线用某些近似解析式来表示,然后对放大器的工作状态进行分折计算。员常用的解析近似分折法是用折线段来表示电子器件的特性曲线,称为折线法。总的说来,图解法是从客观实际出发,计算结果比较准确,但对工作状态的分折不方便,手续较烦冗;折线近似法物理概念清楚,分析工作状态方便,但计算准确度较低。对于晶体管高频功率放大器工作状态的分析,远不如电子管高频功率放大器的理论那么成熟。因为内部的物理过程比电子管复杂得多,尤其
4、是在高频大信号工作时,更是如此。因此,晶体管高额功率放大器工作状态的计算相当困难,有些地方就是直接采用与电子管类比的方法来讨论的。通常只进行定性分析与估算,再依靠实验调整到预期的状态。高频功率放大器的主要技术指标是输出功率与效率。除此之外,输出中的谐波分量还应该尽量高频电子线路教案第六章高频功率放大器有星号标注的为重点内容,希望掌握小,以免对其它频道产生于扰。如前所述,高频功率放大器的主要技术指标是输出功率与效率,这是研究这种放大器时应抓住的主要矛盾。工作状态的选择就是由这主要矛盾决定的。可以这样说,在给定电子器件之后,为了获得高的输出功率与效率,应采用丙类工作状态。而允许采用丙类工作的先决条件,则是工作额率高、频带窄、允许采用调谐回路做负载。6.2 谐振功率放大器的工作原理 晶体管的工作情况与频率有极密切的关系通常可以把它的工作额率范围划分成如下三个区域:低额区:ff5 .0;中频区:Tfff2 .05.0;高额区:TTfff2.0f与Tf的关系是:Tff晶体管在低频区工作时,可以不考虑它的等效电路中的电抗分量与渡越时间的影响,此时能用分析电子高频功率放大器相类似的方法来分析计算晶体
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