内容发布更新时间 : 2024/5/19 1:46:29星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

山西综合职业技术学院——模拟电子线路（二）

项目二 高频功率放大器

主要内容：

? 基础知识

? 模块介绍

? 项目训练

1 基础知识

1.1 高频功率放大器概述

顾名思义,高频功率放大器用于放大器高频信号并获得足够大的输出功率,常又称为射频功率放大器(Radio Frequency Power Amplifier)。它广泛用于发射机、高频加热装置和微波功率源等电子设备中。

1.2 高频功率放大器的分类

根据相对工作频带的宽窄不同，高频功率放大器可分为窄带型和宽带型两大类。

1. 窄带型高频功率放大器

通常采用谐振网络作负载，又称为谐振功率放大器。

为了提高效率，谐振功率放大器一般工作于丙类状态或乙类状态，近年来出现了工作在开关状态的丁类状态的谐振功率放大器。

2. 宽带型高频功率放大器 采用传输线变压器作负载。

传输线变压器的工作频带很宽，可以实现功率合成。 本项目主要研究谐振功率放大器。

1.3 谐振功率放大器的特点

1.采用谐振网络作负载。 2.一般工作在丙类或乙类状态。 3.工作频率和相对通频带相差很大。 4.技术指标要求输出功率大、效率高。

1.4 谐振功率放大器与小信号谐振放大器的异同之处

1、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。

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2、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。

图2-1 小信号谐振放大器波形图 图2-2 谐振功率放大器波形图

1.5 高频功率放大器的技术指标

1.输出功率:PO 2.效率:η 3.功率增益:Ap

2 模块介绍

本项目主要介绍谐振功率放大器的工作原理，涉及的模块包括丙类谐振功率放大器、丁类谐振功率放大器、倍频器和宽带功率放大器。

2.1 丙类谐振功率放大器

2.1.1丙类谐振功率放大器原理电路 原理电路图如2-1所示

图2-3 丙类谐振功率放大器

LC谐振网络为放大器的并联谐振网络。

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谐振网络的谐振频率为信号的中心频率。 作用：滤波、匹配。

VBB:基极直流电压

作用:保证三极管工作在丙类状态。

VBB的值应小于放大管的导通电压Uon，通常取VBB?0。 VCC：集电极直流电压

作用：给放大管合理的静态偏置，提供直流能量。 2.1.2 丙类谐振功率放大器的工作原理

ui?uBE?iB?iC?uC

ui为余弦电压， 可表示为ui=Uimcos?t 则：uBE= VBB+ui= VBB+ Uimcos?t

根据三极管的转移特性可得到集电极电流iC，为余弦脉冲波，如图2-4所示：

图2-4 iC波形

根据傅立叶级数的理论，iC可分解为：

iC=IC0+ic1+ic2+ic3+式中：IC0为直流电流分量

+icn+

ic1为基波分量，ic1=Icm1cos?ct

ic2为二次谐波分量，ic2=Icm2cos2?ct icn为n次谐波分量，icn=Icmncosn?ct

其中，它们的大小分别为：

IC0=iCmax?0(?) Icm1=iCmax?1(?) Icmn=iCmax?n(?)

iCmax是iC波形的脉冲幅度，?0(?)、?1(?)和?n(?)分别为直流分解系数、基波分量分解系数和n次谐波分量分解系数，?n(?)的大小可根据余弦脉冲分解系数表查。

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