文档介绍：目录
1 .概述及基本原理 1
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1 .概述及基本原理
高频功率放大器是对载波信号或高频信号进行功率放大的电路。利用选频网络作为负载回路的功率放大器成为谐振功率放大器。随着现代通信技术的日益发展高频放大应用的领域也越来越广。在某些场合高频放大技术的高低成为制约本领域技术发展的关键所在。比如射频手机和高频信号收发机等,都需要用到高频功率放大器,并且作为一项非常重要的技术攻关项目。特别是移动电话机中高频功率放大器品质的高低直接影响其产品的技术指标。所以本次课程设计我选择高频功谐振率放大器。
如图1-1所示为高频功放基本原理图,图中,高频扼流圈提供直流通路,C1为隔直流电容,谐振回路分别为输入和输出滤波匹配网络。其中天线等效阻抗,作为输出负载。与非谐振功放比较,它们都要求安全高效地输出足够大的不失真功率,但有一些区别。
图1-1高频功放基本原理图
谐振式高频功率放大器的特点是:①为了提高效率,放大器常工作于丙类状态,晶体管发射结为反向偏置,由Eb(VBB)来保证,流过晶体管的电流为余弦脉冲波形;②负载为谐振回路,除了确保从电流脉冲波中取出基波分量,获得正弦电压波形外,还能实现放大器的阻抗匹配。
基本部分组成,即电子管、谐振回路和电源。电子管在放大器中起着把直流能量转换为交流能量的作用;谐振回路是电子管的负载;电源供给电子管各电极电压,它们共同保证电子管的正常工作。
   放大器有两个主要电路:板极电路和栅极电路。板极电路包括并联振荡回路和直流板极电压Ea的馈电电路。振荡回路由电感L1、电容C1和电阻r组成。电路中C1'为高频旁路电容,L1'为高频阻流圈。在栅极电路中加入直流偏压Eg,一般Ea为负值。电路中C2'和L2'分别是栅极回路的高频旁路电容和高频阻流圈。
  知道前级送来的高频激励电压为 ug=Ugcosωt它加在栅极与阴极之间。其中,ug是激励电压的瞬时值,Ug是激励电压的振幅值,ω=2πf是激励电压的角频率,f是激励电压的频率。
     当电路接好并将各电极电压加上时,则在板极电路中就会出现受到栅极电压控制的板流脉冲,脉冲波形如图3-1所示。ia是周期性函数,由数学知识可知,它可用傅氏级数来表示,即 
ia=Ia0+Ia1cosωt+Ia2cos2ωt+…+Iancosnωt         ()
可见,板极电流等于直流分量Ia0、一次谐波(基波)、二次谐波和其他高次谐波之和
图3-1脉冲波形
板极并联谐振回路要调谐到激励信号电压的频率,并且在实际情况下,振荡回路的Q值远大于1(考虑到下级负载引入的电阻),即回路的谐振性很强。这样,谐振回路对基波的阻抗很大,而且是纯电阻性的,这就是我们熟知的谐振阻抗,一般用Roe来表示。板极回路的直流电阻,可以看成是短路的。同时,因为回路是调谐到基波,对于高次谐波回路失谐很大,所以回路对于高次谐波也近似于短路。
这样,板极电流通过回路时,在回路上所引起的只有基波电压。输出电压不是脉冲形状,而是和输入激励电压一样的波形。
串联偏置是说电子器件,负载电路和直流电源三部分串联起来的。在上面所提到的电路中LC是负载贿回路;L‘是高频厄流圈,它对直流是短路的,但对高频则呈现很大的阻抗,可以认为是开路的,以阻止高频电流通过功用电源内阻产生高频能量损耗,特别是避免在个级之间由此而产生的寄生偶合;C’是高频旁路电容,他们对高频应呈现很小的阻抗,相当于短路。加入这些附属元件L‘,C’等的目的就是为了使电路能满足上述组成电路的原则。
偏置电路中都存在着自给偏置效应,即当由小增大时,基极电流脉冲中的平均分量相应增大,它在偏置电阻上的压降增大,结果使基极偏置电压向负值方向增大。由此表明在输入信号激励下,由于自给偏置效应,基极偏置电压将不等于静态偏置电压,且其值随着输入激励幅度增大而向负值方向增大。
滤波匹配网络的作用是阻抗匹配和选频滤波。
令ua=Ia1Roecosωt=Uacosωt                          ()
其中Ua=Ia1Roe是回路电压的幅度。由于ua的正方向与Ea相反,所以板极的瞬时电压为