文档介绍：第 2 章谐振功率放大器
谐振功率放大器的工作原理
谐振功率放大器的性能特点
谐振功率放大器电路
第 2 章谐振功率放大器
谐振功放是一种用谐振系统作为匹配网络的功率放大器,一般工作在丙类(或丁类、乙类),主要用在无线电发射机中,用来对载波或已调波进行功率放大。
用途:对载波或已调波进行功率放大
构成:匹配网络为谐振系统
应用状态:丙类(或丁类、乙类)
谐振功率放大器的工作原理
在谐振功率放大器中,它的管外电路由直流馈电电路和滤波匹配网络两部分组成。
丙类谐振功率放大器
1. 电路组成
ZL ——外接负载,呈阻抗性,用 CL 与 RL 串联等效电路表示。
Lr 和 Cr ——匹配网络,与 ZL 组成并联谐振回路。调节 Cr 使回路谐振在输入信号频率。
VBB——基极偏置电压,设置在功率管的截止区,以实现丙类工作。
2. 集电极电流 ic
若忽略基区宽度调制效应及管子结电容的影响,则在输入信号电压
的作用下,根据,
在静态转移特性曲线(ic~vBE)上画出的集电极电流波形是一串周期重复的脉冲序列,脉冲宽度小于半
个周期。用付里叶级数可将电流脉冲序列分解为平均分量、基波分量和各次谐波分量之和,即
3. 输出电压 vo
(1) 对基波分量
由于集电极谐振回路调谐在输入信号频率上,因而它对 iC 中的基波分量呈现的阻抗最大,且为纯电阻,称为谐振电阻,在高 Q 回路中,其值 Re 近似为
式中,
——回路总电容
——回路谐振角频率
——回路有载品质因数
(2) 对非基波分量
谐振回路对 iC 中的其它分量呈现的阻抗均很小,平均分量和各次谐波分量产生的电压均可忽略。
结论:回路上仅有由基波分量产生的电压vc,因而在负载上可得到所需的不失真信号功率。
小结:丙类谐振功率放大器的功能
(1) 选频:利用谐振回路的选频作用,可将失真的集电极电流脉冲变换为不失真的输出余弦电压。
(2) 阻抗匹配:谐振回路将含有电抗分量的外接负载变换为谐振电阻 Re,而且调节 Lr 和 Cr 还能保持回路谐振时使 Re 等于放大管所需的集电极负载值,实现阻抗匹配。
所以,谐振功率放大器中,谐振回路起到选频和匹配负载的双重作用。
4. 丙类功放的功率特性分析
(1) 丙类功放的问题
若提高集电极效率,管子导通时间减小;但引起 iC 中基波分量幅度 Icm 减小,从而导致输出功率减小。
(2) 解决方法
①将基极偏置电压 VBB 向负值方向增大,减少管子导通时间。
②增大集电极脉冲高度,即提高输入激励电压幅度 Vbm,使减小导通时间的同时维持输出功率不变。
③后果:加到基极上的最大反向电压(VBB-Vbm)可能使功率管发射结反向击穿。
在维持输出功率的条件下,一味地减管子导通时间来提高
集电极效率的做法往往是不现实的。为进一步提高效率,可采用开关工作的谐振功率放大器——丁类。
丁类和戊类谐振功率放大器
1. 丁类简介
(1) 电路
Tr 次级两绕组相同,极性相反。
T1 和 T2 特性配对,为同型管。
(2) 原理
若 vi 足够大,则
vi > 0时,T1 饱和导通,T2 截止,
vi < 0,T2 饱和导通,T1 截止,