文档介绍：高频功率放大器分析
摘要:高频功率放大器是发射机的重要组成部分,因而也是通信系统必不可少的环节。介绍了高频功率放大器应用和基本原理,并利用所学高频知识对丙类功率放大器电路从方案选择、单元电路设计、元器件参数选取等方面进行具体设计分析,同时对电路进行仿真测试,通过仿真结果分析电路特性,使电路得到进一步完善。
关键词:高频功率放大器、功率放大器原理、高频功率放大器分析
Abstract: High frequency power amplifier is an important part of the transmitter, which is an essential part munication system. Introduced the high-frequency power amplifier applications and basic principle and use their knowledge of high-frequency power amplifier circuit C from the program selection, cell design, components and other aspects of parameter selection of the specific design, and simulate the circuit test The simulation results of circuit characteristics, the circuit has been further improved.
Keywords: High frequency power amplifier, power amplifier principle of high-frequency power amplifier朗读
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一工作原理及要求
功率放大器原理
高频功率放大器是一种能量转换器件,它是将电源供给的直流能量转换成为高频交流输出,通信中应用的高频功率放大器,按其工作频带的宽窄可以分为窄带和宽带。由于高频功率放大器的工作频率高,相对频带窄,所以一般采用选频网络作为负载回路。
通常把集电极电流导通时间相对应的角度的一半称为集电极电流的导通角,当导通角等于180,表示管子在整个周期全导通,叫做放大器工作在甲类,当其等于90表示管子半个周期内导通,叫做放大器工作在乙类,当其小于90表示管子导通不到半个周期,叫做放大器工作在丙类。
设计要求:(1)输出功率Po>500mw
(2)总效率η>50%
二、电路原理图:
丙类高频功率放大器可工作在欠压状态、过压状态和临界状态。因欠压状态效率低,而过压状态严重失真,谐波分量大,所以一般选用临界状态。在晶体管功率放大器中,可以通过改变激励电压、基极偏压、集电极负载、集电极直流供电电压来改变放大器的工作状态。
从输出功率Po>500mw来看,末级功放可采用甲类或丙类功率放大器,但要求总效率η>50%,显然,只用一级甲类功放是不能达到目的的,故采用两级功率放大器,第一级采用甲类功率放大器,第二级采用丙类功率放大器,其中甲类功放选用晶体管3DG12,丙类功放选择晶体管3DA1。
其参数的设定:
功放的基极偏置电压是利用发射极电流的直流分量在射极电阻上产生的压降来提供的,故称为自给偏压电路。当放大器的输入信号为正弦波时,则集电极的输出电流为余弦脉冲波。利用谐振回路的选频作用可输出基波谐振电压、电流。
当功率放大器的电源电压,基极偏置电压,输入电压(或激励电压)确定后,如果电流导通角θ选定,则放大器的工作状态只取决于集电极回路的等效负载电阻。
当交流负载线正好穿过静态特性曲线的转折点A时,管子的集电极电压正好等于管子的饱和管压降,集电极电流脉冲接近最大值。
整个电路的原理图如图所示:
功率放大器模块分析
1丙类谐振功率放大器原理电路
振网络的谐振频率为信号的中心频率。作用:滤波、匹配。
:基极直流电压。作用:保证三极管工作在丙类状态
的值应小于放大管的导通电压,通常取。
: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 丙类谐振功率放大器的工作原理
为余弦电压, 可表示为
则:
根据三极管的转移特性可得到集电极电流,为余弦脉冲波,如图、所示:
波形
根据傅立叶级数的理论,可分解为:
式中:为直流电流分量
为基波分量,
为二次谐波分量,
为n次谐波分量,
其中,它们的大小分别为:
是波形的脉冲幅度,、和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,的大小可根据余弦脉冲分解系数表