為什么進行調制？為什么進行調制？1發射裝置：3.2高頻功率放大器的原理和特性

無線電發射機中，放大高頻信號,高效輸出大功率為目的1、使用高頻功率放大器的目的2、高頻功率信號放大器使用中需要解決的兩個問題①高效率輸出②高功率輸出發射裝置：3.2高頻功率放大器的原理和特性無線電發射機2

二、功放工作狀態分類

根據直流工作點的位置不同，放大器的工作狀態可分為A類(甲類)、B類(乙類)、C類(丙類)等。A類(甲類)：工作點Q較高(ICQ大)，信號360°內，管子均導通。通角：θ＝180°iCt0iCuBEQ0二、功放工作狀態分類A類(甲類)：工3iCuBEQ0B類(乙類)：工作點Q選在截止點，管子只有半周導通，另外半周截止。通角：θ＝90°iCt0π2πiCuBEQ0B類(乙類)：工作點Q選在截止點，管子只有半周4iCuBEQ0C類(丙類)：工作點Q選在截止點外，信號導通角小于180°。通角：θ<90°iCt0πθθiCuBEQ0C類(丙類)：工作點Q選在截止點外，信號導通角5AB類AB類6功率放大器的主要技術指標是輸出功率與效率。表2-1不同工作狀態時放大器的特點

工作狀態

半導通角

理想效率

負

載

應

用

甲類

qc=180°

50%

電阻

低頻

乙類

qc=90°

78.5%

推挽，回路

低頻，高頻

甲乙類

90°＜qc＜180°

50%＜h＜78.5%

推挽

低頻

丙類

qc＜90°

h＞78.5%

選頻回路

高頻

丁類

開關狀態

90%~100%

選頻回路

高頻

工作狀態功率放大器一般分為甲類、乙類、甲乙類、丙類等工作方式，為了進一步提高工作效率還提出了丁類與戊類放大器。高頻功率放大器通常工作于丙類工作狀態，屬于非線性電路功率放大器的主要技術指標是輸出功率與效率。表2-17

分類：窄帶功放———諧振回路為負載，丙類（C類），效率高晶體管工作延伸到非線性區（重點介紹）——可采用功率合成技術來增大輸出功率與低放比較：高頻功放——C類、工作頻率高、帶寬窄，效率高采用諧振回路作負載低頻功放——A、B、AB類，工作頻率低，帶寬寬，效率低

采用電阻、變壓器作負載高頻諧振功率放大器

寬帶功放———傳輸線變壓器為負載，甲類（A類）分類：窄帶功放———諧振回路為負載，丙類（C類），效率高—8icebtooictVBZ與小信號諧振放大器相比相同之處：放大的信號均為高頻信號，而且放大器的負載均為

為諧振回路。不同之處：為激勵信號幅度大小不同；放大器工作點不同；晶體管動態范圍不同。諧振功率放大器波形圖小信號諧振放大器波形圖icQebtooicticebtooictVBZ與小信號諧振放大器相比相同之處：放9原理線路：3.2.1工作原理放大電路輸入回路諧振電路零、負值、較小正值常采用自給偏壓或零偏原理線路：3.2.1工作原理放大電路輸入回路諧振電路零、10特點：5、諧振回路作負載可以濾除高頻脈沖電流ic中的諧波分量，同時實現阻抗匹配。4、發射結在一個周期內只有部分時間導通，ib、ic均為一系列高頻脈沖；3、大信號激勵：1—2V；2、Eb為基極偏置電壓，可以改變放大器的工作類型；1、NPN高頻大功率晶體管，將直流功率轉變成交流功率；特點：5、諧振回路作負載可以濾除高頻脈沖電流ic中的諧波分量11輸入信號：

基極回路電壓：1．電流、電壓波形集電極電壓：時：諧振阻抗RL最大輸出電壓：輸入信號：基極回路電壓：1．電流、電壓波形集電極電壓：時12

C（丙）類思考：如何確定導通角C（丙）類思考：如何確定導通角13因為：直流輸入功率P0：輸出功率P1：集電極損耗功率Pc：2．高頻功放的能量關系集電極效率η：

A類B類C類（電源供給的直流能量轉換為高頻交流輸出）

見P98因為：直流輸入功率P0：輸出功率P1：集電極損耗功率Pc：14提高效率的途徑：一、提高電壓利用系數，即提高諧振回路電阻RL。

二、提高波形系數

，導通角θ越小，越大，效率越高，但輸出效率降低兼顧輸出功率和效率，通常θ取值在65o~75o之間提高效率的途徑：一、提高電壓利用系數，即提高諧振回路15高頻功放的功率放大倍數為

用dB表示為忽略實際存在的容性電流，激勵功率為激勵功率（由基極電路的信號源提供）：——轉化為發射節和基區的損耗輸出功率P1：高頻功放的功率放大倍數為用dB表示為忽略實際存在的容性電流16轉移特性輸出特性臨界線在放大區，集電極電流只受基極電壓的控制，與集電極電壓無關；在飽和區，集電極電流只受集電極電壓的控制，而與基極電壓無關。3.2.2高頻諧振功率放大器的工作狀態晶體管特性曲線的折線化處理Eb’Ube=Eb’轉移特性輸出特性臨界線在放大區，集電極電流只受基極17為什么采用折線法？1、由于功率放大器工作在大信號狀態下，如果考慮晶體管的非線性特性，將使計算變得復雜。2、采用折線近似分析法，利用折線段來”代替“晶體管的實際特性曲線”，就可以用簡單的數學解析式來表征特性曲線，使工程計算變得簡單。為什么采用折線法？1、由于功率放大器工作在大信號狀態下，如果18折線化后，①內部特性方程②外部特性方程折線化后，①內部特性方程②外部特性方程19放大區飽和區放大區飽和區20—加激勵信號并接負載阻抗時:ic～uce,ube1．高頻功放的動特性ube最大——A：ube=Eb’——B：ube最小——C：—加激勵信號并接負載阻抗時:ic～uce,ube1．高頻功放212．高頻功放的工作狀態

——當Ｕc增加時，根據動態曲線經過區分為三種狀態:欠壓臨界過壓①欠壓狀態Ucm

不是很大：動態曲線在放大區、截止區。②臨界狀態Ucm

較大：動態曲線在臨界點、放大區、截止區

③過壓狀態Ucm

較大：動態曲線在飽和區、放大區、截止區。RL增加2．高頻功放的工作狀態——當Ｕc增加時，根據動態曲線22①晶體管工作在截止區、放大區③輸出功率Ｐ1增加④直流輸入功率P0基本不變⑤效率隨Uc增加⑥集電極電壓利用不充分欠壓狀態:②ic為余弦脈沖Uc增加時,Ｉc0，Ic1基本不變①晶體管工作在③輸出功率Ｐ1增加④直流輸入功率P0基本不變欠23

臨界狀態：①晶體管工作在截止、放大、臨界飽和區④效率隨Uc增加③輸出功率Ｐ1最大②Ｉc1較大，Uc較大臨界狀態：①晶體管工作在截止、放大、臨界飽和區④效率隨Uc增24①晶體管工作在截止、放大、飽和區③Uc增加時,Ｉc0，Ic1減小④輸出功率Ｐ1下降⑤直流輸入功率P0下降⑥效率隨Uc增加到最大，再下降過壓狀態②ic為凹陷余弦脈沖①晶體管工作在截止、放大、飽和區③Uc增加時,Ｉc0，Ic25（1）臨界狀態Ｐ1最大，效率較大——最佳工作狀態

高頻功放一般工作在此狀態（2）臨界狀態時的負載電阻稱為臨界電阻RLcr（1）臨界狀態Ｐ1最大，效率較大——最佳工作狀態263.2.3高頻功放的外部特性

放大器的性能隨放大器的外部參數（RL、Ub、Eb、Ec）變化的特性。1．高頻功放的負載特性

只改變負載電阻RL,高頻功放電流、電壓、功率、效率η變化的特性。

3.2.3高頻功放的外部特性放大器的性能27較小較小欠壓狀態在欠壓狀態下，電流不變（基本不變）效率在過壓狀態下，過壓狀態：恒壓源特性欠壓狀態：恒流源特性較小較小欠壓狀態在欠壓狀態下，電流不變（28臨界狀態：P1最大，η較高高頻功放一般工作在此狀態過壓狀態：恒壓源特性欠壓狀態：恒流源特性臨界狀態：P1最大，η較高高頻功放一般工作在此狀態過壓狀態：29結論欠壓工作狀態：電流受負載電阻的影響較小，近似為交流恒流源。輸出功率P1和集電極效率η都較低，集電極損耗比較大，很少采用這種工作狀態。臨界工作狀態：輸出功率最大，且集電極效率也高，常用于發射機的功率輸出級（末級），以便獲得最大輸出功率。過壓工作狀態：效率高，負載小。輸出電壓受負載電阻的影響較小，近似認為是交流恒壓源。當RL=0，即負載短路時，集電極損耗功率Pc達最大值，有可能使功率晶體管燒壞。因此，在調整諧振功率放大器的過程中，必須防止負載短路。結論當RL=0，即負載短路時，集電極損耗功率Pc達最大值30

只改變Ub時，放大器電流、電壓、功率、效率的變化特性。2．高頻功放的振幅特性

對集電極電流

的影響

只改變Ub時，放大器電流、電壓、功31欠壓狀態：Ic1、Ic0和Uc隨Ub增加而增加;過壓狀態：Ub變化時，Uc

、Ic0和Ic1保持不變，因而輸出功率和效率也不變。欠壓狀態：Ic1、Ic0和Uc隨Ub增加而增加;32應用：作為線性功率放大器和振幅限幅器。7.2.3應用：作為線性功率放大器和振幅限幅器。7.2.3331）基極調制特性

只改變Eb時，放大器電流、電壓、功率、效率的變化特性。3.高頻功放的調制特性基本思想：改變某一電極的直流電壓來改變高頻信號的振幅1）基極調制特性只改變Eb時，放大器電流、電壓、功342）集電極調制特性

只改變Ec時，放大器電流、電壓、功率、效率的變化特性。2）集電極調制特性只改變Ec時，放大器電流、電壓、功率354.高頻功放的調諧特性

功放的外部電流Ic0、Ic1和電壓Uc等隨回路電容C的變化特性諧振時：ZL最大，Ic0、Ic1最小，Uc最大，來指示放大器調諧失振時：集電極損耗Pc迅速增加，高頻功放應保持在諧振狀態。4.高頻功放的調諧特性功放的外部電流Ic0、Ic1和電36①提高放大器的輸出功率與效率，應該從哪幾方面入手？②為什么丙類工作狀態能獲得