高频电子线路笔记5高频谐振功率放大器

 

高频谐振功率放大器

高频功率晶体管的结构和特性

甲类、乙类、丙类高频功率放大器的工作点比较与集电极电流波形

集电极余弦电流脉冲的分解

高频功率放大器实质上是一个能量转换器，主要功能是将电源的直流能量转化为高频能量，这个能量转换的能力以集电极效率η来表示。若电源供给的直流功率P0为

功率放大倍数与增益

电路特点

1、采用具有较高特征频率Tf的晶体管三极管作为控制器件；

3、大信号输入方式；

4、为提高效率，必须工作在丙类状态；

5、集电极电流为尖余弦脉冲波（输出波形中含有大量谐波成分）；

6、为有效输出基波，抑制谐波分量，必需以并联谐振选频网络作为输出负载的重要组成部分。

高频谐振功率放大器的三种工作状态

（欠压、临界和过压状态分析，中介配谐、天线调谐及工程实用意义）

根据谐振功率放大器在工作时是否进入饱和区，可将放大器分为欠压、过压和临界三种工作状态。

工作状态的划分

1、欠压状态

若在整个周期内，晶体管工作不进入饱和区，即任何时刻都工作在放大状态，称此时的放大器的工作状态为欠压状态。Uce最大，Ucm最小，Ic最大。

2、临界状态

若放大器刚进入饱和区的边缘，称放大器工作在临界状态。Uce较大，Ucm较大，Ic较大。

3、过压状态

若晶体管工作时有部分时间进入饱和区，则称放大器工作在过压状态。Uce最小，Ucm最大，Ic最小，并发生凹陷。

高频谐振功率放大器的工作参数影响及外部特性

负载特性（谐振电阻的影响）

随着负载电阻增大，谐振功率放大器的工作状态从欠压状态－临界状态－向过压状态变化。

随着集电极直流工作电压增大，谐振功率放大器的工作状态从过压状态－经临界状态－向欠压状态变化。利用该特性可实现晶体管集电极调幅。

振幅特性即放大特性（输入电压的影响）

随着Uim增大，谐振功率放大器的工作状态从欠压状态－经临界状态－向过压状态发展。导通角也在变大。

随着VBB增大，谐振功率放大器的工作状态从欠压状态－临界状态－向过压状态变化。在此期间，导通角也在变大。利用此特性可实现晶体管基极调幅作用。

高频谐振功率放大器及应用

功率合成技术

高频谐振功率放大器目前已经集成化、模块化了。对于更大功率的产生需要，一般采用专用集成固体器件的功率合成方案。

匹配网络与馈电电路

匹配网络（即中介回路）

谐振功率放大器与负载（例如天线）之间不能简单连接，必须解决好阻抗匹配问题。一般采用具有选频作用的匹配网络作为中介回路来实现连接。

匹配网络的主要作用是：（1）实现阻抗匹配，满足电路间的最大功率传输条件；（2）选取有用信号，有效滤除各次谐波干扰；（3）减小匹配网络的损耗，提高传输效率，让有用信号的能量最大限度地传送给天线（或负载）。

匹配网络的结构形式主要有L型、π型、T型和H型等几种。其中L型为非平衡非对称型；π型和T型为对称不平衡型；H型为对称平衡型。

谐振功率放大器的馈电电路

在谐振功率放大器电路中，直流能源通过集电极馈电方式提供；静态工作点的设定由基极馈电方式解决。

1、集电极馈电方式（主要有两种形式）