《通信电子线路》课程设计

1 谐振功率放大器的工作原理

由于高频功率放大器通常工作于丙类，因此不能用线性等效电路来分析。对他们的分析方法通常采用折线近似分析法。

1.1 基本原理电路

图1.1 谐振功率放大器的基本电路

图1.1是高频谐振功率放大器的基本原理图。晶体管的作用是在将供电电源的直流能量转变为交流能量的过程中起开关控制作用。谐振回路LC是晶体管的负载.电路工作在丙类工作状态 外部电路关系式：

eb??VBB?Vbmcos?t （式1.1）

ec?VCC?Vcmcos?t晶体管的内部特性：

（式1.2）

ic?gc(eb?VBZ) （式1.3）

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图1.2 谐振功率放大器转移特性曲线

故晶体管的转移特性曲线表达式：

Vbmcos?c=VBB +VBZ （式1.4）

故得：

cos?c?VBB?VBZVbm （式1.5）

必须强调指出，集电极电流ic虽然是脉冲状，但由于谐振回路的这种滤波作用，仍然能得到正弦波形的输出。

谐振功率放大器各部分的电压与电流的波形图如图所示：

图1.3 高频功率放大器中个分电压与电流的关系

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1.2 高频谐振功率放大器的电路组成

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?UBE是利用发射极电流的直流分量

IE0

在射极电阻

'RE2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Ui为正

i弦波时，则集电极的输出电流c为余弦脉冲波。利用谐振回路L2C2的选频作用可

输出基波谐振电压

UC!、电流

iC1。

，基极偏置电压

Ub当功率放大器的电源电压

Ubm?UCC，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

Rq的等效负载电阻。

UCESIcm

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

。

1.3集电极电流余弦脉冲分解

参阅图1.4，一个尖顶余弦脉冲主要由脉冲高度icmax和通角?c这两个参量完全确定。因此得先确定icmax和?c的公式，然后对脉冲进行分解。

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图1.4尖顶余弦脉冲

将式（1.1）代入晶体管内部特性方程的表达式（1.3），得：

ic?gc(?VBB?Vbmcos?t?VBZ) （式1.6）

当?t=?c时ic=0，代入上式得：

0?gc(?VBB?Vbmcos?t?VBZ) （式1.7）

即

co?sc?VBB?VVbmBZ （式1.8）

因此知道了VBB﹑VBZ与Vbm的值，?c的值就完全确定了。 将式（1.6）与式（1.7）相减，即得：

ic?gcVbm(cos?t?cos?c) （式1.9） icmax?gc(cos?t?cos?c) （式1.10）

icicmaxcos?t?cos?c

1?cos?c当?t=0时，ic=icmax，因此

当跨导gc﹑激励电压Vbm与通角?c已知后，将式（1.9）与式（1.10）相除，即得

?或

cos?t?cos?cic?icmax1?cos?c （式1.11）

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