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式（1.11）即为尖顶余弦脉冲的解析式，它脉冲高度icmax与通角?c。将上式用傅里叶级数展开分解为平均分量﹑基波分量和各次谐波分量，即：

ic?Ic0?Icm1cos?t?Icm2cos2?t??Icmncosn?t?（式1.12）

Ic0?icmax?0(?c) （式1.13）

式中?0(?c)?sin?c??ccos?c称为平均分量电流分解系数。基波分量振幅

?(1?cos?c)为： 式中，?1(?c)?为：

Icm1?icmax?(?1c) （式1.14）

2?c?sin2?c称为基波电流分解系数。n次谐波分量振幅

2?(1?cos?c)Icmn?icmax?n(?c) （式1.15）

式中，?n(?c)?2sinn?ccos?c?2ncosn?csin?c称为n次谐波电流分解系数。 2?(1?cos?c)n(n?1)?0﹑?1﹑?n等与?c的关系见图1.5。

图1.5尖顶余弦脉冲的分解系数

Icm1由上图可看出，当?1(?c)的最大值为0.536，?c约为120。此时达到最

icmaxo5

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12大值。因此，在icmax与负载阻抗Rp为某定值的情况下，输出功率PO=Icm1Rp将

2达到最大值。这样看来，可能?c=120o是最佳通角了。但事实上，这时放大器工作在甲乙类状态，集电极效率太低。

PO1?c=??g1（?c） （式1.16）

P=2?1(?c)Vcm?将式中??集电极电压利用系数，g1（?c）定义为波形系数。因?0(?c)Vcc为对高频功率放大器的基本要求是,尽可能输出大功率、高效率，为兼顾两者，通常选丙类且要求在临界工作状态，其电流流通角?c在600~900范围。

1.4高频谐振功率放大器的性能分析 1.4.1 谐振功率放大器的动态特性

高频放大器的工作状态是由负载阻抗Rp、激励电压vb、供电电压VCC、VBB等4个参量决定的。

为了阐明各种工作状态的特点和正确调节放大器，就应该了解这几个参量的变化会使放大器的工作状态发生怎样的变化。

当放大器工作于谐振状态时，它的外部电路关系式为：

eb? VBB?Vbmcoswt （式1.17）

消去cos?t可得：

ec? VCCVcmcos?t （式1.18）

VCC?eceb??VBB?VbmVcm （式1.19）

c另一方面，晶体管的折线化方程为：

i?gc(eb?Vbz) （式1.20）

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得出在ic–ec坐标平面上的动态特性曲线方程：

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??(V?ec)ic?gc??VBB?VbmCC?VBZ?

Vcm???Vbm??gc??V?cm??VbmVCC?VBZVcm?VBBVcm??e? ???cVbm??? (式1.21）

1.4.2 谐振功率放大器的负载特性

图1.6 电压、电流随负载变化波形

如果VCC、VBB、Vb3个参变量不变，则放大器的工作状态就由负载电阻Rp决定。此时，放大器的电流、输出电压、功率、效率等随Rp而变化的特性，就叫做放大器的负载特性。

1) vc、ic随负载变化的波形vc、ic随负载变化的波形如图所示，放大器的输入电压是一定的，其最大值为Vbemax，在负载电阻RP由小至大变化时，负载线的斜率由小变大，如图中1?2?3。不同的负载，放大器的工作状态是不同的,所得的ic波形、输出交流电压幅值、功率、效率也是不一样的。 2) 欠压、过压、临界三种工作状态

① 临界状态。负载线和eb max正好相交于临界线的拐点。放大器工作在临

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界线状态时，输出功率大，管子损耗小，放大器的效率也就较大。

②欠压状态。B点以右的区域。在欠压区至临界点的范围内，根据Vc=RpIc1，放大器的交流输出电压在欠压区内必随负载电阻RP的增大而增大，其输出功率、效率的变化也将如此。

③ 过压状态。放大器的负载较大，在过压区，随着负载Rp的加大，Ic1要下降，因此放大器的输出功率和效率也要减小。

根据上述分析，可以画出谐振功率放大器的负载特性曲线：

图1.7 负载特性曲线

欠压状态的功率和效率都比较低，集电极耗散功率也较大，输出电压随负载阻抗变化而变化，因此较少采用。但晶体管基极调幅，需采用这种工作状态。

过压状态的优点是，当负载阻抗变化时，输出电压比较平稳且幅值较大，在弱过压时，效率可达最高，但输出功率有所下降，发射机的中间级、集电极调幅级常采用这种状态。

临界状态的特点是输出功率最大，效率也较高，比最大效率差不了许多，可以说是最佳工作状态，发射机的末级常设计成这种状态，在计算谐振功率放大器时，也常以此状态为例。

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