1、,预习 谐振器回路,2.1 谐振功率放大器的工作原理,串接电压源 激励电压（势能）,并接电流源激励电流（动能）,WL = L i 2,WC = C u 2,u (t),i,+,-,i (t),+,u,-,容性电场能（势能）,感性磁场能（动能）,固有角频率,+,-,uC,uL,iL,iC,预习 谐振器回路,2.1 谐振功率放大器的工作原理,串接电阻 阻碍电流（动能）,并接电阻阻碍电压（势能）,+,-,+,u,-,+,-,uC,uL,iL,iC,R,R,串接电阻越小，衰减越小,并接电阻越大，衰减越小,预习 选频网络367页,2.1 谐振功率放大器的工作原理,串联回路,并联回路,jwL,Re,Is(
2、jw ),1/jwC,I = Vs / (R +jwL+1/jw C ),V= Is / (1/Re +1/jwL+jw C ),I0 = Vs / R,V0 = Is Re,VL= I0 jw 0 L = jVs w 0 L / R,IL= V0 1/jw 0 L = -jIs Re /w 0 L,有载品质因素Qe,谐振角频率,VC= I0 1/jw 0C = - jVs / w 0 C R,IC= V0 jw 0C = jIs w 0CRe,VL 是Vs 的Qe 倍超前90度,IL 是Is 的Qe 倍滞后90度,低阻抗，大电流，同相位,L 和 C 的过电流很大，分别为：,L 和 C 的端电
3、压很高，分别为：,低导纳，高电压，同相位,Vs(jw),1/jw C,R,jwL,VC,VL,IC,IL,VC是Vs 的Qe 倍滞后90度,IC是Is 的Qe 倍超前90度,谐振点 电抗为零,谐振点 电纳为零,X,R,Re,X,2.1.1 丙类谐振功率放大器,2.1 谐振功率放大器的工作原理,高频窄带调谐,t,iC,0,iC,0,vB,VBB,t,vB = VBB + vb,临界饱和点,谐振负载下的转移特性,输入回路信号,输出回路脉冲电流,t,0,VCC,vCE,Vcm,输出回路基波电压,L,VCC,VBB,vb,C,iC,vCE,vb,vc,2.1.1 丙类谐振功率放大器,2.1 谐振功率放
4、大器的工作原理,高频窄带调谐,Po = Vcm Ic1m /2,PD = VCC IC0,t,0,VCC,vCE,Vcm,t,iC,0,IC1mcoswst,IC2mcos2wst,IC0,IC3mcos3wst,t,iC,0,0,vB,vB,VBB,Vbm,iC,基波电压,2.1.1 丙类谐振功率放大器,2.1 谐振功率放大器的工作原理,高频窄带调谐,晶体管工作特性分析,负载匹配滤波网络分析,负载特性 调制特性 放大特性,阻抗匹配 谐波抑制 高效传输,Po = Vcm Ic1m /2,PD = VCC IC0,谐振电阻Re = w02Lr2/RL = Qe2RL p372 （17）,品质因素
5、Qe = w0 Lr / RL,2.2.1 近似方法 假设谐振回路能理想滤波 管子用低频特性近似,2.2 谐振功率放大器的性能特点,2.2.2 三种状态 管子工作于高频大信号，接谐振负载。在一个信号周期内,要经历截止、放大（欠压）、临界饱和（临界）、饱和（过压）,Vcm较小,Vcm临界,Vcm较大,t,0,vc,VCC,0,vCE,iC,Vcm,2.2.3 管子的工作特性分析,Vbm Vcm,欠压放大区,放大特性,0,Vcm,Ic1m,VCC,Vcm,过压,欠压,Vbm,2.2.3 管子的工作特性分析,基极调制特性,Vbm,欠压放大区,vW,Vcm,欠压放大区,vb = Vbmcosct,vW
6、 = VW mcosW t,vo = Vcm (t) cosct,0,Vcm,Ic1m,VCC,Vcm,过压,欠压,Vbm,叠加,2.2.3 管子的工作特性分析,集电极调制特性,vb = Vbmcosct,vW = VW mcosW t,vo = Vcm (t) cosct,0,Vcm,Ic1m,VCC,过压,欠压,Vbm,W t,vW,0,t,vb,0,t,vCE,叠加,2.2.3 管子的工作特性分析,2.2 谐振功率放大器的性能特点,VCC,vo,RL,vB,Cr,CL,匹配负载,谐振电阻 Re = Qe2RL,Vcm,欠压 过压,负载特性,Ic1m,P0,Re,不变 下降,升高不变,升高
7、下降,Re,Lr,Vcm,Ic1m,Re,双重受控源,2.3.1 直流馈电电路,2.3 谐振功率放大器电路,集电极并联直流馈电,集电极串联直流馈电,基极固定偏压,基极自给偏压,信号回路,直流回路,直流回路,2.3.2 匹配网络,2.3 谐振功率放大器电路,T,Re,C0,P0,LC谐振网络,功放管的输出端含有输出电阻Re和输出电容C0,RL,谐振网络作频率选择和阻抗变换，使RL与Re匹配,源功率Ps 经过Re C0 输出功率P0 通过匹配网络LC 传递到RL 为负载功率PL,PL,Ps,2. 实现选频和变换阻抗双功能，必须用LC谐振网络.,1. 功率的传递,常用选频匹配网络如下：,设计要求：已
8、知Re 、 C0 、 RL ，估算出LC谐振网络中的电容、电感值.,3. 串并联阻抗变换,2.3.2 匹配网络,Q e Xs / Rs Rp / Xp,Rs,jXs,Rp,jXp,RpRs（1+ Qe2 ）,Xp Rp / Q e,Xs Rs Q e,1/ Rp + 1/ jXp,1/ (Rs + jXs ),令两个电路的端导纳相等,有载品质因素,Xp Qe2 Xs（1+ Qe2 ）,4. 匹配网络参数估算,2.3.2 匹配网络,估算前对网络单元的Q值设定在10以下。 已知 Re 、C0 、 RL 、Qe1 找出 XL1 、XC2 、 XC1,XL1,Re,C0,XC1,XC2,RL,XC1,
9、Qe2回路： XC2 = Qe2 RL,分解：XC1 = XC1XL1,Xs1 = Qe1 Rs1,Re = RL (1+ Qe22 ) / (1+ Qe12 ),串并变换,Qe1谐振：XL1 =- XC0+ Xs1,Qe2谐振：XL1 = Xp2,并串变换,XL1 = XC0 + Xs1,XL1,C0,XC2,Re,XC1,XL1,C0,Re,XL1,RL,Rp2,Rp2 = RL(1+Qe22),Xp2 = Rp2 / Qe2,Qe2,Qe2,XC1,XL1,C0,Re,Rp2,C0,Re,Rs1,Xs1,XL1,Qe1,Qe1,Rs1 = Rp2 / (1+ Qe12 ),XL1,Xp2,Re = Rs1,Qe1,XC1 = Rp2 / Qe1,XC2 = Qe2 RL,XC1 = XC1XL1,XC1 = Rp2 / Qe1,XL1 = Xp2,
