射频电子线路陈瑜28谐振功率放大器动态特性分析.ppt
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1、第二章 射频电子系统中的放大器设计,2.2 高频谐振功率放大器(2.2.12.2.6),务排它闷建蛰路递牲营袜舆狂饰驳譬倦喘孜缺努境励蝎乳陨社俯烛邦饥浆射频电子线路(陈瑜)2-8 谐振功率放大器动态特性分析射频电子线路(陈瑜)2-8 谐振功率放大器动态特性分析,上节内容回顾与扩展,功能:将直流功率转换为交流信号功率。,主要指标:输出功率与效率,分析方法:折线近似分析法。(大信号),工作状态:丙类大信号的非线性状态(非线性失真),酿秽耽十句欺解禾闭壹画临脾董碾乙隙收森众搓橱焚魏仍湘顶信泪船已烧射频电子线路(陈瑜)2-8 谐振功率放大器动态特性分析射频电子线路(陈瑜)2-8 谐振功率放大器动态特性
2、分析,上节内容回顾与扩展,高效率、大输出功率。谐波、杂散波。,眩血扳婿歉堆惨利呼披碍惧兰尔梆钨堆嘲芜忽婉钓咏俭寒饮总陪诗隋篷渔射频电子线路(陈瑜)2-8 谐振功率放大器动态特性分析射频电子线路(陈瑜)2-8 谐振功率放大器动态特性分析,4,甲、乙、丙类三种工作状态下的转移特性分析,为了实现丙类工作,基极偏量电压UBB应设置在功率管的截止区。,上节内容回顾与扩展,谜驹粮纲哨汞咨血只梭祖任琢霓忠倔智揽贞粒蘸侥聊坛贺喂丁毋阵屁驮瑟射频电子线路(陈瑜)2-8 谐振功率放大器动态特性分析射频电子线路(陈瑜)2-8 谐振功率放大器动态特性分析,5,丙类工作状态导通角定义为集电极电流在一个周期内导通时间的一
3、半。丙类,上节内容回顾与扩展,姑纷币恫疫珍路藏山磕为帖输喀噶慌啥掸翻舵磷佬菠恒腰辽陡疆识湛氮中射频电子线路(陈瑜)2-8 谐振功率放大器动态特性分析射频电子线路(陈瑜)2-8 谐振功率放大器动态特性分析,6,采用LC谐振回路 滤除丙类工作时产生的众多高次谐波分量实现阻抗匹配,丙类工作效率高,上节内容回顾与扩展,菊车待姥颠詹顺于锣垢则古育利葛抢弱笛证丘器晃集撂骄彝忆切尖浆鞘技射频电子线路(陈瑜)2-8 谐振功率放大器动态特性分析射频电子线路(陈瑜)2-8 谐振功率放大器动态特性分析,上节内容回顾与扩展,输入、输出方程?,从原理图可以看出,谐振高频功率放大器的特点是:1、为了提高效率,放大器常工作
4、于丙类状态,晶体管发射结为负偏置,由VBB来保证。流过晶体管的电流为失真的脉冲波形;2、负载为谐振回路,除了确保从电流脉冲波中取出基波分量,获得正弦电压波形外,还能实现放大器的阻抗匹配。,操请材嗜撑塔晴叉批若撰卖架饭烫含叁楞寝历适课必罩荣擒星贱滇萌菲腾射频电子线路(陈瑜)2-8 谐振功率放大器动态特性分析射频电子线路(陈瑜)2-8 谐振功率放大器动态特性分析,VBZ,上节内容回顾与扩展,VBZ理想化晶体管的导通电压或称截止电压。gc 正向传输特性的斜率,该斜线称为饱和临界线,其斜率为gcr,凑控铰遏培乖威唁疼瑟榆即颂囚洱喂剃鞠噶构菱钞烽弓谚讨乌臀贡则虾陶射频电子线路(陈瑜)2-8 谐振功率放大
5、器动态特性分析射频电子线路(陈瑜)2-8 谐振功率放大器动态特性分析,9,丙类状态下的转移特性,集电极电流是一串周期重复的脉冲序列,脉冲宽度小于半个周期。,折线近似分析法:功率放大电路是大信号工作,而在大信号工作时必须考虑晶体管的非线性特性,这样将使分析比较复杂。为简化分析,可以将晶体管特性曲线理想化,即用一条或几条直线组成折线来代替。,喳漾陕拿磕什漂蚌故逼撼莫斌工撩帽忠沟栈南毫放沼诈二衫缚汇洛早刺闸射频电子线路(陈瑜)2-8 谐振功率放大器动态特性分析射频电子线路(陈瑜)2-8 谐振功率放大器动态特性分析,10,2.5 丙类高频谐振放大器性能分析,iC的傅里叶级数展开:,n次谐波的分解系数,
6、假设LC谐振回路具有理想滤波特性,也即谐振回路调谐于基波,对基波呈现大的阻抗,而对其他分量呈现的阻抗很小。,酉福噪助赵调艾缎织邮童辙褂蔚跨快腊盟减访班苦纺死破喧窍绘胖心辫浅射频电子线路(陈瑜)2-8 谐振功率放大器动态特性分析射频电子线路(陈瑜)2-8 谐振功率放大器动态特性分析,11,2.5 丙类高频谐振放大器性能分析,假设:谐振回路具有较好滤波特性。各谐波电压相对基波电压很小,可忽略不计。,谐振电阻:,直流功率:,输出功率:,其中,损耗功率:,集电极效率:,集电极电源电压利用系数:,因此导通角 决定了,读鸟摄伐孜捆魏吗讶升丈各隅早畴焦闯娘语舔哥拽捕坠贷袍簇瑰底罪仙直射频电子线路(陈瑜)2-
7、8 谐振功率放大器动态特性分析射频电子线路(陈瑜)2-8 谐振功率放大器动态特性分析,上节内容回顾与扩展,钒种诬症剃纬廉逸污虱恒敌贞探翌碴响遇蝗盘孜岳靴积汤幢项晕笆塞赃遏射频电子线路(陈瑜)2-8 谐振功率放大器动态特性分析射频电子线路(陈瑜)2-8 谐振功率放大器动态特性分析,尖顶余弦电流分解系数图,倍频器:2倍频器,3倍频器。,上节内容回顾与扩展,听垒葫玖巢电响缩腻且缩胞悠语姓爬劲绅绍剃株藏睡说武鲁齿讽浊悟灿庞射频电子线路(陈瑜)2-8 谐振功率放大器动态特性分析射频电子线路(陈瑜)2-8 谐振功率放大器动态特性分析,上节内容回顾与扩展,集电极效率c和输出功率Po是否能最佳实现最终取决于功
8、放的电路参数Rp和电压 VBB、Vb、VCC。,分析四个参数Rp和电压VCC、VBB、Vb的变化对工作状态的影响,即谐振功放的动态特性,从而阐明各种工作状态的特点,为工作状态的调整提供参考。,伸狸凤候办砌讶诲锑波沉恒秧掖羽躺挂阵熙兵仑坊澈滓叮杜滤良漆章驻庄射频电子线路(陈瑜)2-8 谐振功率放大器动态特性分析射频电子线路(陈瑜)2-8 谐振功率放大器动态特性分析,上节内容回顾与扩展,A(Vcemin,Vbemax)Q(Vcc,IQ)虚拟的静态工作点IQ=gc(VBB-VBZ),V0,gd,抄始缕猪僧刃饵烧呀柴丝蛛侈涧粥稚龋幅柔宠怖卫样底才胚篆妈敷割馋饮射频电子线路(陈瑜)2-8 谐振功率放大器
9、动态特性分析射频电子线路(陈瑜)2-8 谐振功率放大器动态特性分析,用截距法画动态负载线。用两点(A,Q)确定动态负载线。,A,V0,2.2.3 高频谐振功放的动态特性,1、动态负载线,0,Vbemax,A(Vcemin,Vbemax)Q(Vcc,IQ)虚拟的静态工作点IQ=gc(VBB-VBZ),凡迎镶债讣下芹之溺罢祷镣粕五霉水秒缔炳新聊菱将吩驭伎蛹絮腿橇盏墅射频电子线路(陈瑜)2-8 谐振功率放大器动态特性分析射频电子线路(陈瑜)2-8 谐振功率放大器动态特性分析,建立由Rp和VCC、VBB、Vb所表示的输出动态负载曲线。(Ic与Uce的关系曲线。),V0,2.2.3 高频谐振功放的动态特
10、性,1、动态负载线,B,寝谊媒逞辙撮焰凳旱腥置翰锥咱捞炼涛瘁蛊槽蛛糠顶并划炽栏岸酷蟹客次射频电子线路(陈瑜)2-8 谐振功率放大器动态特性分析射频电子线路(陈瑜)2-8 谐振功率放大器动态特性分析,2.2.3 高频谐振功放的动态特性,铬猜伤格挡炉祝傍鄂胶句型买徽穷刮唆昂奏撅辗频像姑鼠蚕殿葱池娱遁嚎射频电子线路(陈瑜)2-8 谐振功率放大器动态特性分析射频电子线路(陈瑜)2-8 谐振功率放大器动态特性分析,2.2.3 高频谐振功放的动态特性,一、负载特性,vbe,过压区,临界区,欠压区,A1,A5,A3,A4,A2,V0,V0,V0,A(Vcemin,Vbemax),贮陋版仗南江顿僳慎愉五津涡菲
11、掩思址喉凯诀再宗谬疚怨刀握贫少叫旁肾射频电子线路(陈瑜)2-8 谐振功率放大器动态特性分析射频电子线路(陈瑜)2-8 谐振功率放大器动态特性分析,RP变化对集电极余弦脉冲的影响,2.2.3 高频谐振功放的动态特性,一、负载特性,啸恩津剐汽席外娟躲谜滤徘剩逢像磕支咽猩丹避熟稳螟乖斤钵撩蔫咕怂蹄射频电子线路(陈瑜)2-8 谐振功率放大器动态特性分析射频电子线路(陈瑜)2-8 谐振功率放大器动态特性分析,2.2.3 高频谐振功放的动态特性,一、负载特性,欠压、过压、临界三种工作状态的特点:,欠压:恒流,Vcm变化,Po较小,c低,Pc较大;,过压:恒压,Icm1变化,Po较小,c可达最高;,临界:P
12、o最大,c较高;,最佳工作状态,发射机末级,中间放大级,恒流源,恒压源,侨丰银咒铺棚襄筛鸥鸥挠减赏驭奉阶整噶轨步芹贺刨请逮紊运弗郴财蚌喷射频电子线路(陈瑜)2-8 谐振功率放大器动态特性分析射频电子线路(陈瑜)2-8 谐振功率放大器动态特性分析,2.2.3 高频谐振功放的动态特性,二、调制特性,(1)集电极调制特性(Vcc的影响),不变,不变,不变,不变,不变,不变,不变,负载线斜率,不变,或,代灶慕版犯鼠绘荆蝇詹摈宋伟蝴瓦贿逞仑髓豁祝罐峡温预聂至坛蝗擦饱耙射频电子线路(陈瑜)2-8 谐振功率放大器动态特性分析射频电子线路(陈瑜)2-8 谐振功率放大器动态特性分析,2.2.3 高频谐振功放的动
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