2.1谐振功率放大器的工作原理
谐振功率防大器_原理2012_10_17
晶体管特性曲线的理想化及其特性曲线
根据理想化原理晶体管的静态转移特性可用交横轴于VBZ 的一条直线来表示(VBZ为截止偏压)。
ic gc
ic
临界线
过压区 gcr
欠压区
vb
理想化折线 （虚线）
0
vb
V BZ
0
vc
( a)
( b)
晶体管实际特性和理想折线
2.工作原理分析 (1) 集电极电流 i c
设输入信号电压:
从电流导通角来分：
A(甲)类：电流的流通角等于360°；
AB(甲乙)类：电流的流通角约大于180°；
B(乙)类：电流的流通角约小于180°；
C(丙)类：电流的流通角小于180°； D类、E类及S类开关功率放大器。
晶体管的工作状态
IC
iC
Q
O
UCE O
IC
iC
Q
O
UCE O
IC
iC
Q
O
UCE O
甲类工作状态 晶体管在输入信号 的整个周期都导通 静态IC较大，波形
ic
ic
ic
ic
Q
o
eb o
t
小信号谐振放大器 波形图
t
o
eb o
t
VBZ
谐振功率放大器 波形图
t
工作状态 甲类 乙类
甲乙类 丙类 丁类
不同工作状态时放大器的特点
半导通角
理想效率
负载
c=180 c=90 90＜c＜180 c＜90 开关状态
50% 78.5% 50%＜＜78.5% ＞78.5% 90%~100%
Yi
yie
yre y fe
yoe
高频谐振功率放大器的基本工作原理
高频谐振功率放大器的基本工作原理高频谐振功率放大器是一种常用于无线通信和射频系统中的放大器，其基本工作原理是通过谐振电路和功率放大器的相互配合来实现信号的放大。
本文将介绍高频谐振功率放大器的基本构成和工作原理。
一、高频谐振功率放大器的构成高频谐振功率放大器主要由三个部分组成：输入谐振电路、功率放大电路和输出谐振电路。
输入谐振电路是用来接收输入信号并将其滤波、匹配到功率放大器的。
它通常由电容和电感组成的谐振回路构成，能够选择性地传输特定频率的信号。
功率放大电路是用来放大输入信号的。
它通常采用晶体管或管子放大器等器件，通过输入电压的调节来实现信号的放大，同时也可以调节放大器的增益和输出功率。
输出谐振电路是用来匹配和传输已放大的信号到输出负载的。
它通常也由谐振回路组成，能够将功率放大后的信号传输到负载上。
二、高频谐振功率放大器的工作原理高频谐振功率放大器的工作原理基于谐振电路的特性和功率放大器的线性放大特性。
首先，输入信号经过输入谐振电路后，可以选择性地通过特定频率的谐振回路，其他频率的信号会被滤波掉。
这样就能保证只有特定频率的信号能够进入功率放大器进行放大。
然后，经过谐振回路的输入信号进入功率放大电路。
功率放大电路通常采用线性放大器，其输入电压的大小决定了输出信号的放大倍数。
通过调节输入电压的大小，就可以实现对输出信号的放大程度的控制。
最后，放大后的信号经过输出谐振电路，并传输到输出负载上。
输出谐振回路起到了匹配和传输的作用，能够将功率放大后的信号有效地传输给负载。
三、高频谐振功率放大器的优势高频谐振功率放大器具有以下优势：1. 高效性：通过谐振电路的匹配和能量传输，以及功率放大器的线性放大特性，高频谐振功率放大器能够实现高效率的信号放大，提高系统的整体效能。
2. 稳定性：谐振回路能够选择性地传输特定频率的信号，并且能够稳定地工作在谐振状态下，使得输出信号的幅度和频率更加稳定。
3. 可调性：通过调节输入信号的电压，可以实现对输出信号的放大倍数和功率的可调。
电子线路(非线性部分)第五版第二章
Qe
Xs Rs
Rp Xp
T 型网络分析
2.3.3 谐振功率放大器电路
双极型管谐振功率放大电路
50MHz
场效应管谐振功率放大器
400MHz
2.4 高频功率放大器
在通信等应用领域中，谐振功率放大器的工作频 率往往在几十MHz以上，高到几百MHz，通常将 这种谐振功率放大器统称为介于功率管T和外接负载RL之间：
交流通路：
主要要求 阻抗转换；滤波；高效率地功率传输。 要求网络的传输效率=PL/Po尽可能接近于1。
串并联阻抗转换
Rs2 X s2 2 Rp Rs (1 Qe ) Rs 2 2 R R Rs X s p s Xp Xs Xs
基于静态特性曲线的近似分析法虽然有助于了解 谐振功率放大器的性能变化特性，并指导功率放 大器的调试，但这种方法不适合分析和设计高频 功率放大器。工程上一般借助功率管的大信号输 入和输出阻抗来分析和设计高频功率放大器。
2.4.1 高频功率管及其大信号输入和输出阻抗
一、高频功率管结构
高频功率管的内部结构
称为倍频器 (Frequency Multiplier) 。
由于输出功率和滤波特性的限制，这种倍频
器的倍频次数不能太高，一般为2或3。
2.1.2 丁类和戊类谐振功率放大器
丁类(Class D)谐振功率放大器： 功率管开关工作，导通时 管子电流很大，管压降很 小；截止时管压降较大， 但几乎没电流。因此管耗 很小，籍此放大器的效率 得以提高 。 提高效率的措施是减小管 子导通期间的瞬时管耗。
实例： 设计一高频功率放大器，用于调频发射机， 输入和输出负载均为50Ω，输入信号频率为 80MHz，输出信号频率为160MHz，要求输 入功率为4mW时，输出负载上的功率 PL≥700mW，二次谐波抑制度小于-30dB，放 大器总效率大于50%，电源电压为15V。
超短波电台课程设计
由于高频功放的工作频率高，相对频带窄，所以一般采用选频网络作为负载回路。
为了使谐振功放的输入端能够从信号源或前级功放得到有效的功率, 输出端能够向负载输出不失真的最大功率或满足后级功放的要求,在谐振功放的输入和输出端必须加上匹配网络.对于选频网络，采用微带线匹配滤波，同时通过控制电源调整管的通断来改变cc V 的大小从而改变cm U 和P O 的大小。
超短波电台是采用频率调制,通过对高频丙类谐振功率放大器，LC 的π型网络, 自动功率控制电路的原理进行分析，从而设计出由集成高频功放、选频网络、自动功率控制电路组成的超短波电台发信机中的高频功率放大器。
自动功率控制电路由可调电位器和电容组成的二极管检波器，差分放大器和调整管等相关元器件设计而成。
高频功率放大电路的技术指标涉及各个问题，我们从节省能量和效率方面选择丙类高频功率放大器，也是设计的关键。
同时为了滤除丙类工作时产生的众多高次谐波分量，常采用LC 谐振回路作为选频网络。
电容和电感组件组成选频网络，本文选用LC π型构成选频电路二者相串联后组成带通选频电路，使通过此电路的信号频率处于高频和低频信号之间，故能够使其工作在一定的频率范围之内。
关键词：丙类功放 高频 放大器 选频1. 课题描述 (1)2. 设计过程 (2)2.1. 谐振功率放大器工作原理 (2)2.1.1. 谐振功率放大器工作性能分析 (5)2.1.2. 设计相应的高频功放（丙类）集成电路图 (7)2.2. 匹配网络 (8)2.2.1. 匹配网络作用 (8)2.2.2 匹配网络分类 (9)2.3. 自动功率控制电路分析 (9)3.设计内容 (10)3.1. 在高频功放阶段 (12)3.2. LCπ型选频网络电路图 (12)3.3. 自动功率控制电路 (12)总结 (13)参考文献 (14)1.课题描述调频发射机框图：本次设计的任务涉及三个方面：即超短波电台发信机中的高频功率放大器包含发信机末端的高频功放，选频网络，自动功率控制电路。
高频谐振功率放大器的工作原理
高频谐振功率放大器的工作原理
嘿，咱今儿来唠唠高频谐振功率放大器的工作原理哈！这玩意儿就好比是一场音乐会，晶体管就是那个舞台上的明星主唱。
在这个音乐会里呀，信号源就像是给主唱提供的歌曲，它把要表演的内容送过来。
而直流电源呢，就像是给主唱提供能量的大力水手菠菜，让晶体管有足够的力气放声歌唱。
然后呢，晶体管这个主唱呀，会根据信号源的指示，该大声唱的时候大声唱，该小声哼的时候小声哼。
这时候，谐振回路就登场啦！它就像是一个超级厉害的调音师，能把主唱的声音调得特别好听，把那些不和谐的音给过滤掉，只留下最精彩的部分。
你说这谐振回路神奇不神奇？它能让放大器输出的功率更大，效率更高呢！就好像一个魔法盒子，把普通的声音变得超级有魅力。
那它是怎么做到的呢？嘿嘿，这就像是在一个大合唱里，大家一起发声，但只有某个特定频率的声音最响亮，其他的声音都被弱化了。
谐振回路就是能抓住那个最关键的频率，让它闪闪发光。
而且哦，高频谐振功率放大器还有个特点，就是它能让信号变得特别强。
这就好比是把一个小小的火苗，变成了熊熊大火，照亮整个舞台！想想看，原本很微弱的信号，经过它这么一处理，变得超级强大，能传到很远很远的地方去。
咱再想想，如果没有高频谐振功率放大器，那很多信号不就传不远啦？那不就像在一个大雾天里说话，别人都听不清嘛！有了它，信号就能清清楚楚地传出去，多棒呀！
所以说呀，高频谐振功率放大器可真是个了不起的东西！它就像一个幕后英雄，默默地工作着，让我们的通信、广播等等变得更加精彩。
你说它是不是很厉害呢？咱可得好好感谢它为我们带来的便利呀！。
谐振放大器工作原理
谐振放大器工作原理
谐振放大器是一种电子放大器，可以放大特定频率下的输入信号。
它的工作原理基于谐振现象和正反馈的效应。
谐振放大器通常由一个谐振电路和一个放大器组成。
谐振电路由一个电感和一个电容组成，形成一个谐振回路。
当输入信号的频率与谐振回路的共振频率相匹配时，谐振电路会呈现出较大的阻抗，从而使输入信号更容易通过电路。
放大器主要负责增大信号的幅度。
当输入信号进入谐振放大器时，放大器会对信号进行放大，并且通过正反馈作用反馈到谐振电路中。
正反馈会使得谐振电路的阻抗增大，从而使得放大效果更加明显。
通过谐振电路和放大器的相互作用，谐振放大器能够放大特定频率范围内的信号。
当输入信号的频率与谐振回路的共振频率完全匹配时，谐振放大器可以实现最大的增益。
需要注意的是，谐振放大器在工作过程中需要保持输入信号的频率与谐振回路的共振频率匹配。
如果频率不匹配，放大效果将会大大降低。
总之，谐振放大器通过谐振电路和放大器的协同作用，能够放大特定频率范围内的输入信号。
这种放大器在无线通信、音频放大和信号处理等领域有着广泛的应用。
高频功率放大器(8)
应用 低频 低频，高频 低频 高频 高频
谐振功率放大器通常用来放大窄带高频信号,其工作状态通常选为丙类工 作状态(c＜90)，为了不失真的放大信号，它的负载必须是谐振回路。
非谐振功率放大器可分为低频功率放大器和宽带高频功率放大器。低频功 率放大器的负载为无调谐负载，工作在甲类或乙类工作状态；宽带高频功率放 大器以宽带传输线为负载。
作，因此可近似等效为一个线性元件。小信号电压放大器瞬时工作点的
轨迹就是负载线，是一条直线。
•
谐振功率放大器是非线性工作，各个区域的特性曲线方程
不同，因此各个区域工作点的移动规律也不同，所以称其为动特性曲线，
以示与负载线的区别。
•
2、画法
•
（1）在放大区
iC gm (EB Ubm cost UB )
谐振功率放大器的分析方法：图解法，解析法
2.2 谐振功率放大器的工作原理
1、电路组成 (1)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。
(2)谐振回路LC是晶体管的负载
iC
＋
iB uCE
－
V ＋
－C
Re uc L
RL
ub
＋
－
(3)电路工作在丙类工作状态
＋ EB－
－ EC ＋
t
4、高频功率放大器与低频功率放大器的异同之处 相同之处:都要求输出功率大和效率高。 功率放大器实质上是一个能量转换器，把电源供给的直流能量转化 为交流能量，能量转换的能力即为功率放大器的效率。 功率放大器的主要技术指标是输出功率与效率。
不同之处：工作频率与相对频宽不同； 放大器的负载不同； 放大器的工作状态不同。
2 sin 2 (1 cos )
谐振功率放大器
ic 0 uce Ec U c cos , 位于图中B点，晶体管刚刚导通。 （3）当 t 0时 U
P0 I c 0 Ec
1 1 2 1 U c2 P I c1U c I c1 RL 1 2 2 2 RL
Pc P P 0 1
P1 1 I c1 U c 1 P0 2 I c 0 Ec 2
称为集电极电压利用系数； 称为波形系数。
4）集电极效率
其中， U c Ec
2 工作原理分析
i (1) 集电极电流 c 设输入信号电压:
ub U bm cost
+ ub + u be + uCE C _
ic
Rp
+ L u c1 -
ube ub Eb Eb U bm cost
由晶体管的转移特性曲线可以看出：
则加到晶体管基极,发射级的 有效电压为:
-Eb
EC
c Uce
•
Q
Ucm1
c
uce Ec uc Ec Uc cos t Ec Ic1 RL cos t 外部特性决定,KVL ic gm (Ub cos t Eb Eb ) gmUb (cos t cos ) 内部特性决定 （） 当t 1 时：
高频电子线路
内容二、 谐振功率放大器
第3章
高频谐振放大器
第二节 谐振功率放大器
回顾：
高频小信号放大器
高频小信号放大器
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2.1谐振功率放大器的工作原理
谐振功率放大器是一种常见的电子电路，用于放大输入信号的功率。
它的工作原理基于谐振现象和功率放大原理。
本文将详细介绍谐振功
率放大器的工作原理，并探讨其在电子领域中的应用。
谐振功率放大器的工作原理可以分为两个关键部分：谐振电路和放
大电路。
1. 谐振电路
谐振电路是谐振功率放大器中起到关键作用的部分，它通过与输入
信号的频率进行匹配来实现最大功率传输。
谐振电路通常由一个电感
和一个电容组成，构成一个谐振回路。
谐振电路可以分为串联谐振和
并联谐振两种形式。
（1）串联谐振电路
串联谐振电路是指电感和电容串联连接的谐振回路。
在串联谐振电
路中，当输入信号的频率接近谐振频率时，电感和电容的阻抗将呈现
出共振状态，此时电路的阻抗最小。
而当输入信号的频率偏离谐振频
率时，电路的阻抗将逐渐增大。
通过选择合适的电感和电容数值，可
以使得输入信号在谐振频率附近得到最大功率传递。
（2）并联谐振电路
并联谐振电路是指电感和电容并联连接的谐振回路。
在并联谐振电
路中，当输入信号的频率接近谐振频率时，电感和电容的阻抗将呈现
出共振状态，此时电路的阻抗最大。
而当输入信号的频率偏离谐振频
率时，电路的阻抗将逐渐减小。
通过选择合适的电感和电容数值，可
以使得输入信号在谐振频率附近得到最大功率传递。
2. 放大电路
放大电路是谐振功率放大器中负责信号放大的部分，其主要目的是
将输入信号的功率放大到更高的水平。
放大电路通常由一个或多个放
大器组成，放大器可以采用各种不同的结构和技术，例如晶体管放大器、场效应管放大器等。
放大电路中的放大器将输入信号的功率进行放大，并输出到负载电
路中。
放大器的设计需根据谐振电路的特性和需求来选择，以保证输
出信号的质量和稳定性。
3. 谐振功率放大器的应用
谐振功率放大器广泛应用于各个领域，特别是在射频和微波领域中。
它在通信领域中被用于信号放大和传输，可用于增强信号传输的距离
和质量。
在雷达系统中，谐振功率放大器可用于提高雷达信号的功率，提高系统的探测距离和灵敏度。
此外，谐振功率放大器还可应用于医
疗设备、无线电频率发射器等领域。
总结：
谐振功率放大器的工作原理基于谐振电路和放大电路的协同作用。
谐振电路通过与输入信号频率的匹配，实现最大功率传输。
放大电路
则将输入信号的功率进行放大，并输出到负载电路中。
谐振功率放大器在通信、雷达等领域具有重要的应用价值。
以上就是谐振功率放大器的工作原理，希望能够对读者对此有一个更加深入的了解。
谐振功率放大器作为一种基础电子电路，在现代电子技术发展中扮演着重要的角色，其原理和应用也为我们理解和应用其他电子电路提供了参考。