丙类谐振功率放大器的原理分析

学号：*********** 学年论文

学院物理电子工程学院

专业电子科学与技术

年级2009级

姓名杨进

设计题目丙类谐振功率放大器的原理分析

指导教师仓玉萍职称讲师

2012 年 5 月 22 日

目录

摘要 (1)

Abstract (1)

引言 (1)

1.谐振功率放大器的特点 (2)

2.丙类功率谐振放大器的理论分析 (2)

2.1电路原理 (2)

2.2电路的参数值的估计 (4)

3.丙类功率放大器性能分析和工作状态的确定 (6)

3.1对功放进行理论分析 (7)

3.2对功放性能进行分析和工作状态的确定 (7)

结论 (9)

参考文献 (10)

丙类谐振功率放大器的原理分析

姓名：杨进学号：20095044008

单位：物理电子工程学院专业：电子科学与技术

指导老师：仓玉萍职称：讲师

摘要：本文分析了丙类功率放大器的电路原理，估计了下电路的相关参数值。对丙类功率放大器的性能进行了分析讨论并对其工作状态做出了基本的确定。

关键词：丙类谐振功率放大器.

Class C of the principle of resonant power amplifier Abstract：This paper analyzes the c class power amplifier circuit principle, estimated the circuit under related parameters of the value. In this kind of power amplifier performance are discussed and the work of the state made a basic sure.

Key Words: Class C power amplifier for the resonant.

引言

高频功率放大器用于发射机的末级，作用是将高频已调波信号进行功率放大，以满足发送功率的要求，然后经过天线将其辐射到空间，保证在一定区域内的接收机可以接收到满意的信号电平，并且不干扰相邻信道的通信。

高频功率放大器是通信系统中发送装置的重要组件。按其工作频带的宽窄划分为窄带高频功率放大器和宽带高频功率放大器两种，宽带高频功率放大器的输出电路则是传输线变压器或其他宽带匹配电路，因此又称为非调谐功率放大器; 窄带高频功率放大器通常以具有选频滤波作用的选频电路作为输出回路，故又称为调谐功率放大器或谐振功率放大器。

功率放大器的任务是供给负载足够大的信号功率，其主要性能指标是输出功率和效率。丙类谐振功率放大器可获得高效率的功率放大。

放大器按晶体管集电极电流流通时间的不同，可分为甲类，乙类，丙类等工作状态，其中丙类工作状态（导通角小于90度的状态）效率最高，但这时晶体管集电极电流波形失真严重。采用LC谐振网络作为放大器的负载，可克服工作在丙类状态所产生的失真，但谐振网络通频带较窄，所以丙类谐振功率放大

器适用于窄带高频信号的功率放大。本文主要讨论丙类谐振功率放大器的基本原理。

1. 谐振功率放大器的特点

谐振功率放大器主要有四个特点：①放大管是高频大功率晶体管，能承受高电压和大电流；②输出端负载回路为调谐回路，既能完成调谐选频功能，又能实现放大器输出端负载的匹配；③基极偏置电路为晶体管发射结提供负偏压，使电路工作在丙类状态；④输入余弦波时，经过放大，集电极输出电压是余弦脉冲波形。

2. 丙类功率谐振放大器的理论分析

2.1电路原理 2.1.1工作原理

如图1所示，丙类功率放大器的基极偏置电压BE u 是利用发射极电流的直流分量

0E I 在发射极直流负反馈电阻10R 上产生的压降来提供的，故称为自给偏置电路。当放大器的输入信号i u 为正弦波时，集电极电流c i 为余弦脉冲波。利用谐振回路L5C5的选频作用可输出基波谐振电压1C u 、电流1C i 。

图1 功率放大器电路（丙类）原理图

2.1.2主要的技术指标

(1)直流电源CC V 提供的直流功率

0C CC V I V P

式中，0C I 为集电极电流C i 的直流分量。电流C i 经傅立叶级数分解，可得峰值cm I 与分

解系数)

(θαn

的关系式

Icm I cnm n /)(=θα

故有

)

(0

0θαcm C I I =

分解系数)(θαn 与θ的关系如图2所示。

图2 分解系数)

(θαn

与θ的关系图

(2)集电极输出的基波功率

o

m c o m c m c m c C R U R I I U P /21

2121121211===

式中，m c U 1为集电极基波电压的振幅，m c I 1为集电极基波电流的振幅；o R 为集电极负载电阻，最佳匹配状态下有H o R R =，三者间的关系为

o m c m c R I U 11=

式中，)

(11θαcm m c I I =，即集电极基波电流振幅等于集电极电流振幅与基波电流分解

系数之积。 (3)功率增益

i C P P P A /=

式中，i P 为功放的基极基波输入功率，它与基波输入电流振幅m b I 1、基波输入电压振幅m b U 1及输入电阻i R 的关系为

i

m b i m b m b m b i R I R U I U P 12121121

/2121===

0.5

0.4 0.3 0.2 0.1 0 -0.05