高频功率放大器习题课.ppt

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1、第二章 高频功率放大器习题课习题课章章末小结末小结1.高高频频谐谐振振功功率率放放大大电电路路可可以以工工作作在在甲甲类类、乙乙类类或或丙丙类类状状态态。相相比比之之下下,丙丙类类谐谐振振功功放放的的输输出出功功率率虽虽不不及及甲甲类类和和乙乙类类大大,但但效效率率高高,节节约约能能源源,所所以以是是高高频频功功放放中中经经常常选选用用的的一一种种电电路形式。路形式。2.丙丙类类谐谐振振功功放放效效率率高高的的原原因因在在于于导导通通角角小小,也也就就是是晶晶体体管管导导通通时时间间短短,集集电电极极功功耗耗减减小小。但但导导通通角角越越小小,将将导导致致输输出出功功率率越越小小。所所以以选选

2、择择合合适适的的角角,是是丙丙类类谐谐振振功功放放在在兼兼顾顾效效率和输出功率两个指标时的一个重要考虑。率和输出功率两个指标时的一个重要考虑。3.折折线线分分析析法法是是工工程程上上常常用用的的一一种种近近似似方方法法。利利用用折折线线分分析析法法可可以以对对丙丙类类谐谐振振功功放放进进行行性性能能分分析析,得得出出它它的的负负载载特特性性、放放大大特特性性和和调调制制特特性性。若若丙丙类类谐谐振振功功放放用用来来放放大大等等幅幅信信号号(如如调频信号调频信号)时时,应该工作在临界状态；应该工作在临界状态；若若丙丙类类谐谐振振功功放放用用来来放放大大等等幅幅信信号号(如如调调频频信信号号)时时

3、,应应该该工工作作在在临临界界状状态态；若若用用来来放放大大非非等等幅幅信信号号(如如调调幅幅信信号号)时时,应应该该工工作作在在欠欠压压状状态态；若若用用来来进进行行基基极极调调幅幅,应应该该工工作作在在欠欠压压状状态态；若若用用来来进进行行集集电电极极调调幅幅,应应该该工工作作在在过过压压状状态态。折折线线化的动态线在性能分析中起了非常重要的作用。化的动态线在性能分析中起了非常重要的作用。4丙丙类类谐谐振振功功放放的的输输入入回回路路常常采采用用自自给给负负偏偏压压方方式式,输输出出回回路路有有串串馈馈和和并并馈馈两两种种直直流流馈馈电电方方式式。为为了了实实现现和和前前后后级级电电路路的

4、的阻阻抗抗匹匹配配,可可以以采采用用LC分分立立元元件件、微微带带线线或或传传输输线线变变压压器器几几种种不不同同形形式式的的匹匹配配网网络络,分分别别适适用用于于不不同同频频段段和和不不同同工工作作状态。状态。5谐振功放属于窄带功放。谐振功放属于窄带功放。宽宽带带高高频频功功放放采采用用非非调调谐谐方方式式,工工作作在在甲甲类类状状态态,采采用用具具有有宽宽频频带带特特性性的的传传输输线线变变压压器器进进行行阻阻抗抗匹匹配配,并并可可利利用用功功率率合合成成技术增大输出功率。技术增大输出功率。6目目前前出出现现的的一一些些集集成成高高频频功功放放器器件件如如M57704系系列列和和MHW系系

5、列列等等,属属窄窄带带谐谐振振功功放放,输输出出功功率率不不很很大大,效效率率也也不不太太高高,但但功功率率增增益益较较大大,需需外外接接元元件件不不多多,使使用用方方便便,可可广广泛泛用用于于一一些移动通信系统和便携式仪器中。些移动通信系统和便携式仪器中。本章的常见题型本章的常见题型:1高频功率放大器工作状态分析2计算高频功率放大器 P0 PD Pc 及集电极效率3改正直流馈电电路中的错误4输出匹配网络的设计与计算高频功率放大器工作状态分析1.功率放大器工作状态按流通角功率放大器工作状态按流通角可分为可分为4类类:=时时,为甲类为甲类=时时,为乙类为乙类=时时,为丙类为丙类=时时,为甲乙类为

6、甲乙类A)90B)180C)90D)901802.一个谐振功率放大器一个谐振功率放大器若要求输出电压平稳若要求输出电压平稳,则工作状态应选择在则工作状态应选择在状态状态;若要求输出功率若要求输出功率Po最大则工作状态应选择在最大则工作状态应选择在状态状态;若要求兼顾输出功率和效率若要求兼顾输出功率和效率,则工作状态应选择在则工作状态应选择在状态状态;若要求效率高若要求效率高,则工作状态应选择在则工作状态应选择在状态状态;若进行基极调幅若进行基极调幅,则工作状态应选择在则工作状态应选择在状态状态;若进行集电极调幅若进行集电极调幅,则工作状态应选择在则工作状态应选择在状态状态.A)欠压欠压B)临界

7、临界C)过压过压D)弱过压弱过压bacd/cbbdac计算高频功率放大器计算高频功率放大器P0 PD Pc 及集电极效率及集电极效率1.导通角计算导通角计算:计算高频功率放大器计算高频功率放大器P0 PD Pc 及集电极效率及集电极效率6.中介回路的传输效率。中介回路的传输效率。3、谐振功率放大器原来工作于临界状态，它的通谐振功率放大器原来工作于临界状态，它的通角为角为=70，输出功率，输出功率P0为为3W，效率为，效率为=60%。后来。后来由于某种原因，性能发生变化。经实测发现，由于某种原因，性能发生变化。经实测发现，已增已增加到加到68%，而输出功率明显下降，但，而输出功率明显下降，但VC

8、C、VCm、VBEmax不变。试分析原因，并计算这时的实际输不变。试分析原因，并计算这时的实际输出功率和通角。出功率和通角。4、有一谐振功率放大器，已知、有一谐振功率放大器，已知VCC12V，回路谐振阻，回路谐振阻抗抗Re130，集电极效率，集电极效率74.5，输出功率，输出功率P0500mW。现在为了提高。现在为了提高，在保持，在保持VCC、Re、P0不变不变的条件下，将通角减小到的条件下，将通角减小到60，并使放大器工作到临，并使放大器工作到临界状态。界状态。（1）试分析放大器原来的工作状态。）试分析放大器原来的工作状态。（2）计算）计算提高的百分比和提高的百分比和60时的效率。时的效率。

9、（3）试求集电极损耗功率）试求集电极损耗功率PC减少了多少？减少了多少？（4）分析采取什么措施才能达到上述目的？）分析采取什么措施才能达到上述目的？5、图例是有多处错误的、图例是有多处错误的400MHz谐振功率放大器电谐振功率放大器电路，试更正这些错误。路，试更正这些错误。输出匹配网络的设计与计算：输出匹配网络的设计与计算：匹配网络是为了使放大器的输出功率有匹配网络是为了使放大器的输出功率有效的传输到负载，等效于一个并联谐振效的传输到负载，等效于一个并联谐振回路，只是具体的形式不同。回路，只是具体的形式不同。根据匹配网络的计算公式进行设计。根据匹配网络的计算公式进行设计。6、有一个工作频率为、

10、有一个工作频率为20MHz的谐振放大器，采用高的谐振放大器，采用高频率功率管频率功率管3DA14B，VCC=24V，实际测得的天线，实际测得的天线等效负载等效负载rA为为50，输出功率，输出功率PA为为1.5W，集电极，集电极高频电压有效值高频电压有效值VC为为16.3V，ICO为为82mA，VBB=0V，Vbm为为7.5V，放大器的集电极回路采用，放大器的集电极回路采用型网络，型网络，基极在零偏压工作。基极在零偏压工作。（1）试画出集电极采用并联馈电的实用电路；）试画出集电极采用并联馈电的实用电路；（2）设回路效率）设回路效率k为为0.92，试求放大器的集电极效率，试求放大器的集电极效率c，谐振回路阻抗谐振回路阻抗Re，并检验三极管是否安全工作。，并检验三极管是否安全工作。（三极（三极管管3DA14B的极限参数为的极限参数为PCm=1W(不加散热板不加散热板)，Icm=1A,V(BR)CEO=60V）（3）已知管子的输出电容）已知管子的输出电容C0为为60pF，试求，试求型网络的各型网络的各元件值。元件值。