高频电子线路复习6-7

高频电子线路复习2高频功放与低频放大器的比较高选频网络丙类窄百分之零点几到百分之几高（一个工作频率）高频功放低无调谐负载甲类、甲乙类、推挽乙类宽低（20Hz-30KHz）低频功放效率负载工作状态相对带宽工作频率maxmin/1000ff0f0/ff共同点：输出功率大、效率高不同点：第6章高频功率放大器高频功放与高频小信号调谐放大器比较：放大对象谐振网络的作用工作状态分析方法质量指标高频功率放大器高频大信号从失真的集电极电流脉冲中选出基波、滤出谐波，从而得到不失真的信号输出丙类图解法或者解析近似分析法功率和效率高频小信号放大器高频小信号抑制干扰信号甲类线性等效电路增益、通频带、选择性、稳定性和噪声系数共同点：放大的都是高频信号，且负载均为谐振网络不同点：高频功放的功率关系(1)集电极电源提供的直流功率：0CCCIVP(2)集电极输出交流功率（负载上得到的功率）P1Cm2P1Cm21Cm1Cm0R2VRI21IV21P（注意PR为回路谐振阻抗）(3)集电极耗散功率cP，ocPPP(4)集电极能量转换效率c：cCOCCCmCmgIVIV1112121cooocPPPPP()CcBBZigvV晶体管集电极电压：晶体管基级电压：高频功放分析的三个关系式：cosBBBbmvVVtcosCCCcmvVVtvceicVo•AVCC•QVcm1cvcmingd•BOvBmax=-VBB+Vbm画法一：1）在静态特征曲线的vc轴上取B点，使OB=V0，2）由B点作斜率为gd的直线BA，即得动态特征曲线。动态特性vcicVo•A•BO画法二：VCC•QVcmcvcmingd1）取点Q（ωt=900，vc=VCC，vb=－VBB）vBmax=-VBB+Vbm2）取点A（ωt=00，vc=VCC－Vcm，vb=－VBB＋Vbm）BZBBcQCVVgIi3）两点连成直线bmdccmVggV1、定性分析负载特性Rp欠压区过压区临界区Icm1IcoVcmPoRp欠压区过压区临界区cPcP=欠压时Icm1几乎不变，过压时Vcm几乎不变。因而可以把欠压状态的放大器当作一个恒流源，把过压状态的放大器当作一个恒压源。2、VCC对工作状态的影响RpVBBVbm都不变，则斜率和VBmax都不变。VCC对工作状态的影响3.VCCVBBRP不变时，Vbm对工作状态的影响Vbm增加，则静态特性曲线向上平移。若原来工作于临界状态，则进入过压状态。反之，Vbm减小，静态特性曲线向下平移，进入欠压状态。故，已调波放大（改变Vbm）应工作在欠压状态。②过压状态：随Vbm变大，电流凹陷深度增大，IC0和Icm1、Vcm均增加缓慢，可认为近似不变。①欠压状态：随Vbm变大，集电极电流脉冲高度变化显著，从而IC0和Icm1、Vcm增加幅度大。)(VibmccCmaxcos1g4.VCCVbmRP不变时，VBB对工作状态的影响—VBB增大故，基极调幅应工作在欠压状态。②过压状态：随VBB变大，IC0和Icm1、Vcm均增加缓慢，可认为近似不变。①欠压状态：随VBB变大，集电极电流脉冲高度变化显著，从而IC0和Icm1、Vcm增加幅度大。VBB对工作状态的影响—VBB1、欲提高功率放大器的效率，应使放大器的工作状态为A．甲类B．乙类C．甲乙类D．丙类2、某丙类谐振功率放大器工作在临界状态，若保持其它参数不变，将集电极直流电源电压增大，则放大器的工作状态将变为（D）A．过压B．弱过压C．临界D．欠压3、功率放大电路根据以下哪种说法可分为甲类、甲乙类、乙类、丙类等（D）A．电路特点B．功率放大倍数C．电流大小D．功放管静态工作点选择情况选择4、利用高频功率放大器的集电极调制特性完成功放和振幅调制，功率放大器的工作状态应选（C）A．欠压B．临界C．过压5、在高频放大器中，多用调谐回路作为负载，其作用不包括（D）A．选出有用频率B．滤除谐波成分C．阻抗匹配D．产生新的频率成分6、为了有效地实现基极调幅，调制器必须工作在哪种工作状态（B）A．临界B．欠压C．过压7、谐振功率放大器与调谐放大器的区别是（C）A．前者比后者电源电压高B．前者比后者失真小C．谐振功率放大器工作在丙类，调谐放大器工作在甲类D．谐振功率放大器输入信号小，调谐放大器输入信号大8、关于通角θ的说法正确的是（B）Aθ是指一个信号周期内集电极电流导通角度Bθ是指一个信号周期内集电极电流导通角度的一半Cθ是指一个信号周期内集电极电流导通角度的两倍填空1、为了有效地实现基极调幅，调制器必须工作在欠压状态，为了有效地实现集电极调幅，调制器必须工作在过压状态。2、谐振功率放大器通常工作在丙类，此类功率放大器的工作原理是：当输入信号为余弦波时，其集电极电流为周期性余弦脉冲波，由于集电极负载的选频作用，输出的是与输入信号频率相同的余弦波。3、丙类高频功率放大器的最佳工作状态是临界工作状态，这种工作状态的特点是输出功率最大、效率较高和集电极电流为尖顶余弦脉冲波。4、功率合成器的关键部分是：功率分配与合成网络。5、一个理想的功率合成器应该满足条件：功率相加条件和相互无关条件。6、功率合成所用的混合网络主要是传输线变压器，兼有传输线和高频变压器两者的特点，相应的有两种工作方式，传输线方式和变压器方式。7、输出匹配网络的作用：保证放大器的输出功率有效的加到负载（天线）上。输出四端网络应完成的任务是：匹配网络、滤波、彼此隔离，互不影响。8、随着倍频次数的增高，输出功率和效率变化趋势下降。简答1、当谐振功率放大器的输入激励信号为余弦波时，为什么集电极电流为余弦脉冲波形？但放大器为什么又能输出不失真的余弦波电压？答：因为谐振功率放大器工作在丙类状态（导通时间小于半个周期），所以集电极电流为周期性余弦脉冲波形；但其负载为调谐回路谐振在基波频率，可选出ic的基波，故在负载两端得到的电压仍与信号同频的完整正弦波。2、在谐振功率放大电路中，若Ubm、Ucm及UCC不变，而当UBB改变时，Ic1有明显的变化，问放大器此时工作在何种状态？为什么？答：由谐振功率放大器的基极调制特性知：Ubm、Ucm及UCC不变，而当UBB改变时，只有工作在欠压工作状态，Ic1有明显的变化。3、在谐振功率放大电路中，若UBB、Ubm及Ucm不变，而当UCC改变时Ic1有明显的变化，问放大器此时工作在何种状态？为什么？答：由谐振功率放大器的集电极调制特性知：Ubm、Ucm及UBB不变，而当UCC改变时，只有工作在过压工作状态，Ic1有明显的变化4、谐振功率放大器输出功率P。已测出，在电路参数不变时，为提高P。采用提高Vbm的办法。但效果不明显，试分析原因，并指出为了达到P。明显提高的目的，可采用什么措施？答：不明显是因为工作在过压状态。措施：增大VCC；减小RP（详细回答，做出Po与参数的对应曲线）计算1、某高频功率放大器工作在临界状态，已知其工作频率f＝520MHz，电源电压EC=25v，集电极电压利用系数ξ=0.8，输入激励信号电压的幅度Ubm=6v，回路谐振阻抗Re=50Ω，放大器的效率ηC＝75％。求：⒈Ucm、Ic1m、输出功率Po、集电极直流能源PD及集电极功耗PC⒉当激励电压Ubm增加时，放大器过渡到何种工作状态？当负载阻抗Re增加时，则放大器由临界状态过渡到何种工作状态？解:1.Ucm=ECξ=20VIc1m=Ucm/Re=0.4APo=UcmIc1m/2=4WPD=Po/ηC＝5.33WPC=PDPo＝1.33W2.当激励电压Ubm增加时，放大器过渡到过压工作状态当负载阻抗Re增加时，则放大器由临界状态过渡到过压工作状态例6.3.1有一个用硅NPN外延平面型高频功率管3DA1做成的谐振功率放大器，设已知ＶCC＝24Ｖ，Ｐｏ＝２Ｗ，工作频率＝１MHz。试求它的能量关系。由晶体管手册已知其有关参数为fＴ≥70MHz，Ap（功率增益）≥13dB，ＩCmax＝750ｍＡ,ＶCE(sat)(集电极饱和压降)≥1.5Ｖ,ＰCM＝１W。解：１）由前面的讨论已知，工作状态最好选用临界状态。作为工程近似估算，可以认为此时集电极最小瞬时电压V5.1CE(sat)CminvvV5.225.124CminCCcmVVVv2）mA178A178.0A5.1265.22pcm1cmRVI5.12622)5.22(22o2cmpPVR解：3）选c=70o，4）436.0)(c1253.0)(c0mA750mA408mA436.0178)(c1cm1maxCIi未超过电流安全工作范围。5）mA103mA253.0408)(c0maxC0cmiI6）)W1(W472.0W)2472.2(CMocPPPPWWcCC472.2101032430IVP7）8）%81472.22ocPP9）W1.0W202)3.1(lg2)10(lg11oipAPPEnd第7章正弦波振荡器it)20(0CLRR衰减振荡it)0(0R等幅振荡增幅振荡it)0(0R起振平衡UiTA10UiA″′UiAUiA202时产生振荡电流的情形要得到较大振幅的振荡输出，起振条件应满足，然后随着振幅的增强，向过渡，直到振幅增大到某一程度，出现AF=1时，振荡达到平衡状态。1FAooAA因此振荡器的起振条件：1FAo1FAoAA平衡条件：工作强度系数，一般取（2~4）1120,1,2,3...fepYZFyZFnn用电路参数表示的振幅平衡条件和相位平衡条件：1AF20,1,2,3...AFnn振幅平衡条件相位平衡条件将复数形式的平衡条件用模和相角来表示：稳定平衡条件可见，要使平衡点稳定，A必须在VomQ附近具有随Vom增大而下降(负斜率变化)的特性，即0omomQomVVAV0()0YZF或7.6.2电感反馈式三端振荡器（哈特莱）CbR1R2CeReL1CEc(a)VL2Ucb.＋－＋－Ub.CL2L1V(b)2020/8/12qau.cxy优点：①由于L1和L2之间存在互感M，容易起振。②改变回路电容来调整频率时，基本不影响电路的反馈系数，比较方便。MLMLF127.6.3电容反馈振荡器X1和X2为容性,X3为感性,满足三端式振荡器的组成原则,反馈网络是由电容元件完成的,称为电容反馈振荡器,也称为考必兹(Colpitts)振荡器。CbR1R2CeReC1C2EcLLc(a)VLC2C1V(b)2020/8/12qau.cxy21CCFLC2C1V(a)CL2L1V(b)X2X1X3X3X1X2相位平衡条件的判断准则——射同它反2020/8/12qau.cxy7.7振荡器的频率稳定问题1、评价振荡器频率的主要指标:准确度与稳定度0fff000fffff1）振荡频率准确度：实际工作频率f与标称频率f0之间的偏差。相对准确度：绝对准确度：回路品质因数Q对频率稳定度的影响Q越大，相同的相移引起的频率变化越小Q值越高，频率稳定度越高。r越小，Q越高，稳定度越高。123121323CCCCCCCCCC3333211CCCCCC振荡回路总电容：所以振荡频率由C3和L决定312fLC电容三端式振荡电路的改进——克拉泼电路13CC23CCR2R1ReCbEcRc(a)LC1C2C4(b)LC1C2C3VC3C4V(a)实际电路;(b)交流等效电路电容三端式振荡电路的改进——西勒电路1234121323CCCCCCCCCCC343433211CCCCCCCC振荡回路总电容：3412()fLCC振荡频率：R2R1ReCbEcRc(a)LC