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电路设计->基础电路图->功率放大电路图->高频功率放大器电路图

高频功率放大器电路图

作者:dolphin时间:2012-07-30

利用选频网络作为负载回路的功率放大器称为谐振功率放大器,这是无线电发图3-1 为由两级功率放大器组成的高频功率放大器电路,其中VT1 组成甲类功
率放大器,晶体管VT2 组成丙类谐振功率放大器,这两种功率放大器的应用十分广
泛,下面介绍它们的工作原理及基本关系式。
1、甲类功率放大器
1)静态工作点
如图3-1 所示,晶体管VT1 组成甲类功率放大器,工作在线性放大状态。其中
RB1、RB2 为基极偏置电阻;RE1 为直流负反馈电阻,以稳定电路的静态工作点。RF1
为交流负反馈电阻,可以提高放大器的输入阻抗,稳定增益。电路的静态工作点由
下列关系式确定:
uEQ=IEQ(RF1+RE1)≈ICQRE1 (3-1)
式中,RF1 一般为几欧至几十欧。
ICQ=βIBQ (3-2)
uBQ=uEQ+0.7V (3-3)
uCEQ=Ucc - ICQ(RF1+RE1) (3-4)
2)负载特性

如图3-1 所示,甲类功率放大器的输出负载由丙类功放的输入阻抗决定,两级间
通过变压器进行耦合,因此甲类功放的交流输出功率P0 可表示为:P0 = PH′/ηB (3-5)
式中,PH′为输出负载上的实际功率,ηB 为变压器的传输效率,一般为ηB=0.75~0.85。

图3-2 甲类功放的负载特性
图3-2 为甲类功放的负载特性。为获得最大不失真输出功率,静态工作点Q 应选
在交流负载线AB 的中点,此时集电极的负载电阻RH 称为最佳负载电阻。集电极的输出功率PC 的表达式为:

3)功率增益

与电压放大器不同的是功率放大器应有一定的功率增益,对于图4.3.1 所示电路,甲类功率放大器不仅要为下一级功放提供一定的激励功率,而且还要将前级输入的信号,进行功率放大,功率增益Ap 的表达式为

关系。由图可得:

图3-6 变压器耦合电路

式中,N1 为集电极接入初级匝数。
N2 为初级线圈总匝数。
N3 为次级线圈总匝数。
QL 为初级回路有载品质因数,一般取2~10。
两类功率放大器的输入回路亦采用变压器耦合方式,以使输入阻抗与前级输出阻

抗匹配。分析表明,这种耦合方式的输入阻抗Zi 为

式中,
r b b' 为晶体管基极体电阻
rb b ' ≤25Ω。
2)负载特性
当功率放大器的电源电压+ucc,基极偏压ub,输入电压C 或称激励电压usm 确定
后,如果电流导通角选定,则放大器的工作状态只取决于集电极回路的等效负载电
阻Rq。谐振功率放大器的交流负载特性如图3-7 所示,由图可见,当交流负载线正
好穿过静态特性曲线的转折点A 时,管子的集电极电压正好等于管子的饱和压降
uCES,集电极电流脉冲接近最大值Icm。

当Rq R0 放大器处于欠压工作状态,如C 点所示,集电极输出电流虽然较大,
但集电极电压较小,因此输出功率和效率都较小。当Rq R0 时,放大器处于过压状
态,如B 点所示,集电极电压虽然较大,但集电极电流波形有凹陷,因此输出功率
较低,但效率较高。为了兼顾输出功率和效率的要求,谐振功率放大器通常选择在
临界工作状态。判断放大器是否为临界工作状态的条件是:
ucc - ucm = uCES (3-29)
式中,ucm 集电极输出电压幅度。uCES 晶体管饱和压降。



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