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文檔簡介
第
2章諧振功率放大器2.2
諧振功率放大器的性能特點2.2.1近似分析方法2.2.2欠壓、臨界和過壓狀態(tài)2.2.3四個電壓量對性能影響的定性討論2.2.1近似分析方法非諧振功放丙類諧振功放集電極負載純電阻諧振回路,含電抗元件求功率性能圖解法準靜態(tài)分析法要點求負載線求動態(tài)線
1.使用條件——兩假設(shè)
①
諧振回路濾波特性理想,即盡管集電極、基極電流為脈沖波,但兩回路只產(chǎn)生基波(余弦)電壓,其他分量的電壓均可忽略。有
②
功率管特性用輸入和輸出靜態(tài)特性曲線表示,其參變量采用
vBE(而不是通常的
iB)
。2.分析步驟
圖2–2–1諧振功率放大器的近似分析方法(b)①求動態(tài)點,畫波形;②連動態(tài)線,畫iC
波形;③圖解積分求分量;④計算功率性能。諧振功率放大器的分析
(1)求動態(tài)點,畫波形圖2–2–1諧振功率放大器的近似分析方法(a)
設(shè)定VBB、Vbm、VCC、Vcm
,將t
按等間隔(t=
0o,15o,
30o,)
給定數(shù)值,由便可確定vBE
和vCE
(圖a)。(2)連動態(tài)線,畫iC
波形:圖2–2–1諧振功率放大器的近似分析方法(b)
根據(jù)vBE
和vCE
值,在輸出特性曲線上(以vBE
為參變量)找對應(yīng)的動態(tài)點,畫動態(tài)線(動態(tài)點的連線),由此可確定
iC
的波形。不到VCC,因為導(dǎo)通角小于(3)
圖解積分求得分量
IC0和Ic1m
諧振電阻(4)
計算功率性能
四變量VBB、Vbm、VCC、Vcm
不同,iC
的波形和數(shù)值就不同,由此求得的Re
及相應(yīng)的功率性能就不同。應(yīng)了解四變量的影響。2.2.2欠壓、臨界和過壓狀態(tài)1.當VBB、Vbm、VCC
不變,Vcm
由小變大,動態(tài)點左移
①欠壓狀態(tài)
Vcm
的取值,使所對應(yīng)的動態(tài)點均處在放大區(qū)。
②臨界狀態(tài)
Vcm
增大,使
t=
0
所對應(yīng)的動態(tài)點A處在臨界點,iCmax
略微減小。
③過壓狀態(tài)
Vcm
繼續(xù)增大,使A(t=
0)動態(tài)點處在飽和區(qū),iC
迅速減小,電流脈沖出現(xiàn)凹陷,Vcm
增大,凹陷加深。諧振功放的工作狀態(tài)2.iC
的平均分量IC0與基波分量Ic1m
iC
脈沖越寬,高度越高,IC0
和Ic1m就越大。如果出現(xiàn)凹陷,則凹陷越深,IC0
和Ic1m
就越小。由此可求功率性能2.2.3四個電壓量對性能影響的定性討論一、負載特性
1.定義
指VBB、Vbm
和
VCC
一定,放大器性能隨Re
的變化特性。2.特性Re的增加勢必將引起
Vcm
增大(Vcm=ReIcm)
Re
Vcm
vCEmin
功放欠壓過壓
iC
波形出現(xiàn)凹陷。據(jù)此可以畫出
Ic0
和Ic1m
隨Re
變化的特性。
諧振功放的負載特性
3.
Vcm、Po、PD、PC、C
隨Re
變化的曲線圖2-2-4負載特性
Vcm=ReIc1m
,Po=VcmIc1m/2
PD=VCCIC0,PC=PD-Po
C=Po/PD3.討論
(1)
欠壓區(qū)
Re,iC
脈沖高度略有減小,相應(yīng)的IC0、Ic1m也略有減小,因而Vcm(=ReIc1m)和Po(
)近似線性增大,而PD(=VCCIC0)略有減小,C增大,PC
減小。
(2)過壓區(qū)
Re
,電流脈沖高度減小,凹陷加深,相應(yīng)的IC0、Ic1m
減小,結(jié)果使Vcm
略有增加,Po、PD
減小,且
Po比
PD減小的慢,從而C
略有增加,PC
略有減小。
(3)匹配負載
Reopt
Re
=
Reopt
時,管子工作在臨界狀態(tài),Po
最大,C
較大,PC
較小,放大器性能接近最佳。此時的Re
稱為諧振功放的匹配負載。3.討論
(3)匹配負載
Reopt
Re
=
Reopt
時,管子工作在臨界狀態(tài),Po
最大,C
較大,PC
較小,放大器性能接近最佳。此時的Re
稱為諧振功放的匹配負載。二、調(diào)制特性圖2–2–5集電極調(diào)制特性兩種調(diào)制特性:集電極調(diào)制和基極調(diào)制特性。
1.集電極調(diào)制特性
(1)含義
VBB、Vbm
和Re一定,放大器性能隨VCC
變化的特性。(2)調(diào)制特性集電極調(diào)制特性與調(diào)幅電路
①欠壓狀態(tài):隨VCC減小,集電極電流脈沖高度略有減小,因而IC0和Ic1m
也將略有減小,Vcm(=ReIc1m)也略有減小。
②過壓狀態(tài):隨VCC
減小,集電極電流脈沖的高度降低,凹深加深,因而IC0、Ic1m、Vcm
將迅速減小。
(3)
集電極調(diào)幅原理電路
圖中:
——載波——調(diào)制信號為諧振回路上的輸出電壓。
與諧振功放區(qū)別:集電極回路接入調(diào)制信號電壓。圖2–2–7集電極調(diào)幅電路令VCC(t)=VCC0+v(t)
作為放大器的等效集電極電源電壓。若要求Vcm(t)
按VCC(t)
的規(guī)律變換,根據(jù)集電極調(diào)制特性,放大器必須在VCC(t)
的變化范圍內(nèi)工作在過壓狀態(tài)。
2.基極調(diào)制特性
圖2–2–6基極調(diào)制特性
(1)含義
Vbm、VCC、Re
一定,放大器性能隨VBB
變化的特性。(2)調(diào)制特性基極調(diào)制特性與調(diào)制電路當
Vbm
一定,VBB
,iC寬度、高度
,IC0
Ic1m
、Vcm
,VCEmin
,放大器欠壓過壓。過壓后,隨VBB,iC
寬度、高度
,凹陷加深,IC0和Ic1m、Vcm
均增加緩慢,可認為近似不變。(3)基極調(diào)幅原理電路
圖2–2–8基極調(diào)幅電路——基極偏置電壓
使
Vcm
按VBB(t)
的規(guī)律變化,放大器工作在欠壓狀態(tài)。三、放大特性圖2–2–9放大特性
1.含義當VBB、VCC
和Re
一定,放大器性能隨
Vbm
變化的特性。
2.特性
固定VBB,增大Vbm
與上述固定Vbm
增大VBB
的情況類似,它們都使iC
的寬度和高度增大,放大器由欠壓進入過壓,圖2–2–9(a)。諧振功放的放大特性(1)諧振功放作為線性功放圖2–2–10(a)
線性功率放大器的作用
為了使輸出信號振幅Vcm
反映輸入信號Vbm
的變化,放大器必須在Vbm
變化范圍內(nèi)工作在欠壓狀態(tài)。(2)
諧振功放作為振幅限幅器(AmplitudeLimiter)圖2–2–10(b)
振幅限幅器的作用
作用:將Vbm
在較大范圍內(nèi)的變化轉(zhuǎn)換為振幅恒定的輸出信號。
特點:根據(jù)放大特性,放大器必須在Vbm
的變化范圍內(nèi)工作在過壓狀態(tài),或Vbm
的最小值應(yīng)大于臨界狀態(tài)對應(yīng)的Vbm
限幅門限電壓。
若增大Re,Po
減小,放大器實際工作在過壓狀態(tài),可增大VCC(同時,適當增大
Re
或Vbm
或VBB),需注意管子安全。
實際上放大器的工作狀態(tài)除了改變
Re
外還可以根據(jù)實際情況通過改變VCC、Vbm、VBB
來判斷,不過改變Re
較普遍,但不論改變哪個量都必須保證回路諧振在工作頻率上。四、四個特性在調(diào)試中的應(yīng)用
在調(diào)
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