谐振功放折线分析法

会计学1谐振功放折线分析法谐振功放折线分析法tdiI CC021ttdiI cos1Cc1m )(0cCMI )(1cCMI 余弦电流脉冲分解系数余弦电流脉冲分解系数注：注：)(c 利用傅里叶级数，可将iC的脉冲序列展开为tnItIIicnmmccoC coscos1 )(cos1ttdniICcnm)cos1(cossinCCCCCMI )cos1(cossinCCCCMI )(CnCMaI 直流分量分解系数基波分量分解系数n次谐波分量分解系数第2页/共24页)()()(011 g01 波形系数 最大最大)(,12010 最大最大)(,6020 最大最大)(,4030 n0max120第3页/共24页cmc1m21oUIP pc1m221RIpcm2/21RU PPoC CCcmC0c1m21VUII)(211 gc CCcm01)()(21VU （1）直流功率：CCCVIP0 （2）输出功率：（3）集电极损耗功率：ocPPP（4）集电极效率：cccmVU 集电极电压利用系数 第4页/共24页180 1)(1 g%50C 90 57.1)(1 g%5.78C 90 甲类：乙类：丙类：在 条件下，1 57.1)(1 g%5.78C 小小0P导通角越小，效率越高，但导通角不能取得太小，因为 为了兼顾输出功率和效率，通常导通角取600800，1.65-1.8)(1 g90%-82.5%c小小c 小小)(1c 小小mcI1oPoP(5)导通角的选择：)(211ccg)(211ccg则%5.78C 第5页/共24页例1:某谐振功率放大器，VCC=24 V，Po=5W，=70，=0.9,求该功放的 C、P=、PC、ICM 和回路谐振阻抗Rp解：Co)2(PP )W(3.679.05 )W(3.153.6)3(oC PPPcmc1m21oUIP 因因为为)A(05.144.0463.0)(1c1mCMcII)(65.46)5(c1mcmp IUR%799.075.121)(21)1(1 ccg)(6.21249.0)4(CCVVUcm )A(0.463 6.21522 oc1m cmUPI故故第6页/共24页1.什么是静态特性？),(CEBEcuufi没有带负载阻抗的条件下得到的的关系，是晶体管本身固有的。四、高功放的动态特性 2.什么是动态特性？是指在电源电压(VCC和VBB)、晶体管(gC、UBZ)、输入信号Ubm 和输出电压Ucm（或谐振电阻RP）一定的条件下，集电极电流iC=f(uBE,uCE)的关系称为放大器的动态特性。第7页/共24页当当放放大大器器工工作作在在谐谐振振状状态态时时，其其外外部部电电路路电电压压方方程程为为：若若 设设：tUubmb cos cmCECCbmBBBEUuVUUu 又又利利用用晶晶体体管管的的内内部部特特性性关关系系式式（折折线线方方程程）：BZBEccUugi 可可得得：BZcmCECCbmBBccUUuVUUgiuBEicgCUBZ3.动态特性的表示形式第8页/共24页 )(bmBBBZcmCCCEcmbmcUUUUVuUUgccmCCUVU cos0 cmbmcdUUgg其中：其中：表示动态特性曲线的斜率 故动态特性的表示形式：)(0VugiCEdc BZBEVu BZBEVu 0 ci 可见动态特性为折线，而不是一条直线。BZcmCECCbmBBccUUuVUUgi oCEdUug ccmCCCEcmbmcUVuUUg cos )()(BBBZCCCEcmbmcUUVuUUg第9页/共24页ic0uCEubemaxube3ube2ube1ube4UoABVCCUcmuCEmingd4.动态特性的画法(一）截距法（1）在输出特性的 轴上取截距为 点得Bcos0ccmccUVU CEu（2）通过B点作斜率为 gd的直线交 线于A点，则BA直线即为 maxbeuBZBEVu 段的动态特性(3)在UCE轴上找出相应的VCC点，A点在UCE轴上随投影为:cmccCEUVu minC(4)在UCE轴上选取 得C点，BC直线即为 段的动态特性，则AB-BC为总动态特性 BZBEVu cmccCEUVu max第10页/共24页ic0uCEubemaxube3ube2ube1ube4UoABVCCUcmuCEmingdC4.动态特性的画法(二）虚拟电流法QcCCCEIiVu 时，时，在在点点得得和和）由由（Q)(1BBBZcQCCVUgIV 和和由由bmBBBEUVu max)2(点点得得AmincmccCEUVu (3)连接AQ交横轴于B点（管子导通点）(4)在UCE轴上选取 得C点，cmccceUVu maxABC则AB-BC为总动态特性(VCC，IQ）Q)()cos()(BBBZcbmBBBZcmcmbmcccmccccdoCEdQVUgUVUUUUgUVVgUugI Q第11页/共24页 5高功放的三种工作状态 uCEtVCCicuCEubemaxube3ube2ube1ube4临界线OQUcm1Ucm2Ucm3A1A2A3A3Mic欠压状态：A点在 线上，但是在放大区，输出电压幅度较小，ic为尖顶脉冲。maxbeu 临界状态：A点在 线和临界饱和线的交点上，输出电压幅度较大，ic为尖顶脉冲。maxbeu过压状态：A点在 的延长线上（实际上是不存在），进入晶体管饱和区，输出电压幅度大，ic为凹顶脉冲 maxbeuB2B1B3第12页/共24页随Rp增大，dg减小五、高功放的负载特性负载特性是指gc、VBZ、VCC、VBB、Ubm 不变时，改变谐振回路的谐振电阻 RP，放大器的输出电流、电压、功率和效率等RP随变化的关系。1什么是负载特性？2负载特性的分析Q点)(,(BBBZcccVUgV ，不随Rp变化而变化的，以Q点为参考点QVCCicuCEubemaxube3ube2ube1ube4临界线O不变bmBBbeUVu max不变ApccpccbmcbmcpccMbmcpmcbmccmbmcdRRUgUgRIUgRIUgUUgg)()cos1(1 )()cos1()(1111 cosbmBBBZUVUc 第13页/共24页五、高功放的负载特性QAgdVCCicuCEubemaxube3ube2ube1ube4临界线OicRp欠压过压Ic1mIcoUcmpc1mcmRIU pcmRURIP2pc1m221o21 CCC0VIP PCPoP=coCPPP PP/oC 临界状态:输出功率最大,效率也较高，是功率放大器的最佳工作状态，一般用于发射机的输出级。欠压状态：输出功率和效率都较低，PC较大，RP0，PC最大，可能烧坏管子，应避免。但输出电流几乎不随RP变化，放大器可视为恒流源。过压状态：在弱过压区效率最高，而输出功率下降不多，且RP变化时，输出电压相对较平稳，常用于发射机的中间级。临界Rp欠压过压临界第14页/共24页六、各级电压变化对工作状态的影响1 VCC 的影响Q点)(,(BBBZcccVUgV ，icuceubemaxube3ube2ube1ube4临界线OA集电极调制特性（gc、VBZ、RP、VBB、Vbm 不变）PccdRg)cos1)(11 bmBBBZcUVV cosbmBBbeUVu max不变改变QVCCVCC欠压过压临界IcoIc1mVcmP=VCC欠压过压临界P0PCQVCCVCCQ注意：只有工作在过压区才能有效地实现VCC对Vcm的控制作用，故集电极调幅电路应工作在过压区。第15页/共24页2 VBB 的影响（gc、VBZ、RP、Vbm、Vcc 不变）PccdRg)cos1)(11bmBBBZcUVVcosbmBBbeUVumaxBBVcQ点向上移动)(BBBZcQVUgIube2maxube3maxube1maxVccicuce临界线OQ1A1B1Q2A2B2A3B3Q3ict第16页/共24页 进入过压状态后，随着VBB向正值方向增大，集电极脉冲电流的宽度和幅度也增大，但凹陷加深，结果使Ico、Icml增大得十分缓慢。UcmIcoIcml临界过压欠压UBBO 在欠压状态：Vbb自负值向正值方向增大时，集电极脉冲电流的幅度ICM和导通角c增大，故Ico、Icml 随VBB的增大而增大。2 VBB 的影响基极调制特性注意：只有工作在欠压区才能有效地实现VBB对Vcm的控制作用，故基极调幅电路应工作在欠压区。（gc、VBZ、RP、Vbm、Vcc 不变）第17页/共24页bmBBbeUVumaxUcmIcmlIcoUbm过压临界欠压O3 Ubm 的影响（gc、VBZ、RP、VBB、Vcc 不变）(1)当谐振功率放大器作为线性功率放大器，放大器必须 工作在欠压状态。(2)当谐振功率放大器用作振幅限幅器时，放大器必须 工作在过压状态。bmBBBZcUVVcos第18页/共24页七、谐振功放在临界状态的计算)(mincmcccrcecrCMVVgugI VCCVcm第19页/共24页，）（，）（查表得：查表得：得得由由410.0232.0,9.6344.05.2)5.0(6.0cos100 CCCbmBBBZCUVU PcCMbmCCBBBZcrRPPPAIVUVVVVVUVAg,),(8.1,5.2,18)(5.0),(6.0,/9.00 试试求求：集集电电极极电电流流脉脉冲冲幅幅值值输输入入电电压压振振幅幅，电电源源电电压压压压转转移移特特性性曲曲线线的的导导通通电电解：由于工作于临界状态，则有)(mincmcccrcecrCMVVgugI )(169.08.118VgIVVcrCMcccm 第20页/共24页)(417.0232.08.100AIICCMc ）（)(8.75166.41718)1(0mWIVPCCC )(8.1612)3(mWPPPoc )(738.0410.08.111AIICCMmc ）（)(5904738162121)2(1mWIUPmccmo%5.788.75165904)4(PPo 68.21738.016)5(1mccmPIUR第21页/共24页5.06.1)2.0(6.0cos bmBBBZUVU 391.0)(,218.0)(,60100 ccc )(2.05012221)1(121ARPIRIppOmcpmcO ,2.0VVBB ),(1),(6.1),(50),(24)(4.0,6.0WPVURVVsgVUobmLCCcrBZ ，饱饱和和临临界界线线的的斜斜率率试求集电极电流最大值CMI,输出电压振幅cmU集电极效率,并判断放大器工作于什么状态。解：)(512.0391.02.0)(11AIIcmcCM 第22页/共24页则则应应满满足足：假假定定工工作作于于临临界界状状态态判判断断工工作作状状态态：,)4(28.14.0512.0min crCMCEgIu,minminCECEuu 欠欠压压状状态态结结合合上上图图可可知知，工工作作于于)(10502.0)2(1VRIUpmccm%3.37218.0512.0241)()3(00 CCMCCocCCooIVPIVPPP 14min cmCCCEUVu而而实实际际的的minCEu crCMCECEcrCMgIuugI minmin即即第23页/共24页感谢您的观看！第24页/共24页