諧振功率放大器

諧振功率放大器是一種用諧振系統(tǒng)作為匹配網(wǎng)絡(luò)的功率放大器，一般丙類工作，主要應(yīng)用在無線電發(fā)射機中，用來對載波信號或高頻已調(diào)波信號進行功率放大。

該電路由高頻大功率晶體管VT、LC諧振回路和直流饋電電源組成。改變基極的直流電源電壓UBB可以改變放大器的工作類型，該電路設(shè)置在丙類工作狀態(tài)。實際負(fù)載RL通過變壓器耦合到諧振回路。濾波匹配網(wǎng)絡(luò)L、C構(gòu)成并聯(lián)諧振回路，調(diào)諧在輸入信號頻率上，作為晶體管集電極負(fù)載，濾除高頻脈沖電流ic中的諧波分量，同時實現(xiàn)阻抗匹配。LC諧振網(wǎng)絡(luò)為放大器的并聯(lián)諧振網(wǎng)絡(luò)。諧振網(wǎng)絡(luò)的諧振頻率為信號的中心頻率。作用：濾波、匹配。UBB:基極直流電壓作用:保證三極管工作在丙類狀態(tài)。UBB的值應(yīng)小于放大管的導(dǎo)通電壓UBZ;通常取UBB≤0。UCC：集電極直流電壓作用：給放大管合理的靜態(tài)偏置，提供直流能量。

諧振高頻功率放大器的發(fā)射結(jié)在UBB的作用下處于負(fù)偏壓狀態(tài)，當(dāng)無輸入信號電壓時，晶體管處于截止?fàn)顟B(tài)，集電極電流ic=0。當(dāng)輸入信號為ui=Ubmcoswt時，基極與發(fā)射極之間的電壓uBE=UBB+Ubmcoswt，為分析電路的工作波形，先對晶體管的特性曲線進行折線化處理。處理后分析與計算大大簡化，但誤差也大，所以實際電路工作時需要調(diào)整。

特性曲線的折線化對于高頻諧振功率放大器進行精確計算是十分困難的，為了研究諧振功率放大器的輸出功率、管耗、效率，并指出一個大概變化規(guī)律，可采用近似估算的方法，即對特性曲線進行折線化處理：特性曲線的折線化①忽略高頻效應(yīng)，晶體管按照低頻特性分析;②忽略基區(qū)寬變效應(yīng)，輸出特性水平、平行且等間隔;③忽略管子結(jié)電容和載流子基區(qū)渡躍時間;忽略穿透電流，在截止區(qū)ICEO=0。

晶體管輸出電流、電壓波形當(dāng)基極輸入一余弦高頻信號ui=Ubmcoswt時，基極與發(fā)射極之間的電壓為uBE=UBB+ui=UBB+Ubmcoswt當(dāng)uBE的瞬時值大于晶體管的導(dǎo)通電壓UBZ時，晶體管導(dǎo)通，產(chǎn)生基極脈沖電流，由轉(zhuǎn)移特性可得集電極流過的電流ic也為脈沖波形。

當(dāng)集電極回路調(diào)諧于高頻輸入信號頻率w時，由于LC回路的選擇性，對集電極的基波分離來說，回路等效為純電阻Re;對各次諧波來說，回路失諧，呈現(xiàn)很小的阻抗，回路兩端可近似認(rèn)為短路;二直流分量只能通過回路電感支路，其直流電阻很小，也可近似認(rèn)為短路。這樣，脈沖形狀的集電極電流ic經(jīng)諧振回路時，只有基波電流才產(chǎn)生電壓降，因此LC諧振回路兩端輸出不失真的高頻信號電壓uc=-ReIc1mcoswt=-Ucmcoswt

其中Ucm=ReIc1m，為基波電壓幅度所以晶體管的輸出電壓為uCE=UCC-Ucmcoswt丙類放大器在一個信號周期內(nèi)只有小于半個周期的時間內(nèi)有集電極電流流過，形成了余弦脈沖電流，將icmax稱為余弦脈沖電流的最大值。丙類放大器的導(dǎo)通角θ小于90°。余弦脈沖電流依靠LC諧振回路的選頻作用，濾除直流及各次諧波，輸出電壓uc與基極輸入電壓ui相反。ic只在uCE很低的時間內(nèi)出現(xiàn)，故集電極損耗很小，功率放大器的效率比較高