第3章高頻功率放大電路3.1概述3.2丙類諧振功率放大電路3.3寬帶高頻功率放大電路與功率合成電路3.4集成高頻功率放大電路及應用簡介本章重點：

1、諧振功率放大器的工作原理

2、諧振功率放大器性能指標計算

用于發射機的中間級和末級用作功率放大，對它的要求是輸出較大的功率并具有較高的效率。3.1概述一、高頻功率放大器在無線電發射機中的位置按晶體管導通情況分甲類(A類)：集電極電流導通角=180o乙類（B類）：集電極電流導通角=90o丙類（C類）：集電極電流導通角<90o，放大等幅載波及已調波

二、分類按負載分諧振功率放大器的特點：為了放大窄帶高頻信號，其工作狀態通常選為丙類工作狀態，為了不失真放大信號，它的負載必須為諧振回路。用折線來表示非線性曲線可以使計算簡化，而且也能反映出特性曲線的基本特點，在強信號作用下，即非線性元件在大幅度的電壓和電流的情況，采用這種近似方法是比較合適的

但是，折線化的近似方法是很粗糙的，它完全忽略了曲線微小逐漸的的變化，在某些場合下這種微小變化具有十分重要的意義時，比如信號較小且非線性元件又工作在特性曲線的彎曲部分時，這種方法產生誤差太大，不能采用該方法。補充：折線分析法1、用折線分析法研究正弦信號在非線性元件上的作用2、尖頂余弦脈沖i(t)是一個以T=2/為周期的周期函數，可以用傅立葉級數展開研究……3、余弦脈沖電流分解系數各頻率成分中，除電流峰值imax外，其余均為流通角的函數，通常稱它們為余弦脈沖電流分解系數……4、余弦脈沖電流分解系數圖2.01.0余弦脈沖分解系數表21可以看出，當一定時，各次諧波可在特定流通角處取得最大值。基波最大值出現在=120處。三次諧波最大值出現在=40。n次諧波取最大值時的流通角為：二次諧波最大值出現在=60。例：如果某個非線性器件的伏安特性可用折線表示，其中，=1V，g=10mA/V。現加偏置電壓為VB=-1V，輸入余弦信號的幅值Vim=4V，計算電流中的直流、基波和二倍頻分量幅值。查表：3.2諧振功率放大器的工作原理1、電路的基本組成一、諧振功率放大器的工作原理分析是集電極直流電源電壓，是基極偏置電壓；

L、C組成并聯諧振回路，作為集電極負載回路，負載回路既可以實現選頻濾波的功能，又實現阻抗匹配；輸入信號（又稱為激勵信號）經變壓器耦合到晶體管的輸入端得到；放大后的信號通過變壓器耦合到負載。

晶體管在將供電電源的直流能量轉變為交流能量的過程中起開關控制作用;當時為丙類狀態。稱為晶體管的導通電壓。7.2.1放大器的工作狀態由偏置電壓的大小決定2．電路特點：①電路工作在丙類狀態,高，流過晶體管的電流為余弦脈沖；②諧振回路做負載，且調諧于輸入信號相同頻率上。其作用是：阻抗匹配，選出余弦脈沖中的基波分量。3、工作原理：，且若激勵電壓所以電路工作在丙類狀態。7.2.1

電路的工作波形如下圖所示。晶體管的集電極電流為周期性的余弦脈沖(采用折線分析法)。可以展開為傅立葉級數。7.2.1其中式中，、、、…、分別為集電極電流的直流分量、基波分量、以及各高次諧波分量的振幅。7.2.1……的傅立葉級數展開式為其中，、、…、為余弦脈沖分解系數顯然，只要知道電流脈沖的最大值和導通角、就可以計算、、…、。輸出，即：當回路諧振于時，在回路兩端得到的最大7.2.1式中R∑為諧振回路等效總電阻結論：丙類諧振功率放大器，流過晶體管的各極電流均為余弦脈沖，但利用諧振回路的選頻作用，其輸出電壓仍能反映輸入電壓的變化規律，即輸出信號基本上是不失真的余弦信號，實現線性放大的功能。諧振功率放大器的各極電壓、電流波形

7.2.1丙類諧振功率放大器的電流、電壓波形如下圖所示。二、輸出功率與效率

在諧振功率放大器中，由于其靜態工作點選擇在集電極電流為零的情況，因而消除了靜態功耗，提高了工作效率。

如何進一步提高效率，則是需要研究的問題。這涉及如何合理地利用好晶體管轉移特性的非線性。

諧振功放的效率定義為：

輸出信號功率為：

Ic1m:集電極電流中的基波分量幅度因此得：

:輸出電壓的幅度PD：集電極電源提供的直流功率Po：諧振功放輸出交流功率

電源提供的功率是：它等于電源電壓和集電極電流中直流分量的乘積。（C類功放的靜態工作點電流為零）

可得諧振功率放大器的效率表示式為：

其中：稱為集電極電壓利用系數為集電極耗散功率如何提高C類功率放大器的效率提高電壓利用系數選擇合適的流通角提高R∑值減小的值,icmax不變增大對前級Vbm的要求可能擊穿放大管例題1：在丙類諧振功率放大器中,若iCmax=10mA,又Vcc=10V,且Vcm與Vcc近似相等，求：當θ為60°時的輸出功率以及集電極效率。其中：α0(60°)=0.218,α1(60°)=0.39mW89.4%

例題2：解：查表得例題3解：諧振功率放大器與低頻功率放大器的異同點相同點：1、都要求輸出功率大和效率高；2、激勵信號幅度均為大信號。不同點：1、工作頻率與相對頻寬不同；2、放大器的負載不同；3、放大器的工作狀態不同。諧振功率放大器與小信號諧振放大器的異同點相同點：1、放大的信號均為高頻信號；2、放大器的負載均為諧振回路。不同點：1、激勵信號幅度大小不同；2、放大器的工作點不同；晶體管動態范圍不同。

2.丙類諧振功放效率高的原因在于導通角θ小,也就是晶體管導通時間短,集電極功耗減小。但導通角θ越小,將導致輸出功率越小。所以選擇合適的θ角,是丙類諧振功放在兼顧效率和輸出功率兩個指標時的一個重要考慮。7.6章末小結

1．高頻功率放大電路可以工作在甲類、乙類或丙類狀態。相比之下,丙類諧振功放的輸出功率雖不及甲類乙類大,但效率高,節約能源,所以是高頻功放中經常選用的一種電路形式。3．諧振功放屬于窄帶功放。1、A類功率放大器的流通角應