《高频电子线路》 —— 高频谐振功放

文章内容来源于【中国大学MOOC 华中科技大学通信(高频)电子线路精品公开课】,此篇文章仅作为笔记分享。


高频谐振功放

主要目的就是功率放大以及高效率

基本电路原理

  • 高频谐振功放的基本电路,总体上也是由放大管和并联谐振回路组成,跟高频谐振小信号放大器类似。不同的是,其基极回路的电源是反向偏置的,称作基极反偏。由于基极电压反偏,使得放大管在没有信号输入的时候是截止的。
  • 基极电压Vbb反偏,故处于负电压的位置。当输入一个余弦信号,其直流电平被拉到负Vbb的位置,振幅为Vbm。这样一个信号加入到基极和发射极之间,还需要克服截止电压Vbz,Vbz以上区间的电压才能通过放大管输出。
  • 在导通角里面,集电极ic在导通角范围内输出的是一个被截断的波形,称为尖顶余弦脉冲ic序列。
  • 因为其是周期性的,可以用傅里叶级数来展开分析,尖顶余弦脉冲含有各种成分,因此在接收端可以利用并联谐振回路来选出想要的谐波成分。在集电极输出的电压VCE,是一个余弦信号,由于集电极的输出与基极相反,所以方向相反;与输入信号频率一致。
  • 虽然集电极输出的电流是一个被截断了的波形,由于并联谐振回路的选频作用,依然可以选出与输入信号频率完全一致的激波频率。
  • 高频谐振功放特点就是采用了线性与非线性的组合,非线性指的是放大管处于非线性工作状态,可以进行频率转换,采用的并联谐振回路可以选出想要的频率。

 时域和频域

  • 时域上来看,集电极的输出电流是周期性的脉冲信号ic,对于周期性的脉冲信号有直流分量ico。
  • 经过傅里叶级数展开之后,就可以得到激波成分ic1。此激波成分ic1将会在并联谐振回路中产生电压vc。
  • ic1分解后还可以得到二次谐波成分,还可以得到三次谐波成分。随着谐波次数的增高,幅度是逐渐降低的。

  • 从频域上看,它含有直流成分,还有激波的成分,以及二次谐波、三次谐波,以此类推。
  • 再通过并联谐振回路的选频,即可得到正常的输出。

 高频谐振功放VS高频谐振小放

  • 从高频谐振小放来看,输入的信号和输出的信号都是线性放大。
  • 对高频谐振功放而言,在平时的时候是截止状态,只有超过了反向偏置电源以及截止电压的信号,才能够被输出,处于非线性工作状态。

  高频谐振功放V低频功放

小结

高频谐振功放基极反偏,所以使得其工作状态处于丙类工作状态,半导通角小于90°。

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