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(jī)中，用來對(duì)載波信號(hào)或高頻已調(diào)波信號(hào)進(jìn)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(shí)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(hào)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(shí)實(shí)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(hào)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(hào)電壓時(shí)，晶體管處于截止?fàn)顟B(tài)，集電極電流ic=0。當(dāng)輸入信號(hào)為ui=Ubmcoswt時(shí)，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(duì)晶體管的特性曲線進(jìn)行折線化處理。處理后分析與計(jì)算大大簡化，但誤差也大，所以實(shí)際電路工作時(shí)需要調(diào)整。

特性曲線的折線化對(duì)于高頻諧振功率放大器進(jìn)行精確計(jì)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(gè)大概變化規(guī)律，可采用近似估算的方法，即對(duì)特性曲線進(jìn)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(shí)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(hào)ui=Ubmcoswt時(shí)，基極與發(fā)射極之間的電壓為uBE=UBB+ui=UBB+Ubmcoswt當(dāng)uBE的瞬時(shí)值大于晶體管的導(dǎo)通電壓UBZ時(shí)，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(hào)頻率w時(shí)，由于LC回路的選擇性，對(duì)集電極的基波分離來說，回路等效為純電阻Re;對(duì)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(shí)，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(hào)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(gè)信號(hào)周期內(nèi)只有小于半個(gè)周期的時(shí)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(shí)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