的伏安特性分析信号在大范围内变化时，信号波形的变化以及对电路各种性能的影响，即侧重于图解分析。
线性电子线路主要是对信号的放大作用，考虑的是信号的幅值变换。而非线性电子线路则侧重于信号的频率或频域变换。
0.4 本课程的学习
由于非线性电路的诸多复杂性，要精确地分析非线性电路响应特性，必须建立复杂的电路模型，必须求解包括非线性代数方程和非线性微分方程，以及时变参数系数的线性微分方程。除了可借助电子计算机进行近似数值分析外，在工程上几乎不可能也没有必要。在实践和学习过程中，往往采用近似的分析方法简化电路模型，获得具有实用意义的结果，避免过分严格的数学求解。化繁为简是工程实践中常用的有效的分析方法。
因此，在本课程的学习过程中，应该重点理解各种功能电路的基本原理和基本电路组成结构，其性能特点以及应用范围，并通过实验环节积累实践经验增强感性认识，加深对理论的理解。
各种电路的功能，实际上是数学处理的电路实现。因此，在分析电路时，首先从数学关系上介绍电路功能的原理，由此引出基本电路的组成结构，然后讨论具体电路实现的原理、性能特点等。由于实现特定功能的电路实例并不局限于一种，所以，学习重点应该放在对电路功能原理的理解、性能特点和应用范围。
数学原理、电路工作原理，电路组成原理，电路性能特点。
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第二章 谐振功率放大器 （Resonate Power Amplifier）
线性电子线路中的放大器以纯电阻为负载。谐振放大电路的负载是谐振电路，例如LC并联谐振回路，用来对载波信号或高频已调波信号进行放大。这些信号或是频率固定的正弦波信号（如振荡器产生的信号）或是频谱宽度远小于载波频率的窄带信号（如高频已调波信号），通常也称为窄带放大器。
谐振功率放大器就是用于功率放大的谐振放大电路，主要应用在无线电发射机中，对上述高频信号进行功率放大后，通过谐振滤波电路匹配馈送到发射天线。
本章主要讨论丙类谐振功率放大器的工作原理、性能特点和电路特点以及基本电路组成。通过讨论工作原理，了解放大器的输出功率、效率等性能特点以及与电路工作状态的关系，了解滤波匹配电路的作用等。对其它类型的谐振功率放大器也作简要介绍。除此之外，还要讨论功率传输中的合成技术有关内容。
2.1 谐振功率放大器的工作原理
根据放大器件的工作状态不同，谐振功率放大器也可分为甲、乙、丙、丁、戊或A、B、C、D、E五种类型。甲（A）类谐振功率放大器效率太低很少使用。丙（C）类和乙（B）在原理上相近且使用广泛，作为重点讨论。丁（D）和戊（E）类是新近发展的技术也做简要介绍。 2.1.1 丙类谐振功率放大器
图2-2-1所示是谐振功率放大器的原理电路。
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T
vb(t)
VBB
Cr + + vc Lr ZL vo(t) _ _ VCC
CL
Lr
RL
Cr
CL RL
图2-1-1 谐振功率放大器原理电路
图中，ZL为外接负载（例如天线等），一般为阻抗性质，用CL和RL的串联等效电路表示。Lr和Cr为匹配网络，与外接负载CL和RL共同组成并联谐振回路。可以调节Lr或Cr使回路谐振在输入信号频率上。为了实现丙类工作，基极偏置电压VBB应设置在功率管的截止区内，如图2-1-2所示。
iC iC iC ic1 VBB O O vBE vBE O vCE VCC ic2 IC0ωt O vC O ωt ωt ωt
图2-1-2 丙类谐振功率放大器集电极电流和电压波形
为了便于直观地了解丙类谐振功率放大器的工作原理，暂时忽略基区宽度调制效应和功率管结电容的影响。假设输入信号电压vb(t)=Vbmcosωst，则加在功放
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管发射结上的电压为vBE=VBB+ Vbmcosωst。由于VBB设置在截止区，所以功放管仅在余弦波的正半周且导通角小于180°的部分导通。因此，集电极的电流波形是一串周期重复的的脉冲序列，脉冲宽度小于半个周期而不是完整的余弦波，如图2-1-2所示。可用傅立叶级数将该电流脉冲序列分解为平均分量、基波分量和二倍频及以上各次谐波分量之和，即
iC?IC0?ic1?ic2????
?IC0?Icm1cos?st?Icm2cos2?st????
由于集电极并联谐振回路作为负载，将其谐振频率调谐在输入信号频率fs上，则它对iC中的基波分量呈现的阻抗最大，表现为纯电阻性的谐振电阻。如果谐振回路的品质因数Q值足够高，则谐振回路对iC中的其它分量呈现的阻抗均很小。因此，可以近似认为回路上仅有由iC基波分量产生的电压vc，而平均分量和各次谐波分量产生的电压均可忽略。这样，在谐振回路上得到了与输入余弦波信号相同的不失真的信号电压。而在谐振回路中，实际负载RL上得到不失真信号功率。
在高Q值回路中，谐振电阻值近似为
Re?式中，Ct??02L2rRL?Lr CtRL1LrCt为回路谐振角频率。
CrCL为谐振回路总电容，?0??s?Cr?CLQe??0LrRL为回路有载品质因数。可见，除了上述的滤波选频作用外，谐振回路
还有阻抗变换作用，可将实际负载电阻RL变换成谐振电阻Re。对于一定的RL，可以通过调节Lr和Cr，在保持回路谐振在基波频率的同时，使Re等于放大管所需的集电极负载值，从而实现阻抗匹配。
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因此，谐振功率放大器中的谐振回路起到了选频和匹配的双重作用，是这类放大电路的重要特点。
正因为谐振回路的滤波选频作用，使得放大管可以非线性工作，从而提高集电极效率。如图2-1-2所示，放大管集电极消耗的平均功率为
PC?1?iC?vCEd?t ???2π可见，有效的积分区域是iC的波形宽度，即放大管的导通时间。导通时间减小，集电极消耗的平均功率减小，因而效率提高。但是，导通时间减小的同时将导致iC中的基波分量幅值Icm1相应减小，使得放大器的输出信号功率减小。为了在减小导通时间的同时维持输出信号功率不变，就必须增大集电极脉冲电流波形的高度。这可以从图2-1-2中的iC电流的波形和集电极电压vCE的波形之间的关系来解释。对应iC的峰值区域正是vCE电压值的最低区域，即放大管趋于饱和，因而较大的电流值与较低的电压值相乘，其乘积可以较小，其积分值也就小。所以，减小导通时间而增大集电极脉冲电流波形的高度，就是将iC电流波形宽度集中到vCE电压最小的区域，从而降低放大管的消耗功率。
实现减小电流与电压乘积这个目标从而提高集电极效率的方法有两种。其一，在丙类谐振功率放大器中，提高基极偏置电压VBB向负值方向增大同时加大输入信号的幅值Vbm，如图2-1-3所示。但是，这样加到发射结上的最大反向电压（VBB-Vbm）就将迅速增大，有可能击穿功放管的发射结。因此，通过减小放大管导通时间来提高集电极效率的方法是受到实际限制的；其二，可以采用开关工作的谐振功率放大器，通常称为丁类和戊类谐振功率放大器。工作于开关状态，功率管饱和导通时vCE电压最低（接近于零伏的饱和电压），此时即使iC电流较大，二者的乘积很小；功率管截止时vCE电压最高（接近于电源电压），但此时
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