2.3
解: 设放大电路的选频电路由简单LC并联回路构成.
则LC回路谐振频率465kHz,为满足带宽要求,回路的品质因数应为
fo465?103 QL???58 3BW0.78?10此回路谐振电阻为R?QLQL?92.5 (k?) 改为R??199 (k?)
2?foC2?foCQo?159 (k?)
2?foC回路未接电阻时固有谐振电阻为Ro?改为Ro?Qo?342 (k?)
2?foCRRo?221 (k?)
Ro?R因此需并联电阻为RL?改为RL?2.4
RRo?476 (k?)
Ro?R 解:为计算简化,这里R1与电容C2的容抗之比
R1?2?较大,可采用部分接入法公式 XC2C1C2?10(0pF)
C1?C21?0.253(mH)
(2?fo)2C?C2?0.5
C1?C2R1?20(k?) P2 C?? 电感 L? 接入系数 P=
R1在两端等效为RT? 电感固有品质因数50,对应的固有谐振电阻Ro?Qo?79.58(k?)
2?foC? 端等效电阻为
RTRo?16(k?)
RT?Ro3 有载品质因数QL?2?foC??16?10?10
习 题
3.1 高频功率放大器的主要作用是什么?应对它提出哪些主要要求?
答:高频功率放大器的主要作用是放大高频信号或高频已调波信号,将直流电能转换成交流输出功率。要求具有高效率和高功率输出。
3.2 为什么丙类谐振功率放大器要采用谐振回路作负载?若回路失谐将产生什么结果?若采用纯电阻负载又将产生什么结果?
答:因为丙类谐振功率放大器的集电极电流ic为电流脉冲,负载必须具有滤波功能,否则不能获得正弦波输出。若回路失谐集电极管耗增大,功率管有损坏的危险。若采用纯电阻负载则没有连续的正弦波输出。
3.3 高频功放的欠压、临界和过压状态是如何区分的?各有什么特点?
答:根据集电极是否进入饱和区来区分,当集电极最大点电流在临界线右方时高频功放工作于欠压状态,在临界线上时高频功放工作临界状态,在临界线左方时高频功放工作于过压状态。
欠压状态的功率和效率都比较低,集电极耗散功率也较大,输出电压随负载阻抗变化而变化,较少使用,但基极调幅时要使用欠压状态。
临界状态输出功率大,管子损耗小,放大器的效率也较高。
过压状态下,负载阻抗变化时,输出电压比较平稳且幅值较大,在弱过压时,效率可达最高,但输出功率有所下降,发射机的中间级、集电极调幅级常采用过压状态。 3.4 分析下列各种功放的工作状态应如何选择? (1) 利用功放进行振幅调制时,当调制的音频信号加到基极或集电极时,如何选择功放的工作状态?
(2) 利用功放放大振幅调制信号时,应如何选择功放的工作状态? (3) 利用功放放大等幅度信号时,应如何选择功放的工作状态?
答:(1) 当调制的音频信号加到基极时,选择欠压状态;加到集电极时,选择过压状态。 (2) 放大振幅调制信号时,选择欠压状态。、 (3) 放大等幅度信号时,选择临界状态。
3.5 两个参数完全相同的谐振功放,输出功率Po分别为1W和0.6W,为了增大输出功率,将VCC提高。结果发现前者输出功率无明显加大,后者输出功率明显增大,试分析原因。若要增大前者的输出功率,应采取什么措施?
答:前者工作于欠压状态,故输出功率基本不随VCC变化;而后者工作于过压状态,输出功率随VCC明显变化。在欠压状态,要增大功放的输出功率,可以适当增大负载或增大输入信号。
3.6 一谐振功放,原工作于临界状态,后来发现Po明显下降,?C反而增加,但VCC、Ucm和uBEmax均未改变(改为:VCC和uBEmax均未改变,而Ucm基本不变(因为即使Ucm变化很小,工作状态也可能改变,如果Ucm不变,则Uce不变,故工作状态不应改变)),问此时功放工作于什么状态?导通角增大还是减小?并分析性能变化的原因。
答:工作于过压状态(由于Ucm基本不变,故功率减小时,只可能负载增大,此时导通角不变);导通角不变 3.7 某谐振功率放大器,工作频率f =520MHz,输出功率Po=60W,VCC=12.5V。(1) 当?C=60%时,试计算管耗PC和平均分量Ic0的值;(2) 若保持Po不变,将?C提高到80%,试问管耗
PC减小多少?
解:(1) 当?C=60%时,
PD?P0?C?60?100W 0.6PC?PD?P0?100?60?40W IC0?PD100??8A VCC12.5 (2) 若保持Po不变,将?C提高到80%
PD?P0?C?60?75W 0.8PC?PD?P0?75?60?15W
3.8 谐振功率放大器电路如图3.1(c)所示,晶体管的理想化转移特性如题3.8图所示。已知:
VBB?0.2V,ui?1.1cos(?t)V,回路调谐在输入信号频率上,试在转移特性上画出输入
电压和集电极电流波形,并求出电流导通角?及Ic0、Ic1m、Ic2m的大小。
iC/A0.80.60.40.200.61.2uBE/V题3.8图
解:由uBE?VBB?ui?0.2?1.1cos?tV,可作出它的波形如图(2)所示。 根据uBE及转移特性,在图中可作出iC的波形如题图3.8(s)。由于t=0时,
uBE?uBEmax?(0.2?1.1)V=1.3V,则
iCmax?0.7A。
因为Uimcos??UBE(on)?VBB,所以
cos??UBE(on)?VBBUim?0.6?0.2?0.364,则得 1.1??69?
题3.8(s)图
由于?0(69?)?0.249,?1(69?)?0.432,?2(69?)?0.269,则
Ic0??0(69?)iCmax?0.249?0.7?0.174AIc1m??1(69?)iCmax?0.432?0.7?0.302A Ic2m??2(69?)iCmax?0.269?0.7?0.188A3.9 谐振功率放大器工作在欠压区,要求输出功率Po=5W。已知VCC=24V,VBB= VBZ,Re=53?,设集电极电流为余弦脉冲,即
?iCmaxcos?tui?0 iC ??
0u?0i?试求电源供给功率PD,集电极效率?C。 解:??90?,?0?0.319,?1?0.5
P0?1ReIc21m?Ic1m?22P0?Re2?5?0.434A 53iCmax?Ic1m?1?0.434?0.868A 0.5IC0?iCmax?0?0.868?0.319?0.277A PD?VCCIC0?24?0.277?6.65W
?C?P05??75% PD6.653.10 已知集电极电流余弦脉冲iCmax?100mA,试求通角??120?,??70?时集电极电流的直
流分量Ic0和基波分量Ic1m;若Ucm?0.95VCC,求出两种情况下放大器的效率各为多少? [解] (1) ??120?,?0(?)?0.406,?1(?)?0.536
Ic0?0.406?100?40.6mA,Ic1m?0.536?100?53.6mA1?(?)Ucm10.536?c??1????0.95?62.7%2?0(?)Vcc20.406
(2) ??70?,?0(?)?0.253,?1(?)?0.436
Ic0?0.253?100?25.3mA,Ic1m?0.436?100?43.6mA10.436?0.95?81.9 .253?c??
3.11 已知谐振功率放大器的VCC?24V,IC0?250mA,Po?5W,Ucm?0.9VCC,试求该放大
器的PD、PC、?C以及Ic1m、iCmax、?。 解: PD?IC0VCC?0.25?24?6W
PC?PD?Po?6?5?1W?C?Ic1m?Po5??83.3%PD62Po2?5??0.463AUcm0.9?24
g1(?)?2?CiCmax?VCC1?2?0.833??1.85,??50?? Ucm0.9IC00.25??1.37A ?0(?)0.1833.12 试画一高频功率放大器的实际电路,要求: (1) 采用PNP型晶体管,发射极直接接地; (2) 集电极并联馈电,与谐振回路抽头连接; (3) 基极串联馈电,自偏压,与前级互感耦合。 解:(略)
3.13 谐振功率放大器电路如题3.13图所示,试从馈电方式,基极偏置和滤波匹配网络等方
面,分析这些电路的特点。
题3.13图
解:(a) V1、V2集电极均采用串联馈电方式,基极采用自给偏压电路,V1利用高频扼圈中固
有直流电阻来获得反向偏置电压,而V2利用RB获得反向偏置电压。输入端采用L型滤波匹配网络,输出端采用?型滤波匹配网络。
(b) 集电极采用并联馈电方式,基极采用自给偏压电路,由高频扼流圈LB中的直流电阻产