【高电复习2】高频功放、振荡回路

【 1. 高频功率放大器 】

高频小、高频功放区别

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输入的大信号(伏级),经过三极管(三极管工作在非线性区)后,在集电极产生尖顶余弦脉冲,尖顶余弦脉冲可通过傅里叶变换可分解为各种频率分量,经过LC并联谐振回路选出和输入信号频率相同的信号分量即基频(可不失真地放大)。

图解法分析高频功放

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能量关系

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  • Ub加在BJT上,并在集电极产生尖顶余弦脉冲电流ic,ic=Ico+Ic1coswt+Ic2cos2wt+……,其中Ico为直流分量,Ic1为基波分量。
  • Uce=EC-Uc,Uc最大为Ucmax时,Uce最小为Ucmin,此时的Ic最大为Icmax
    U   c m i n   = U   c e s   I   c m a x   = g c r × U   c e m i n   ( g c r 线 ) 临界状态时,有U~cmin~=U~ces~,I~cmax~=gcr \times U~cemin~(gcr为临界线的斜率)
  • I   c o   = I   c m a x   × α   0   ( θ ) I~co~= I~cmax~ \times α~0~(θ)
    I   c 1   = I   c m a x   × α   1   ( θ ) I~c1~= I~cmax~\times α~1~(θ)
    P   1   = 1 2 × 1 2 × U   c 1   I   c 1   = 1 2 U   c 1   I   c 1   = 1 2 U   c 1   × I   c m a x   × α   1   ( θ ) = U   c 1 2 2 R   L   = 1 2 I   c 1 2 R   L   输出功率P ~1~ =\frac{1}{\sqrt{2}}\times\frac{1}{\sqrt{2}}\times U~c1~ I~c1~=\frac{1}{2}U~c1~I~c1~=\frac{1}{2}U~c1~\times I~cmax~\times α~1~(θ)=\frac{U~c1^2}{2R~L~}=\frac{1}{2}I~c1^2R~L~
    P   0   = E   c   I   c o   = E   c   × I   c m a x   × α   0   ( θ ) 电源功率P~0~=E~c~I~co~=E~c~\times I~cmax~ \times α~0~(θ)

工作状态

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  • 欠压状态时,集电极电压利用不充分,输出功率P1还可随Uc的增大而增大,效率也可随之增大。“绿线”
  • 临界状态时,ic仍是尖顶余弦脉冲,此时输出功率最大,最佳工作状态。“蓝线”
  • 过压状态时,工作在饱和区,波形出现下凹,效率高,输出功率小。“黄线”

外部特性

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  • 负载特性:Uc=IcRL,RL增大,Uc增大,Ec-Uc减小,
  • 振幅特性:Ubm增大,Ube=Ub+Eb=Ubmcoswt+Ub增大,工作状态:欠压→临界→过压。
  • 基极调制特性:Eb增大,工作状态:欠压→临界→过压。
  • 集电极调制特性:EC增大,工作状态:过压→临界→欠压。

馈电线路

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例题

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  • 尖顶余弦脉冲
    Ico= Icmax x α0(θ)
    Ic1= Icmax x α1(θ)
    P   0   = E   c   I   c o   = E   c   × I   c m a x   × α   0   ( θ ) P~0~=E~c~I~co~=E~c~\times I~cmax~ \times α~0~(θ)
    P   1   = 1 2 U   c m   I   c 1   = U   c m   × I   c m a x   × α   1   ( θ ) P~1~=\frac{1}{2}U~cm~I~c1~=U~cm~\times I~cmax~\times α~1~(θ)
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  • S   c r   S~cr~为临界状态时的斜率 在这里插入图片描述
  • I   c o   集电极电流中的直流分量为I~co~
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【 2. 正弦波振荡器 】

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震荡条件

振荡条件:K·F=1
相位平衡条件:| K·F |=1
相位平衡条件:φKF=2nπ
起振条件:| K·F |>1
稳定条件:负斜率在这里插入图片描述

组成原则

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电容型、电感型

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改进电容型

三极管BJT极间电容Cie、Coe影响谐振回路电抗,影响其频率的选择性。
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注意有前提条件C3<<C1,C2 。
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  • 克拉波: p = C   3   C   1   接入系数p=\frac{C~3~}{C~1~}
    K   F   = C   1   C   2   反馈系数K~F~=\frac{C~1~}{C~2~}

例题

  • 振荡回路组成原则
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  • 交流等效电路:
    注意是交流等效电路,而不是Y参数等效电路!!,故不对三极管进行分解分析。
    高频扼流圈:直流短路,交流开路。
    其余电解质大电容:隔直通交。
    电阻:视为开路,因其功能不是主要的。即只保留谐振回路上的电容电感。

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电容并联后的总电容大小为两电容之和C1+C2。
电容串联后总电容大小为 C 1 C 2 C 1 + C 2 \frac{C1C2}{C1+C2}
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