高频电路 3习题

3.1 谐振功率放大器效率高的原因是什么?其输出波形不失真的原因是什么?
答:谐振功放效率高是因为它的工作频率很高,高频谐振功放实质是将直流功率转变为高频功率,为了输出功率足够大,常选在丙类状态下工作,而丙类状态的转换率大于甲,乙类,所以其效率高。
输出不失真是因为它采用选频网络作为负载,使用谐振负载进行选频输出,故输出仍为正弦波,波形不会失真。
3.2.小信号谐振放大器与谐振功率放大器的主要区别是什么?
答:1)小信号谐振放大器的作用是选频和放大,它必须工作在甲类工作状态;而谐振功率放大器为了提高效率,一般工作在丙类状态。
2)两种放大器的分析方法不同:前者输入信号小采用线性高频等效电路分析法,而后者输入信号大采用折线分析法。
3.3什么叫做高频功率放大器?它的作用是什么?
答:高频功率放大器是对载波信号或高频信号进行功率放大的电路。已调制信号经过高频功率放大达到较大功率,再通过天线辐射到空间,保证在一定区域内的接收机可以接收到满意的信号电平,并且不干扰相邻信道的通信。
3.4为什么高频功放一般在丙类状态下工作?为什么通常采用谐振回路作负载?
答:为了提高效率,晶体管发射结为负偏置,由V BB来保证,流过晶体管的电流为余弦脉冲波形。负载为谐振回路,除了确保从电流脉冲波中取出基波分量,获得正弦电压波形外,还能实现放大器的阻抗匹配。
3.5高频功率放大器的基本组成部件有哪些?
答:高频功率放大器由输入信号源、输入滤波匹配网络、功放管、输出滤波匹配网络、负载和偏置电路组成。
3.6高频功放的欠压、临界、过压状态是如何区分的?各有什么特点?当V CC、V BB、U bm、R p四个外界因素只变化其中的一个时,高频功放的工作状态如何变化?
答:当晶体管工作在线性区时的工作状态叫欠压状态,此时集电极电流随激励而改变,电压利用率相对较低。如果激励不变,则集电极电流基本不变,通过改变负载电阻可以改变输出电压的大,输出功率随之改变;该状态输出功率和效率都比较低。
当晶体管工作在饱和区时的工作状态叫过压状态,此时集电极电流脉冲出现平顶凹陷,输出电压基本不发生变化,电压利用率较高。
过压和欠压状态分界点,及晶体管临界饱和时,叫临界状态。此时的输出功率和效率都
比较高。
当单独改变RL时,随着RL的增大,工作状态的变化是从欠压逐步变化到过压状态。
当单独改变EC时,随着EC的增大,工作状态的变化是从过压逐步变化到欠压状态。
当单独改变Eb时,随着Eb的负向增大,工作状态的变化是从过压逐步变化到欠压状态。
变电站模型当单独改变Ub时,随着Ub的增大,工作状态的变化是从欠压逐步变化到过压状态。
3.7谐振功率放大器的输入激励信号为余弦波时,为什么集电极电流为余弦脉冲波形?但放大器为什么又能输出不失真的余弦波电压?
答:因为谐振功率放大器工作在丙类状态(导通时间小于半个周期),所以集电极电流为周期性余弦脉冲波形;但其负载为调谐回路谐振在基波频率,可选出ic的基波,故在负载两端得到的电压仍与信号同频的完整正弦波。
3.8高频功率放大器中提高集电极效率的主要意义是什么?
答:提高集电极效率的主要意义在于提高了电源的利用率,将直流功率的更多的转换为高频信号功率,减小晶体管的功率损耗,可降低对晶体管的最大允许功耗PCM的要求,提高安全可靠性。
3.9当工作频率提高后,高频功放通常出现增益下降,最大输出功率和集电极效率降低,这是由哪些因素引起的?
答:影响因素主要有放大器本身参数,如放大倍数会随着频率下降;工作频率改变后,电路失谐,导致集电极阻抗减小等。
3.10某谐振功放原工作在临界状态,若等效负载增大一倍或减小一倍,则输出功率如何变化?
解:
3.11谐振功率放大器电路如图3-20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。
图3-20 题3.11图
3.12某谐振功率放大器,已知VCC=24V ,PO=5W 。求:当η=60%时,管耗PT 和IC0各为多少?
8.335  3.33T V
O P P P W =-=-=
电力电子电容器8.3334724
V CO CC
P I mA
V =
=
=
3.13
3.14北京百泰克
3.15
3.16晶体管丙类高频功率放大器工作在临界状态,电源电压Vcc=24V,电流通角θc=73○, 且α0(θc)=0.263, α1(θc)=0.448, 集电极电流中的直流分量I c0=150mA,集电极谐振回路的谐振电阻R p为80Ω。
求:(1)集电极电流的峰值i Cmax;
(2)集电极输出电压振幅V cm;
(3)放大器的输出功率P o;
(4)放大器的输出效率ηc;
(5)集电极耗散功率P c。
0max 0
11max 2
0150
570(4))0.263)0.4480.578020.431  2.61(4)
20.1524  3.6(2)2.613.6金银花绿原酸
解:
(1)集电极电流峰值:分((2)集电极输出电压振幅:((4分)(3)放大器输出功率分(4)电源功率:分    放大器输出效率:C C cm Cm p C p 0cm p C CC o C I i mA V I R i R V P V W R P I V W P P αθαθη===
=≈===⨯⨯==≈==⨯==
==0.725(2)3.6  2.610.99分(5)集电极耗散功率:(4分)
C o P P P W ==-=-=
3.17 在谐振功率放大电路中,若Ubm 、Ucm 及UCC 不变,而当UBB 改变时,Ic1有明显的变化,问放大器此时工作在何种状态?为什么?
玻璃包装箱答:由谐振功率放大器的基极调制特性知:Ubm 、Ucm 及UCC 不变,而当UBB 改变时,只有工作在欠压工作状态,Ic1有明显的变化。
3.18某谐振功率放大器,已知Vcc=24v ,输出功率P0=5w ,晶体管集电极电流中的直流分量Ic0=250mA ,输出电压Vcm=22.5v ,试求:直流电源输入功率P=,集电极效率ŋc, 谐振回路谐振电阻Rp,基波电流Ic1m 。
解:P ==V CC I CO =24*250*10-3
scr-035=6W                        P o =½V CM I C1M  →I C1M =2P 0/V CM =10/22.5≈0.44A        ηC = P 0/ P = =5/6≈83.3%                          Rp= V CM  /I C1M =22.5/0.44=51.1Ω

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