简述高频谐振功率放大器的工作原理

1．高频谐振功率放大器原理  高频谐振功率放大器原理电路如图3-1所示。图中，L2、L3是扼流圈，分别提供晶体管基极回路、集电极回路的直流通路。R10、C9产生射极自偏压，并经由扼流圈L2加到基极上，使基射极间形成负偏压，从而放大器工作于丙类。C10是隔直流电容，L4、C11组成了放大器谐振回路负载，它们与其他参数一起，对信号中心频率谐振。L1、C8与其他参数一起，对信号中心频率构成串联谐振，使输入信号能顺利加入，并滤除高次谐波。C8还起隔直流作用。R12是放大器集电极负载。

一、丙类谐振功率放大器电路 　　电路图如1-1所示 　　图1-1 丙类谐振功率放大器 　　LC谐振网络为放大器的并联谐振网络。 　　谐振网络的谐振频率为信号的中心频率。 　　作用：滤波、匹配。 　　VBB:基极直流电压 　　作用:保证三极管工作在丙类状态。 　　VBB的值应小于放大管的导通电压Uon；通常取VBB≤0。 　　VCC：集电极直流电压 　　作用：给放大管合理的静态偏置，提供直流能量。 　　二、丙类谐振功率放大器的工作原理 　　ui→uBE→iB→iC→uC 　　ui为余弦电压， 可表示为ui=UimCOSωct 　　则：uBE= VBB+ui= VBB+ UimCOSωct 　　根据三极管的转移特性可得到集电极电流iC，为余弦脉冲波，如图4-2所示： 　　图1-2 iC波形 　　根据傅立叶级数的理论，iC可分解为： 　　ic=Ico+iC1+iC2+iC3+………+iCn+……… 　　式中：Ico为直流电流分量 　　iC1为基波分量；iC1=Icm1COSωct 　　iC2为二次谐波分量；iC2=Icm2COS2ωct 　　iCn为n次谐波分量；iCn=IcmnCOSnωct 　　其中，它们的大小分别为： 　　Ico=iCmax·α0（θ） 　　Icm1=iCmax·α1（θ） 　　Icmn=iCmax·αn（θ） 　　iCmax是ic波形的脉冲幅度。 　　αn（θ）的大小可根据余弦脉冲分解系数表查。 　　Ic信号的导电角可以用下面的公式进行计算 　　当iC信号通过谐振网络时，由于谐振网络的作用，可得其谐振网络压降为： 　　uc=RIcm1COSωct=UcmCOSωct 　　uCE=VCC-uc=VCC-UcmCOSωct 　　各信号的波形如图1-3所示： 　　图1-3 波形图 　　三、功率关系 　　直流功率：PV=VCCICO 　　输出功率：PO= Icm1Ucm 　　放大管功耗：PT=PV-PO 　　效率：η= PO/PV 　　丙类谐振功率放大器的性能分析 　　一、丙类谐振功率放大器的工作状态 　　欠压状态：管子导通时均处于放大区； 　　临界状态：管子导通时从放大区进入临界饱和； 　　过压状态：管子导通时将从放大区进入饱和区； 　　在实际工作中，丙类放大器的工作状态不但与Ubm有关，还与VCC、VBB和R有关。 　　在丙类谐振功放中，工作状态不同，放大器的输出功率和管耗就大不相同，因此必须分析各种工作状态的特点，以及Ubm、VCC、VBB和R的变化对工作状态的影响，即对丙类谐振功放的特性进行分析。

高频谐振功率放大器是一种常用于射频和微波领域的功率放大器，其工作原理基于谐振电路的特性。
谐振电路：高频谐振功率放大器通常采用LC谐振电路作为放大器的输出匹配网络。LC谐振电路由电感（L）和电容（C）组成，可以在特定频率上形成谐振。谐振电路具有阻抗峰值的特点，在谐振频率附近，其阻抗较低，能够提供较大的输出功率。
输入信号：输入信号通过输入匹配网络进入谐振功率放大器。输入匹配网络的作用是将输入信号的阻抗与放大器的输入阻抗匹配，以最大限度地传输信号能量。
谐振放大：输入信号经过输入匹配网络后进入谐振电路，当输入信号频率接近谐振频率时，谐振电路的阻抗较低，能够将输入信号的功率放大到较大的输出功率。谐振电路的输出阻抗与负载阻抗匹配，以最大限度地传输功率。
输出信号：放大后的信号通过输出匹配网络传输到负载，输出匹配网络的作用是将谐振电路的输出阻抗与负载的阻抗匹配，以最大限度地传输功率。
总结起来，高频谐振功率放大器的工作原理是利用谐振电路的特性，在谐振频率附近实现输入信号的放大，通过输入匹配网络和输出匹配网络将信号的阻抗与放大器的输入输出阻抗匹配，以实现高效率的功率放大。

VCC：集电极直流电压作用：给放大管合理的静态偏置，提供直流能量