高频电路教案第三章.docx
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高频电路教案第三章
章节内容
3.1高频小信号放大器
教学方式
理论讲授
教学时数
2
教学目的与要求
1、掌握小信号放大器的电路、工作原理、分析方法
2、掌握提高小信号放大器稳定性的方法
3、了解多级谐振放大器的计算
教学重点与难点
重点：
1）小信号放大器的等效电路、性能参数计算
2）小信号放大器的稳定性措施
难点：
1）小信号放大器的等效电路及分析方法
2）小信号放大器的稳定性措施
教学实验仪器
无
教学进程
教学主要内容
教学方法
引
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5
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复习：
高频小信号谐振放大器的功用就是放大各种无线电设备中的高频小信号。
新课讲授：
一、高频小信号谐振放大器
1、工作原理
下图a、b是一典型的高频小信号谐振放大器的实际线路。
2、放大器性能分析
1）晶体管的高频等效电路
在忽略rb′e及满足Cπ»Cμ的条件下,Y参数与混Π参数之间的关系为
图3─2晶体三极管Y参数等效电路
3、放大器的性能参数
忽略管子内部的反馈,即令Yre=0,由图可得
（1）电压放大倍数K
2）输入导纳Yi
（3）输出导纳Yo
4、例题
习题集合二（12、13）
二、多级谐振放大器
1．多级单调谐放大器
多级单调谐放大器的谐振频率相同,均为信号的中心频率。
2.多级双调谐放大器
3.参差调谐放大器
4.高频集成放大器
高频集成放大器有两类:
一种是非选频的高频集成放大器,主要用于某些不需要选频功能的设备中,通常以电阻或宽带高频变压器作负载;另一种是选放大器,用于需要有选频功能的场合,如接收机的中放就是它的典型应用。
图（a）中,集中选频滤波器接于宽带集成放大器的后面。
图（b）是另一种接法。
三、内容小结
1、小信号放大器的等效电路、性能参数计算
2、小信号放大器的稳定性措施
3、小信号放大器的等效电路及分析方法
4、小信号放大器的稳定性措施
四、习作与讨论
1）讨论：
高放的不稳定原理与影响
2）作业：
3-1，3-2，3-3，3-4，3-5
与
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析
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解
讲
解
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提
问
章节内容
3.2高频功率放大器的原理和特性
3.3高频功率放大器的原理和特性高频效应
教学方式
理论讲授
教学时数
2
教学目的与要求
1、了解高频功放的分类
2、掌握高频功放基本电路
3、掌握高频功放工作原理，波形图，能量关系
4、了解高频功放动特性曲线的绘制方法
5、掌握高频功率放大器工作状态的划分
6、掌握高频功放的外部特性，包括负载特性、振幅特性、调制特性大器的外部特性
教学重点与难点
重点：
1）高频功放的工作状态的划分
2）高频功放的外部特性
难点：
1）高频功放的外部特性
教学实验仪器
无
教学进程
教学主要内容
教学方法
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复习：
高频小信号电路的电路分析、参数计算及其稳定措施。
新课讲授：
一、高频功率放大器的原理和特性
下图是一个采用晶体管的高频功率放大器的原理线路,除电源和偏置电路外,它是由晶体管、谐振回路和输入回路三部分组成的。
晶体管高频功率放大器的原理线路
1．1电流、电压波形
设输入信号为
则输入电压
周期性脉冲可以分解成直流、基波（信号频率分量）
和各次谐波分量。
1．2高频功放的能量关系
在集电极电路中,谐振回路得到的高频功率（高频一周的平均功率）即输出功率P1为
集电极电源供给的直流输入功率P0为
直流输入功率与集电极输出高频功率之差就是集电极损耗功率Pc,即PC=P0-P1
Pc变为耗散在晶体管集电结中的热能。
定义集电极效率η为
2.1高频谐振功率放大器的工作状态
1．高频功放的动特性
动特性是指当加上激励信号及接上负载阻抗时,晶体管集电极电流ic与电极电压（ube或uce）的关系曲线,它在ic～uce或ic～ube坐标系统中是一条曲线。
2．高频功放的工作状态
高频谐振功率放大器根据集电极电流是否进入饱和区可以分为欠压、临界和过压三种状态
2.2高频功放的外部特性
高频功放是工作于非线性状态的放大器,同时也可以看成是一高频功率发生器（在外部激励下的发生器）。
1．高频功放的负载特性
负载特性是指只改变负载电阻RL,高频功放电流、电压、功率及效率η变化的特性。
2．高频功放的振幅特性
高频功放的振幅特性是指只改变激励信号振幅Ub时,放大器电流、电压、功率及效率的变化特性。
3.高频功放的调制特性
1）基极调制特性
2）集电极调制特性
4.高频功放的调谐特性
2.3高频功率放大器的高频效应
1.少数载流子的渡越时间效应
晶体管本质上是电荷控制器件。
2.非线性电抗效应
功放管中存在集电结电容,这个电容是随集电结电压Ube变化的非线性势垒电容。
为C0=2CC
3.发射极引线电感的影响
4.饱和压降的影响
晶体管工作于高频时,实验发现其饱和压降随频率提高而加大。
二、内容小结
1、高频功放的分类
2、高频功放基本电路
3、高频功放工作原理，波形图，能量关系
4、高频功放动特性曲线的绘制方法
5、高频功率放大器工作状态的划分
6、高频功放的外部特性，包括负载特性、振幅特性、调制特性大器的外部特性
三、思考题与作业
练习：
例3-1
作业：
3-9，3-11，3-13
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学
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提问
板
书
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解
提
问
板
书
提
问
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讲
解
讲
解
例
题
讲
解
小
结
提
问
章节内容
3.4高频功率放大器的实际
3.5高效功放与功率合成
教学方式
理论讲授
教学时数
2
教学目的与要求
1、了解高频功放的调谐特性和高频效应
2、掌握高频功放实际线路的组成原则
3、初步学会电路的分析（改错）与设计
教学重点与难点
重点：
1）高频功放直流馈电线路组成原则
2）功放匹配电路
难点：
1）电路改错
2）高频功放匹配网络
教学实验仪器
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教学主要内容
教学方法
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复习：
1、高频功放的分类
2、高频功放基本电路及其高频功放工作原理，波形图，能量关系
3、高频功放动特性曲线的绘制方法
4、高频功率放大器工作状态的划分
5、高频功放的外部特性，包括负载特性、振幅特性、调制特性大器的外部特性
新课讲授：
一、直流馈电线路
1、直流馈电线路包括集电极和基极馈电线路。
下面结合集电极馈电线路和基极馈电线路说明Cb、Lb的应用方法。
图3─25是集电极馈电线路的两种形式:
串联馈电线路和并联馈电线路。
图3─25（b）中晶体管、电源、谐振回路三者是并联连接的,故称为并联馈电线路。
图3─25集电极馈电线路两种形式
（a）串联馈电;（b）并联馈电
2、基极馈电线路
基极馈电线路也有串联和并联两种形式。
基极馈电形式基极的负偏压既可以是外加的,也可以由基极直流电流或发射极直流电流流过电阻产生。
二、输出匹配网络
该双端口网络应具有这样的几个特点:
（1）以保证放大器传输到负载的功率最大,即起到阻抗匹配的作用;
（2）抑制工作频率范围以外的不需要频率,即有良好的滤波作用;
（3）大多数发射机为波段工作。
1.LC匹配网络
图3─27是几种常用的LC匹配网络。
图3─27几种常见的LC匹配
（a）L型;（b）T型;（c）Π型
对于L—I型网络有
对于L-Π型网络有
2．耦合回路
短波发射机的输出放大器，它采用互感耦合回路作输出电路,多波段工作。
三、高频功放的实际线路举例
工作频率为50MHz的晶体管谐振功率放大电路,它向50Ω外接负载提供25 W功率,功率增益达7dB。
四、D类高频功率放大器
1.电流开关型D类放大器
下图是电流开关型D类放大器的原理线路和波形图，线路通过高频变压器T1,使晶体管V1、V2获得反向的方波激励电压。
2．电压开关型D类放大器
图为一互补电压开关型D类功放的线路及电流电压波形。
两个同型（NPN）管串联,集电极加有恒定的直流电压Ec。
3.功率合成器
功率合成器,就是采用多个高频晶体管,使它们产生的高频功率在一公共负载上相加。
下图是常用的一种功率合成器组成方框图。
由3dB耦合器原理可知,当两晶体管输入电阻相等时,则两管输入电压与耦合器输入电压相等在晶体管的输出端,当两管正
常工作时,两管输出相同的电压,即且,但由于负载上的电流加倍,故负载上得到的功率是两管输出功率之和,即
PL=2P1
四、内容小结
1、高频功放的分类
2、高频功放基本电路
3、高频功放工作原理，波形图，能量关系
4、高频功放动特性曲线的绘制方法
5、高频功率放大器工作状态的划分
6、高频功放的外部特性，包括负载特性、振幅特性、调制特性大器的外部特性
五、思考题与作业
1）例题：
电路改错
2）作业：
3-16，3-17，3-18
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