高频功放教学设计

陈正烈

摘 要：.本文结合教学实际，从高频功率放大电路的电路结构、与高频小信号放大器的区别和应用电路几个方面阐述了高频功率放大电路的教学设计。

关键词：高频功率放大 电路结构 应用电路

高频功率放大器的任务是供给其负载足够大的信号功率。高频功率放大器的工作频率为10⁵Hz～10⁹Hz，对以某一频率为中心的一定频带范围内的信号有放大功能，它广泛用于无线电通信系统和各种电子仪器设备中。下面是我教学这部分内容的教学设计。

教学开始首先出示闭路电视干线放大器等高频放大器实物，然后开始下面的教学。

1.电路组成

高频功率放大电路主要由功率放大部分和滤波匹配网络（输入滤波匹配网络、输出滤波匹配网络）组成，如下图。

高频功率放大电路主要性能指标有输出功率、效率等。功率放大电路按晶体管导通时间长短进行分类：可分为甲类（始终导通）、乙类（半周导通）、甲乙类（大半周导通）、丙类（小半周导通）、丁类（小半周导通）等。为了提高效率，高频功率放大器常采用C类(丙类)。C类(丙类)放大器的谐波输出比A类（甲类）放大器大，为了避免对其他频道产生干扰，通常要求不论输出功率多大，在距离发射机1km处的谐波辐射功率不得大于25mW。

图中，VBB使放大器工作于丙类，LC 回路调谐于输入信号的中心频率，构成滤波匹配网络。

2.谐振功率放大电路与小信号谐振放大电路之比较

（1）作用与要求不同。小信号谐振放大器主要用于高频小信号的选频放大，要求有较高的选择性和谐振增益；谐振功放主要用于高频信号的功率放大，要求效率高，输出功率大。

（2）工作状态不同。小信号谐振放大器输入信号很小，要求失真小，故工作在甲类状态；谐振功放为大信号放大器，为了提高效率，工作在丙类状态。

（3）对谐振回路要求不同。小信号谐振放大器主要用来选择有用信号抑制干扰信号，要求它有较高的选择，故回路的Q值较高；而谐振功放谐振回路主要用于抑制谐波，实现阻抗匹配，输出大功率，所以回路的Q值低。

3.应用电路

3.1谐振功率放大器应用电路

C1、C2、C6、L1构成T形和L形输入滤波匹配网络，使功率管的输入阻抗在工作频率上变换为前级要求的50Ω匹配电阻。

L2、L3、C3、C4、C5构成L形和T形输出滤波匹配网络，使外接负载阻抗在工作频率上变换为功率管所要求的最佳负载阻抗。

图中直流供电方式：基极采用自给偏压，谐振功率放大器工作于丙类状态，集电极采用并馈供电。

3.2.倍频器

输出信号的频率比输入信号频率高整数倍的电子电路，称为倍频器。丙类谐振功放可以利用来作倍频器。将丙类谐振功放集电极谐振回路调谐在二次或三次谐波频率上，就可以构成二倍或三倍频器。通常丙类倍频器工作在欠压或临界状态，其输出功率和效率均低于基波放大器。

下图为带有陷波电路的三倍频器。

图中，串联谐振回路L1、C1调谐在基波，抑制基波输出。串联谐振回路L2、C2调谐在二次谐波，抑制二次谐波输出。并联谐振回路L3、C3调谐在三次谐波频率上，输出三倍频。这样输出就是输入频率的三倍，即图示为三倍频器。

高频功率放大电路的欠压、临界、过压工作状态在随后的仿真实训中学习，在本文中不涉及。教学结束时的小结、布置作业是例行的事情，这里强调的是读图练习。

参考文献

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作者简介：陈正烈（1966—），男，重庆涪陵人，重庆工贸职业技术学院副教授，主要从事电子技术教学与研究。