ClassC放大器的基本結(jié)構(gòu)及仿真設(shè)計(jì)

ClassC放大器的效率最高可達(dá)99.9%，明顯比ClassA、ClassB和ClassAB放大器都要高，換句話說(shuō)，ClassC放大器可以獲得更高的輸出功率，但是因?yàn)镃lassC放大器的輸出信號(hào)有比較嚴(yán)重的失真，所以它一般不會(huì)用在音頻放大電路中，而是常常出現(xiàn)在一些特定的場(chǎng)合，如調(diào)諧放大器等射頻電路中。

關(guān)鍵：ClassC放大器;

01ClassC放大器基本結(jié)構(gòu)

如圖1-1所示是一種典型的ClassC放大器電路：

圖1-1 調(diào)諧ClassC放大器

圖1-1電路的最大特點(diǎn)是三極管集電極上有LC并聯(lián)電路，其中LC并聯(lián)電路的諧振頻率為：

當(dāng)電路1-1中三極管集電極有一個(gè)很短的脈沖周期信號(hào)出現(xiàn)時(shí)，LC并聯(lián)電路則開(kāi)始發(fā)生震蕩而在輸出端出現(xiàn)正弦信號(hào)，如圖1-2所示：

圖1-2 輸出信號(hào)波形

圖1-2輸出信號(hào)波形，說(shuō)明在輸入信號(hào)的作用下，LC并聯(lián)電路出現(xiàn)震蕩而在輸出端形成了輸出波形，輸入信號(hào)第一個(gè)波形使得LC并聯(lián)電路開(kāi)始震蕩，隨后就會(huì)出現(xiàn)阻尼震蕩，如果輸入信號(hào)沒(méi)有第二個(gè)波形，那么輸出信號(hào)會(huì)因?yàn)樽枘岱翟絹?lái)越小，最后直到消失。 但是如圖LC并聯(lián)電路諧振頻率f與輸入信號(hào)Vin的頻率成諧波關(guān)系，即LC并聯(lián)電路諧振頻率f是輸入信號(hào)Vin頻率的整數(shù)倍，則輸入信號(hào)就可以在LC并聯(lián)電路震蕩信號(hào)在波谷時(shí)給予一個(gè)策動(dòng)，從而使之繼續(xù)震蕩，如圖1-3所示：

圖1-3 LC并聯(lián)電路諧振頻率為輸入信號(hào)的3倍

圖1-3所示為L(zhǎng)C并聯(lián)dialup諧振頻率f為輸入信號(hào)頻率3倍時(shí)的輸出波形，可以看到當(dāng)輸入信號(hào)的第一個(gè)脈沖使LC并聯(lián)電路開(kāi)始震蕩，3個(gè)阻尼震蕩波形之后，輸入信號(hào)的第二個(gè)脈沖又給LC并聯(lián)電路一個(gè)策動(dòng)，從而又開(kāi)始了新一輪的阻尼震蕩，以此往復(fù)，感覺(jué)上ClassC放大器的輸出是一個(gè)連續(xù)的正弦信號(hào)，但是很明顯，輸出信號(hào)與輸入信號(hào)的頻率不相等。

02ClassC放大器仿真

電路仿真如圖2-1所示：

圖2-1 ClassC放大器仿真電路

圖2-1中輸入信號(hào)頻率為1KHz，幅值為708mV，并聯(lián)諧振電容為1uF，諧振電感為25mH，根據(jù)式(1.1)可得LC并聯(lián)電路諧振頻率為輸入信號(hào)的1倍(1KHz)，且設(shè)置不同的電容值和電感值使得電路諧振頻率為輸入信號(hào)的3倍(3KHz)、5倍(5KHz)，其電容、電感值如表2-1所示：

表2-1 諧振頻率

分別按以上參數(shù)設(shè)置圖2-1中電容和電感的參數(shù)，可以的到圖2-2、2-3、2-4所示的仿真結(jié)果。

圖2-2 LC并聯(lián)諧振頻率為1KHz

圖2-3 LC并聯(lián)諧振頻率為3KHz

圖2-4 LC并聯(lián)諧振頻率為5KHz

從圖2-2、2-3、2-4可以看到，在輸入信號(hào)的策動(dòng)下，LC并聯(lián)電路形成了1倍、3倍、5倍于基頻的震蕩信號(hào)，從輸出端看，ClassC放大器的輸出信號(hào)較輸入信號(hào)有所放大，但是頻率受LC并聯(lián)電路的參數(shù)影響較大。