ClassC放大器的基本结构及仿真设计

ClassC放大器的效率最高可达99.9%，明显比ClassA、ClassB和ClassAB放大器都要高，换句话说，ClassC放大器可以获得更高的输出功率，但是因为ClassC放大器的输出信号有比较严重的失真，所以它一般不会用在音频放大电路中，而是常常出现在一些特定的场合，如调谐放大器等射频电路中。

关键：ClassC放大器;

01ClassC放大器基本结构

如图1-1所示是一种典型的ClassC放大器电路：

图1-1 调谐ClassC放大器

图1-1电路的最大特点是三极管集电极上有LC并联电路，其中LC并联电路的谐振频率为：

当电路1-1中三极管集电极有一个很短的脉冲周期信号出现时，LC并联电路则开始发生震荡而在输出端出现正弦信号，如图1-2所示：

图1-2 输出信号波形

图1-2输出信号波形，说明在输入信号的作用下，LC并联电路出现震荡而在输出端形成了输出波形，输入信号第一个波形使得LC并联电路开始震荡，随后就会出现阻尼震荡，如果输入信号没有第二个波形，那么输出信号会因为阻尼幅值越来越小，最后直到消失。 但是如图LC并联电路谐振频率f与输入信号Vin的频率成谐波关系，即LC并联电路谐振频率f是输入信号Vin频率的整数倍，则输入信号就可以在LC并联电路震荡信号在波谷时给予一个策动，从而使之继续震荡，如图1-3所示：

图1-3 LC并联电路谐振频率为输入信号的3倍

图1-3所示为LC并联dialup谐振频率f为输入信号频率3倍时的输出波形，可以看到当输入信号的第一个脉冲使LC并联电路开始震荡，3个阻尼震荡波形之后，输入信号的第二个脉冲又给LC并联电路一个策动，从而又开始了新一轮的阻尼震荡，以此往复，感觉上ClassC放大器的输出是一个连续的正弦信号，但是很明显，输出信号与输入信号的频率不相等。

02ClassC放大器仿真

电路仿真如图2-1所示：

图2-1 ClassC放大器仿真电路

图2-1中输入信号频率为1KHz，幅值为708mV，并联谐振电容为1uF，谐振电感为25mH，根据式(1.1)可得LC并联电路谐振频率为输入信号的1倍(1KHz)，且设置不同的电容值和电感值使得电路谐振频率为输入信号的3倍(3KHz)、5倍(5KHz)，其电容、电感值如表2-1所示：

表2-1 谐振频率

分别按以上参数设置图2-1中电容和电感的参数，可以的到图2-2、2-3、2-4所示的仿真结果。

图2-2 LC并联谐振频率为1KHz

图2-3 LC并联谐振频率为3KHz

图2-4 LC并联谐振频率为5KHz

从图2-2、2-3、2-4可以看到，在输入信号的策动下，LC并联电路形成了1倍、3倍、5倍于基频的震荡信号，从输出端看，ClassC放大器的输出信号较输入信号有所放大，但是频率受LC并联电路的参数影响较大。