F级扩增是一种完善的技术，它使用谐波调整来提高放大器的性能。在F类放大器中，将奇数谐波添加到收集器电压中，以将其塑造为方波。理想情况下，收集器电流包含基本甚至谐波。

F级F级放大器（也称为F -1类放大器）交换了这些波形的形状。收集器电流是方波。收集器电压是半鼻涕。在本文中，我们将研究该家族中简单的成员：f级F放大器具有第二谐音峰值（图1）。

第二谐波峰值逆F级放大器。

图1。第二谐波峰级F -1放大器。

如您所见，该电路与第三谐波峰级F放大器相同。区别在于紫色中显示的谐振电路 - 在F级放大器中，它将调整为第三个谐波而不是第二个谐波。

F级F级波形

理想反向F放大器的收集器波形如图2所示。实际上，我们将仅实现这些波形的近似值。

收集器电压和电流波形，用于理想的逆F级放大器。

图2。理想的反向f放大器中的集电极电压（顶部）和电流（底部）波形。

在上图中，当电流高时，晶体管的电压为零。理想的F类放大器也是如此（图3）。

理想的F类放大器收集器波形。

图3。理想的F级放大器中的收集器电压（顶部）和电流（底部）波形。

在这两种情况下，目标都是通过尽可能降低电流 - 电压产品来提高放大器的效率和输出功率。

我们知道，F级放大器通过添加奇数谐波组件在图3的顶部看到的方波电压。为了产生方波收集器电流，F级F放大器只需在晶体管输入处使用方波驱动信号即可。但是，它如何将收集器电压塑造成我们在图2中看到的半丝体？让我们找出答案。

塑造电压波形

我们将从考虑一些未形状的波形开始。如果我们从图1中删除L 2 -C 2谐波谐振器，则剩下的本质上是单轨道B类放大器（图4）。

单班级级B级舞台。

图4。单班级B级阶段。

由于没有谐波，B级阶段的收集器电压是偏置正弦曲线。图5中说明了这一点，以及理想的收集器电流。

理想的B类收集器电压和电流波形。

图5。理想B级阶段的收集器电流（顶部）和电压（底部）。

我们的目标是将此电压波形塑造成半丝波。为了简化分析，我们将在电压波形的槽中设置时间来源。这会产生图6中的波形。

B级电流和电压波形以调整后的时间来源获得。

图6。B类电流和电压波形通过调整后的原点获得。

在这种情况下，收集器电压可以表示为：

$$ v_b = v_ {cc}?-?a_1 / cos（/ omega_0 t）$$等式1。

图6中的电压波形对应于秋千条件（A 1 = V CC）。考虑到这一点，请考虑定义为：

$$ v_2=a_2 / cos（2 / omega_0 t）$$

等式2。

如果我们将v 2添加到V b，则新的收集器电压可以：

$$ / begin {eqnarray} v_ {f}＆=＆v_ {cc}-a_1 / cos（/ omega_0 t）?+?a_2 / cos（2 / omega_0 t） v_ {cc}?-?a_1 / big（/ cos（/ omega_0 t）-x / times / cos（2 / omega_0 t）/ big）/ end {eqnarray} $$等式3。

其中x定义为第二谐波分量与基本组件的比率（x = a 2 / a 1）。

图7绘制V B，V 2和V F的1 = V CC = 1 V和A 2 = 0.2 V（x = 0.2）。

他在B类阶段（红色），第二谐波组件（洋红色）和通过添加第二谐波分量（蓝色）获得的复合波形的收集器电压波形。

图7。B类阶段（红色），第二谐波分量（洋红色）和通过添加第二谐波分量（蓝色）获得的复合波形的收集器电压波形。

请注意，选择基本和第二谐波之间的相位差，以使V B的峰和槽与第二谐波波形的峰保持一致（V 2）。

考虑在t = t /2时V B的峰值点。在此瞬间，等式3简化为V CC + A 1 + A 2。两个交流项都是正的，它升高了复合（ V f ）波形的峰，从而超过原始信号的峰（v b）。

在诸如t = 0之类的点，等式3减少到V CC - A 1 + A 2。由于AC术语在这一点上具有相反的极性，因此它们的效果彼此否定。结果是t = 0附近的平均复合波形。

这表明具有适当相位的第二个谐波可以提高电压波形的峰并使其槽扁平。由于电压波的槽对应于收集器电流的峰值，因此可以减少晶体管内的功率损失。

上面的讨论表明，结合第二个谐波会产生大约半明肌的复合波形。在我们继续前进之前，请注意，虽然原始信号从0到2 V cc波动，但复合波形从0.2 V到2 V cc + 0.2 = 2.2 V.我们通过设置适当的值将较低的电压摆动极限恢复到地面对于1和2。

选择适量的第二次谐波组件

图8说明了如果我们合并了第二谐波分量的不同值，总电压波形（V F ）如何变化。

通过添加A1 = VCC = 1 V和X的第二谐波组件获得的复合波形从0到0.4。

图8。通过添加1 = V cc = 1 V和x的第二谐波分量获得的复合波形从0到0.4。

随着x （ 2与1的比率）从0.1增加到约0.3，在其谷附近的总电压变得更平坦。当x超过0.3时，波形出现了一些波纹。基于此，第二谐波组件的值是多少？

首先，我们需要定义“”。我们可以使用两种不同的标准：

产生平坦的电压波形。

产生效率。

当收集器电流高时，种方法使收集器电压尽可能低。但是，事实证明，该波形不会产生效率，为此，我们需要少量的涟漪。

下面概述了产生平坦和效率波形的条件。我们暂时将绕过详细的数学分析。

当以下情况下，收集器电压是平坦的。

$$ / frac {a_2} {a_1}=/ frac {1} {4} $$等式4。

在这种情况下，将收集器电压等同于零，我们从供应电压方面获得了1和2的：

$$ a_1=/ frac {4} {3} v_ {cc} / quad / text {and} / quad a_2?=?=?/ frac {1} {3} v_ {cc} $$等式5。

同时，达到了效率：

$$ / frac {a_2} {a_1}=/ frac {1} {2 / sqrt {2}}}/0.3536 $$等式6。

使收集器电压保持在地面上，会导致以下关系：

$$ a_1= sqrt {2}/ times v_ {cc} / quad / text {and} / quad a_2= 0.5 v_ = 0.5 v_ {cc} $$等式7。

图9绘制了平坦和效率的收集器电压。

X = 0（红色），平坦（蓝色）和效率（绿色）获得的收集器电压波形。

图9。X = 0（红色），平坦（蓝色）和效率（绿色）情况的收集器电压波形。

请注意，将第二次谐波电压引入收集器电压波形如何产生大约半螺丝体。

总结

F级F级放大器试图通过使用方波收集器电流并将收集器电压塑造成半丝体，以地减少功率损失。在第二次谐波峰放大器的情况下，通过结合第二谐波成分，产生了半螺旋形状（或至少近似）。我们将在下一篇文章中更详细地研究此配置并得出其设计方程式。