高頻功率放大器課程設(shè)計-預(yù)覽頁
【正文】 姓 名： 專業(yè)班級： 學(xué) 號： 學(xué) 院 ： 指導(dǎo)教師 ： 2020 年 6 月 2 日高頻功率放大器 1 摘 要 在通信電路中，為了彌補信號在無線傳輸過程中的衰耗要求發(fā)射機具有較大的功率輸出，通信距離越遠，要求輸出功率越大。高頻功率放大器是一種能量轉(zhuǎn)換器件，它將電源供給的直流能量轉(zhuǎn)換成為高頻交流輸出。 通信電路中，為了彌補信號在無線傳輸過程中的衰耗要求發(fā)射機具有較大的功率輸出，通信距離越遠，要求輸出功率越大。甲類放大器電流的流通角為 360度，適用于小信號低功率放大。高頻功率放大器大多工作于丙類。 綜上，確定電路設(shè)計由兩個模塊組成，第一模塊是兩級甲類放大器，第二模塊是一工作在丙類狀態(tài)的諧振放大器，其作為功放輸出級最好能工作在臨界狀態(tài)，因為此時輸出交流功率最大，效率也較高，一般認為此工作狀態(tài)為最佳工作狀態(tài) 。選頻回路參數(shù)選擇一致。寬帶功放不需要調(diào)諧回路，可在很寬的頻率范圍內(nèi)獲得線 性放大，但效率很低，一般只有 20%左右，一般作為發(fā)射機的中間級，以提供較大的激勵功率。如丙類功放的 c? 小于 90度， ， 丙類功放通常作為發(fā)射機的末級，以獲得較大的輸出功率和較高的功率。 （ 3） 基極偏置電路為晶體管發(fā)射結(jié)提供負偏壓，使電路工作在丙類狀態(tài)。 圖 32 功率放大器各分壓與電流關(guān)系 由于晶體管工作在丙類狀態(tài)，晶體管集電極電流是一個周期性的余弦脈沖 。因此，在諧振放大器中只需研究直流功率及基波功率。為了闡明各種工作狀態(tài)的特點和正確調(diào)節(jié)放大器，就應(yīng)該了解這幾個參量的變化會使放大器的工作狀態(tài)發(fā)生怎樣的變化。 圖 14 電壓、電流隨負載變化波形 放大器的輸入電壓是一定的，其最大值為 Vbemax，在負載電阻 RP由小至大 變化時，負載線的斜率由小變大，如圖中 1→ 2→ 3。 高頻功率放大器 10 欠壓狀態(tài) 時 B點以右的區(qū)域。 欠壓狀態(tài)的功率和效率都比較低，集電極耗散功率也較大，輸出電壓隨負載阻抗變化而變化，因此較少采用。改變 Rp，但 Vb、 VCC、 VBB不變 當負載電阻 Rp由小至大變化時，放大器的工作狀態(tài)由欠壓經(jīng)臨界轉(zhuǎn)入過壓。改變 VCC時，其工作狀態(tài)和電流、功率的變化如圖 37所示。 圖 38 Vbm 變化的特性高頻功率放大器 12 四 參數(shù)選擇 設(shè)計任務(wù)要求 設(shè)計一高頻功率放大器，要求的技術(shù)指標為：輸出功率 0 125P? mW,工作中心頻率0 6f ? MHz， 65%?? 。 高頻功率放大器 13 涉及電路中取 cI =,設(shè) eR =1K? 。 3）求電感線圈 N2與 N1的匝數(shù)： 根據(jù)理論推導(dǎo)，當線圈的尺寸及所選用的磁心確定后，則其相應(yīng)的參數(shù)就可以認為是一個確定值，可以把它看成是一個常數(shù)。當要繞制的線圈電感量為某一值時，可先在骨架上 (也可以直接在磁心上 )纏繞 10匝，然后用電感測量儀測出其電感量，再用下面的公式求出系數(shù) K值： 實驗中， L采用帶螺紋磁芯、金屬屏蔽罩的 10S型高頻電感繞制。旁路電容 Ce 、 C C4的取值一般為 F，濾波電感的取值一般為 220330uH。 在晶體管功率放大器中，可以通過改變激勵電壓、基極偏壓、集電極負載、集電極直流供電電壓來改變放大器的工作狀態(tài)。 2(1 )P L LR Q R?? uH uH pF 匹配網(wǎng)絡(luò)的電感 L為 ,電容 C為 259pF (4)電 源去耦濾波元件選擇 高頻電路的電源去耦濾波網(wǎng)絡(luò)通常采用 ? 型 LC低通濾波器，濾波電感，可按經(jīng)驗取 50100uH,濾波電感一般取 221 2594 PC fL???21(1 ) 2 .7 2pSLLLQ? ? ?20 QRL ???高頻功率放大器 16 五 電路仿真與結(jié)果分析 輸入信號波形 輸入波形信號如圖 51所示，由仿真示波器可以看到輸入信號是一個頻率為，峰峰值為 。 圖 54 丙類放大器輸出波形 高頻功率放大器 18 六 結(jié)果分析 甲類功率放大器的優(yōu)點是線性好、失真小，較好的噪聲系數(shù)， 在 1dB壓縮點以下具有幾乎不失真的脈沖響應(yīng)，在不同輸出電平時的通帶起伏小和在不同輸出電平時的相位和增益不變。 將上述單元電路按圖 24所示電路進行組裝，先將甲、丙類功率放大電路與濾波網(wǎng)絡(luò)相接，再將甲、丙類功率放大電路連接起來，然后再進行逐級調(diào)整并級聯(lián)。經(jīng)過第一第二級甲類放大器后電壓幅值增大了，最終輸出也大大提高了輸出功率，因此也驗證了理論知識的正確性和設(shè)計方法的可行性。接連三次題目的變更，大大地增加了工作量，但我并不覺得我做的都是無用功，因為它使我深刻地認識到自身的不足。老師已經(jīng)進行過詳細，清楚的講解，我卻還是有那么多的不明之處，這使作為大三學(xué)生的我感到深深的愧疚?，F(xiàn)在我已深有感觸。 我對排版不是很熟練， 在這次課程設(shè)計的過程中，通過室友的詳細介紹，再加上實際的排版操作，使我在這方面大有提高。我會明確方向，堅定不移，努力前
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