電子線(xiàn)路課程設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-07-10 09:19 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 Hz），但相對(duì)頻帶很窄。例如，調(diào)幅廣播電臺(tái)（ 535－ 1605 kHz 的頻段范圍）的頻帶寬度為 10 kHz，如中心頻率取為 1000 kHz，則相對(duì)頻 寬只相當(dāng)于中心頻率的百分之一。中心頻率越高，則相對(duì)頻寬越小。因此， 高頻功率放大器一般都采用選頻網(wǎng)絡(luò)作為負(fù)載回路。由于這后一特點(diǎn)，使得這兩種放大器所選用的工作狀態(tài)不同：低頻功率放大器可工作于甲類(lèi)、甲乙類(lèi)或乙類(lèi)（限于推挽電路）狀態(tài)；高頻功率放大器則一般都工作于丙類(lèi)（某些特殊情況可工作于乙類(lèi)）。 高頻功率放大器 是通信系統(tǒng)中發(fā)送裝置的重要組件。按其工作頻帶的寬窄劃分為窄帶高頻功率放大器和寬帶高頻功率放大器兩種，窄帶高頻功率放大器通常以具有選頻濾波作用的選頻電路作為輸出回路，故又稱(chēng)為調(diào)諧功率放大器或諧振功率放大器；寬帶高頻功率放大器的輸出電路則是傳輸線(xiàn)變壓器或其他寬帶匹配電路，因此又稱(chēng)為非調(diào)諧功率放大 器。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。 利用寬帶變壓器作耦合回路的功放稱(chēng)為寬帶功放。常用寬帶變壓器有用高頻磁芯繞制 的高頻變壓器和傳輸線(xiàn)變壓器。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(xiàn)性放大，但效率很低，一般只有 20%左右，一般作為發(fā)射機(jī)的中間級(jí)，以提供較大的激勵(lì)功率。 利用選頻網(wǎng)絡(luò)作為負(fù)載回路的功放稱(chēng)為諧振功放。根據(jù)放大器電流導(dǎo)通角 c? 的范圍可分為甲類(lèi)、乙類(lèi)、丙類(lèi)和丁類(lèi)等功放。電流導(dǎo)通角越小放大器的效率越高。如丙類(lèi)功放的 c? 小于 90o， 丙類(lèi)功放通常作為發(fā)射機(jī)的末級(jí)，以獲得較大的輸出功率和較高的功率。 本次課程設(shè)計(jì)使通過(guò)已學(xué)的電路基礎(chǔ)知識(shí)，模擬高頻振動(dòng)功率放大器，使 發(fā)射機(jī)內(nèi)部各級(jí)電路之間信號(hào)功率能有效傳輸，這就要求放大器輸入端和輸出端都能實(shí)現(xiàn)阻抗匹配。即放大器輸入端阻抗和信號(hào)阻抗匹配，放大器輸出端阻抗和負(fù)載阻抗匹配 功率放大 器電路設(shè)計(jì) 整體介紹 基本部分組成 ， 即電子管、諧振回路和電源。電子管在放大器中起著把直流能量轉(zhuǎn)換為交流能量的作用；諧振回路是電子管的負(fù)載；電源供給電子管各電極電壓，它們共同保證電子管的正常工作。 放大器不失真的放大最小信號(hào)與最大信號(hào)電平的比值就是放大器的動(dòng)態(tài)范圍。實(shí)際運(yùn)用時(shí)，該比值使用 dB 來(lái)表示兩信號(hào)的電 平差，高保真放大器的動(dòng)態(tài)范圍應(yīng)大于 90 dB。 自然界的各種噪聲形成周?chē)谋尘霸肼暎車(chē)谋尘霸肼暫脱葑喑霈F(xiàn)的聲音強(qiáng)度相差很大，在通常情況下，將這個(gè)強(qiáng)度差稱(chēng)為動(dòng)態(tài)范圍，優(yōu)良 音響系統(tǒng) 在輸入強(qiáng)信號(hào)時(shí)不應(yīng)產(chǎn)生過(guò)載失真，而在輸入弱信號(hào)時(shí)，有不應(yīng)被自身產(chǎn)生的噪聲所淹沒(méi) ，為此好的 音響系統(tǒng) 應(yīng)當(dāng)具有較大的動(dòng)態(tài)范圍，噪聲只能盡量減少，但不可能不產(chǎn)生噪聲。 放大器有兩個(gè)主要電路：板極電路和柵極電路。板極電路包括并聯(lián)振蕩回路和直流板極電壓 Ea 的饋電電路。振蕩回路由電感 L電容 C1 和電阻 r 組成。電路中 C139。為高頻旁路電容， L139。為高頻阻流圈。在柵極電路中加入直流偏壓 Eg，一般 Ea 為負(fù)值。電路中 C239。和 L239。分別是柵極回路的高頻旁路電容和高頻阻流圈。 原理分析 知道前級(jí)送來(lái)的高頻激勵(lì)電壓為 ug=Ugcosω t 它加在柵極與陰極之間。其中，ug 是激勵(lì)電壓的瞬時(shí)值， Ug 是激勵(lì)電壓的振幅值， ω＝ 2πf是激勵(lì)電壓的角頻率， f是激勵(lì)電壓的頻率。 ui 為負(fù)半周時(shí)， V1 集電極信號(hào)為正半周， V V3 導(dǎo)通， V V5 截止。在信號(hào)電流流向負(fù)載 RL 形成正半周輸出的同時(shí)向 Co 充電，使 UCo=1/2UCC。 ui 正半周時(shí)， V1 集電極信號(hào)為負(fù) 半周， V V3 截止， V V5 導(dǎo)通。此時(shí)， Co上的 1/2UCC 與 V V5 形成放電回路，若時(shí)間常數(shù) RLC 遠(yuǎn)大于輸入信號(hào)的半周期，則電容上電壓基本不變，而流過(guò)管子和負(fù)載的電流仍由基極控制，這樣在負(fù)載上獲得負(fù)半周輸出信號(hào)，于是負(fù)載上獲得完整的正弦信號(hào)輸出。 功放的工作原理其實(shí)很簡(jiǎn)單， 就是將 音源 播 放的各種聲音信號(hào)進(jìn)行放大， 以推動(dòng)音箱發(fā)出聲 音。 從技術(shù)角度看，功放好比一臺(tái)電流的 調(diào)制器 ，它將 交流電 轉(zhuǎn)變對(duì) 直流電 ，然后受 音源 播放的 聲音信號(hào)控制， 將不同大小的電流， 按照不同的頻率傳輸給音箱， 這樣音箱就發(fā)同相應(yīng)大小、 相應(yīng)頻率的聲音了。 由于考慮功率、 阻抗 、失真、動(dòng)態(tài)以及不同的使用范圍和控制調(diào)節(jié)功能，不同的功放在內(nèi)部 的 信號(hào)處理 、線(xiàn)路設(shè)計(jì)和生產(chǎn)工藝上也各不相同。按當(dāng)前音響消費(fèi)的需求，民用音響中的功 放已基本定型為 兩大類(lèi)，即 純音樂(lè) 功放和 家庭影院 AV 功放。 純音樂(lè) 功放 純音樂(lè) 功放在設(shè)計(jì)上強(qiáng)調(diào)最低的信號(hào)失真，忠實(shí)地表現(xiàn)出音樂(lè)的場(chǎng)面、細(xì)節(jié)和演奏、錄制的 技巧以滿(mǎn)足人們對(duì)音樂(lè)的最佳欣賞要求，這就是人們常說(shuō)的 HIFI（ hifidelity，高保真） 。在 設(shè)計(jì)和生產(chǎn)上， 純音樂(lè)功放的要求極為嚴(yán)格。 純音樂(lè)功放品質(zhì)的 高低并不完全由它的技術(shù)指 標(biāo)所決定，不能簡(jiǎn)單地看它標(biāo)注的功率多少高， 頻響 多么寬，失真多么低，而應(yīng)該特別注重 其設(shè)計(jì)生產(chǎn)工藝和音樂(lè)的解晰力。 比如 技術(shù)指標(biāo) 并不太高的 膽機(jī) 就要比很多晶體管 功放聲音 好聽(tīng)。 、 AV 功放 一般來(lái)說(shuō)包括功放部分和 信號(hào)處理 部分。 其功放部分原理上與傳統(tǒng)功放沒(méi)有什么區(qū)別， 只不 過(guò)增加了幾個(gè)聲道， 也就是將幾個(gè)功放結(jié)合在了一起； 其信號(hào)控 制處理部分涉及信號(hào)的音頻、 視頻選擇、信號(hào)解碼處理、信號(hào) 聲場(chǎng) 處理以及收音、監(jiān)聽(tīng)等功能。 一般一臺(tái)高品質(zhì)的 AV 功放首先應(yīng)該在影視節(jié)目的 信號(hào)處理 上有較好的 聲場(chǎng) 還原， 聲道 隔離度要高，氣氛渲染也不能太夸張；其次在功放部分的音質(zhì)表現(xiàn)上，尤其是主聲道的音質(zhì) 要求盡量接近較好的純音樂(lè)功放。 功放的分類(lèi) 功放一般分為前級(jí)功放、 后級(jí)功放 與合并級(jí)功放，合并機(jī)就是把前級(jí)、后級(jí)集于一身的 機(jī)器。前級(jí)是用來(lái)把信號(hào)作初步放大、調(diào)節(jié)音量的；而后級(jí)則是把前級(jí)來(lái)的信號(hào)作大量放大 來(lái)推動(dòng) 揚(yáng)聲器 。 前級(jí)也分為有源及無(wú)源兩種。有源的前級(jí)是使用電源把 信號(hào)放大 ，而無(wú)源的前級(jí)就只 有調(diào)節(jié)音量的功效。 老實(shí)講， 現(xiàn)今成功的 無(wú)源前級(jí) 不多， 因?yàn)?音源 與后級(jí)的內(nèi)阻有很大分別， 只靠一個(gè)音量開(kāi)關(guān)把音源與后級(jí)連 接起來(lái)，內(nèi)阻的差別會(huì)使動(dòng)態(tài)、細(xì)節(jié)、頻應(yīng)盡失！有源的 前級(jí)除了調(diào)節(jié)音量外，還可作初部廣大及降低音源及后級(jí)間內(nèi)阻之別，即用作緩沖。 當(dāng)電路接好并將各電極電壓加上時(shí)，則在板極電路中就會(huì)出現(xiàn)受到柵極電壓控制的板流脈沖，脈沖波形如圖 2 所示。 ia 是周期性函數(shù)，由數(shù)學(xué)知識(shí)可知，它可用傅氏級(jí)數(shù)來(lái)表示，即 ia=Ia0+Ia1cosω t+Ia2cos2ω t+…+Iancosnω t 可見(jiàn)，板極電流等于直流分量 Ia0、一次諧波 (基波 )、二次諧波和其他高次諧波之和 。 圖 2脈沖波形 板極并聯(lián)諧振回路要調(diào)諧到激勵(lì)信號(hào)電壓的頻率，并且在實(shí)際情況下，振蕩回路的Q 值遠(yuǎn)大于 1(考慮到下級(jí)負(fù)載引入的電阻 )，即回路的諧振性很強(qiáng)。這樣，諧振回路對(duì)基波的阻抗很大，而且是純電阻性的，這就是我們熟知的諧振阻抗，一般用 Roe 來(lái)表示。板極回路的直流電阻，可以看成是短路的。同時(shí)，因?yàn)榛芈肥钦{(diào)諧到基波 ，對(duì)于高次諧波回路失諧很大，所以回路對(duì)于高次諧波也近似于短路。 這樣，板極電流通過(guò)回路時(shí)，在回路上所引起的只有基波電壓。輸出電壓不是脈沖形狀，而是和輸入激勵(lì)電壓一樣的波形。 具體分析 串聯(lián)偏置是說(shuō)電子器件，
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