【正文】 功放稱為諧振功放。根據(jù)放大器電流導(dǎo)通角 θ c 的范圍可分為甲類、乙類、丙類和丁類等功放。電流導(dǎo)通角 θ c 越小放大器的效率越高。如丙類功放的 θ c 小于 900。 丙類功放通常作為發(fā)射機(jī)的末級(jí)，以獲得較大的輸出功率和較高的功率。丙類諧振功率放大器原理圖 就可以看出。 如圖 34 所示。 圖 34 丙類功放 諧振功率放大器的特點(diǎn)： 1） 放大管是高頻大功率晶體管，能承受高電壓和大電流 。 20 2） 輸出端負(fù)載回路為調(diào)諧回路，既能完成調(diào)諧選頻功能，又能實(shí)現(xiàn)放大器輸出端負(fù)載的匹配。 圖 35 功率放大器各分壓與電流的關(guān)系 3） 輸入余弦波時(shí)，經(jīng)過放大，集電極輸出電壓是余弦脈沖波形。功率放大器各分壓與電流的關(guān)系如圖 35 所示。 由于晶體管工作在丙類狀態(tài)，晶體管集電極電流是一個(gè)周期性的余弦脈沖 。由傅立葉級(jí)數(shù)可知，一個(gè)周期性函數(shù)可以分解為許多余弦波（或正弦波）的疊加 。可以將電流分解為 iC (t ) = I c 0 + I c1mCosωt + I c 2 mCos 2ωt ? ? ? + I mCosnωt + ? ? ? ? ? （ 54） I c 0 I c1m I c 2m I m分別為集電極電流的直流分量、基波分量以及各高次諧波分量的振幅 在對(duì)諧振功率放大器進(jìn)行分析與計(jì)算時(shí)，關(guān)鍵在于直流分量和基波分量等前面幾項(xiàng)利用周期函數(shù)傅立葉級(jí)數(shù)的公式，可以求出 下 式 中 直流分量及各次諧波分量 21 下面僅列出前面幾項(xiàng)的表達(dá)式 只要知道電流脈沖的最大值和通角即可計(jì)算出直流分量、基波分量及各次諧波分量 的 變化趨勢(shì)是諧波次數(shù)越高 ，其振幅越小。因此，在諧振放大器中只需研究直流功率及基波功率。 放大器集電極直流電源提供的直流輸入功率為 諧振功放集電極輸出回路輸出功率等于基波分量在諧振電阻 RP 上的功率為 集電極的功耗為 放大器集電極能量裝換效率等于輸出功率與電源供給功率之比 22 甲類狀態(tài)， θ c ＝ 180， η＝ 50％ 乙類狀態(tài)， θ＝ 90， η＝ ％ 丙 類 狀 態(tài) ， θ c ＝ 60 ， η＝ 89％ 由此可見放大器 工作在丙類狀態(tài)時(shí)，效率最高 。 單元電路選擇 單元電路的選擇 電路 根據(jù)設(shè)計(jì)要求與參數(shù)計(jì)算設(shè)計(jì)的一級(jí)甲類諧振放大器如圖 46所示。通過選定基極偏置電阻值等方面使晶體管 Q1 工作在甲類狀態(tài)，其中 L、 C CR6 構(gòu)成選頻回路，通過調(diào)節(jié)可調(diào)電容 C3 使調(diào)諧回路選出與輸入信號(hào)源相同的頻率，在調(diào)諧回路中并聯(lián)一電阻 R，減小回路品質(zhì)因數(shù)從而加寬通頻帶。 23 圖 36 一級(jí)甲類諧振放大器 為了提高增益，本次電路采用了兩級(jí)甲類放大，其級(jí)聯(lián)的單元電路如圖 37 所示。選頻回路參數(shù)選擇 一致。采用級(jí)聯(lián)的方式是犧牲通頻帶來換取高的電壓增益的。 圖 37兩級(jí)甲類放大 24 由上述丙類功放參數(shù)計(jì)算結(jié)果結(jié)合丙類功放的理論知識(shí)設(shè)計(jì)的單元電路如圖 38 所示。 圖 38 丙類功放 第四章 高頻諧振放大器電路 整體電路 設(shè)計(jì)的總體電路圖如圖 41 所示， 25 圖 41 總體電路圖 第五章 電路的仿真 multisim 軟件簡(jiǎn)介 隨著 計(jì)算機(jī)技術(shù)飛速發(fā)展，電路設(shè)計(jì)可以通過計(jì)算機(jī)輔助分析和仿真技術(shù)來完成。計(jì)算機(jī)仿真在教學(xué)中的應(yīng)用，代替了大包大攬的試驗(yàn)電路，大大減輕驗(yàn)證 26 階段的工作量；其強(qiáng)大的實(shí)時(shí)交互性、信息的集成性和生動(dòng)直觀性，為電子專業(yè)教學(xué)創(chuàng)設(shè)了良好的平臺(tái)，并能保存仿真中產(chǎn)生的各種數(shù)據(jù)，為整機(jī)檢測(cè)提供參考數(shù)據(jù)，還可保存大量的單元電路、元器件的模型參數(shù)。采用仿真軟件能滿足整個(gè)設(shè)計(jì)及驗(yàn)證過程的自動(dòng)化。 Multisim(虛擬電子實(shí)驗(yàn)室 ) 軟件是一個(gè)專門用于電子線路仿真與設(shè)計(jì)的 EDA 工具軟件。作為 Windows 下運(yùn)行的個(gè)人桌面電子設(shè)計(jì)工具 ， Multisim 是一個(gè)完整的集成化設(shè)計(jì)環(huán)境。 仿真波形 輸入信號(hào)波形 輸入波形信號(hào)如圖 51 所示，由仿真示波器可以看到輸入信號(hào)是一個(gè)頻率為 ，峰峰值為 的正弦波信號(hào)。 圖 51 輸入波形 一級(jí)甲類放大波形 經(jīng)過第一級(jí)甲類放大器后輸出波形如圖 52 所示，其峰峰值增大到 589mv，將輸入信號(hào)電壓放大了。 27 圖 52 一級(jí)后波形 經(jīng)過兩級(jí)放大 后電壓增益提高了，峰峰值變?yōu)? ，如圖 53 所示。 圖 53 兩級(jí)放大波形 28 信號(hào)最終經(jīng)過丙類放大器放大，提高其功率與效率，仿真波形如圖 54 所示。 54 最后輸出波形 結(jié)果分析 由于高頻放大器有甲類，丙類。將上述單元電路按圖 212 所示電路進(jìn)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(jìn)行逐級(jí)調(diào)整并級(jí)聯(lián)。仿真調(diào)試觀察波形時(shí)，用一示波器各探頭逐一接一、二、三級(jí)輸出，逐級(jí)調(diào)試。 在調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)稍微修改輸入信號(hào)參數(shù)就會(huì)影響輸出波形質(zhì)量，經(jīng)與同學(xué)討論可能有以下兩方面原因：一方面可能是靜態(tài)工作點(diǎn)的設(shè)置問題，這就需要對(duì)電路再進(jìn)行靜態(tài)工作點(diǎn)的測(cè)量分析，另一方面可能是選頻、濾波回路 L、 C 等參數(shù)設(shè)置的影響，這個(gè)問題需要進(jìn)一步進(jìn)行測(cè)試驗(yàn)證。 由仿真結(jié)果及觀察波形可知，所設(shè)計(jì)的高頻功率放大器基本滿足了設(shè)計(jì)任務(wù)要求。經(jīng)過第一第二級(jí)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(yàn)證了理論知識(shí)的正確性和設(shè)計(jì)方法的可行性。 29 結(jié)束及致謝 30 參考文獻(xiàn) 1，模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) 簡(jiǎn)明教程 第三版 楊素行，高等教育出版社； 2，高頻電子線路 申功邁 鈕文良； 3，電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù) 陳松 金鴻 Multisi m2022 amp。 Protel99 se[M ]. 南京 :東南大學(xué)出版社 , 2022 ； 4，電子電路實(shí)驗(yàn)及仿真 [M ]. 2版 . 2022 . 莊海軍 (19742 ) ,男 ,講師 ,工程師 ,主要研究方向?yàn)殡娮蛹夹g(shù)及其應(yīng)用； 5.《關(guān)于 MULTISIM 仿真技術(shù)的研究》 上海工程技術(shù)大學(xué)期刊 6.《 MULTISIM 仿真教程》 31 附錄：元器件清單 32