【正文】 Q2 1 0 0 nm 1 0 0 nmV C C1 3 . 8 VV D D15VR14 .7 k ΩR21 .0 k ΩK e y = A45%R33 .3 k ΩL11 5 . 0 nHC28 pFC38 pFXFG1R450ΩC18 pFXMM1。 圖 示波器輸出波形 南華大學電氣工程學院 畢業(yè)設計（論文） 第 31 頁，共 79 頁 頻 譜分析儀輸出 波形為電路的 幅頻特性曲線 如圖 所示， 由 幅頻特性曲線 可以看出電路在 450MHz 時增益最大，往兩邊逐漸下降使電路的帶寬為100MHz。 Q2 1 0 0 u m 1 0 0 u mV C C1 3 . 8 VV D D9VR14 .7 k ΩR21 .0 k ΩK e y = A70%R33 .3 k ΩC18 p FL11 5 . 0 n HC28 p FC38 p FXFG1XSC1A BE x t T r i g++__+_C46 . 8 p FXBP1IN O U TR41 .0 k Ω 圖 仿真電路圖 Q3RD15HVF1R13 10kR14 12378L09GND1 2JP3 +GNDR1GNDGND南華大學電氣工程學院 畢業(yè)設計（論文） 第 30 頁，共 79 頁 圖 信號發(fā)生器參數(shù) 示波器 XSC1 顯示的 輸出波形如圖 ，輸出 波形的幅值為 6V。 圖 在 直流等效電路中，把所有電容都看成開路，所有電感都看成短路，只保留 電阻和晶體管，從而得到 RD15HVF1 功放 電路的直流等效 電路 如圖。板上可有散熱槽，可安裝散熱片，保證功放管正常工作。 圖 功放 電路 PCB 頂層 南華大學電氣工程學院 畢業(yè)設計（論文） 第 28 頁，共 79 頁 圖 功放電路 PCB 底 層 電源接口采用 穿針電容 ,具有非常好的高頻濾波效果。布局也采用直線布局法，信號線避免走彎線，減小了電磁輻射損耗。 南華大學電氣工程學院 畢業(yè)設計（論文） 第 27 頁，共 79 頁 R62kΩGNDD1LED12J1RF inputGNDR1118ΩR10270ΩR12270ΩGND GNDC12Q3RD15HVF1C4104C5102GND GNDR1310kΩ R14GND1 2 378L09GNDL2BeadC10104C11102C9102C6104GND GNDGND GND12JP2RF OutputGNDGND GND1 2JP3+GNDR1C78pFGNDL15T/3MM/C18pFC38pFC2104GND 圖 RD15HVF1 功放電路 為原理圖添加好與實際器件匹配的封裝后生成 PCB 圖，經過合理的布局布線后得到 PCB 圖如 頂層 圖 和底層圖 所示。 C C12 同 R R1 R12 為 Q3 輸入阻抗匹配， C12 同時還擔任輸入耦合的作用。 78L09 使電源電壓降到 9V，再通過電 阻調節(jié)提供柵極電壓，避免全部使用電阻分壓產生大量能量損耗 ，并能提供更平穩(wěn)的驅動電壓。 L2是大電感，做扼流圈使用， 與 C C9 、 C C11 一起構成濾波電路，防止高頻信號干擾電源，減少電源紋波。 L L2 在直流通路中相當于短路為 Q3 漏極與源極之間直接提供電源電壓。 通過調節(jié) R13 可以調節(jié) VDS，從而改變靜態(tài)工作點。 當輸入 、輸出 15W、電源 ， 輸入阻抗為 ，輸出阻抗 +。 RD15HVF1 的阻抗 特性如圖 RD15HVF1 阻抗圓圖所示， 圖 RD15HVF1 輸入輸出 阻抗圓圖 取其在 f=520MHz 和 f=175MHz 時的輸入輸出阻抗值得到表 。但同時對輸入功率也要求 也比較高，額定值在 （輸入輸阻抗都為 50Ω時） ，所以輸入級要加 功放 驅動 級 。故可求得輸入阻抗， ??? 9 6 1 mV7 1 =Z in （ 211） 圖 電流表電壓表讀數(shù) 末 級 功放電路設計 RD15HVF1 簡介 RD15HVF1 是一款 MOS FET 型 晶體管，它主要是為超高頻、甚高頻功率放大。 FV C C1 3 . 8 VXFG1XSC1A BE x t T r i g++__+_C21 . 0 181。 圖 電路的相頻特性 在電路中加入電壓表、電流表和功率計測電路的輸入阻抗和功率，測試電路如圖 。 圖 電路的幅頻特性 由圖 可以看到電路在 200MHz~1GHz 的范圍內 幅頻特性 曲線非常平滑穩(wěn)定 20dB。 圖 示波器的顯示 將圖 中的波形提取出來得到 圖 。（ 2）輸出與輸入波形的相位相差剛好 180 度 。 FXBP1IN O U T V ( p p ) : 1 . 29 V V ( rm s ) : 457 mV V ( dc ) : 1 . 58 mV F re q . : 450 M H z V ( p p ) : 200 mV V ( rm s ) : 70 . 7 mV V ( dc ) : 1 . 46 uV F re q . : 450 M H z 圖 仿真電路 打開電源后探針參數(shù)如 圖 所示，可以看到 輸入 Vi=200mV 時，輸出Vo=,增益 0 0 ??? （ 210） 圖 信號發(fā)生器輸 出 信號參數(shù) 信號發(fā)生器設置的參數(shù) 如圖 所示，示波器的輸出的波形如圖 。 南華大學電氣工程學院 畢業(yè)設計（論文） 第 21 頁，共 79 頁 2 S C 3 3 5 62 s c 3 3 5 6 aR1220ΩR2470ΩR3390ΩR456ΩR533ΩC11 . 0 181。首先在 Multisim 中找到所有需要元器件并設置好參數(shù)，然后 按照原理圖連接好電路，按要求放置電源和地及所需的儀器 ，并在輸入輸出放置探針，便于觀測參數(shù)。圖 是參考射頻 PCB， 全部采用小 尺寸的貼片封裝，信號線使用直線并由覆地面包圍，電路板兩面覆地并多點接地 。由 圖 與 噪聲 的 關系 圖可知在 50MHz到1000MHz范圍內噪聲功率在 3dB到 4dB左右。 圖 是它的封裝圖和引腳功能， AH101 的電學參數(shù)如表 所示，可見其工作頻率范圍 501500MHz ，增益一般為 。優(yōu)越的散熱設計 使它的 OIP3 達 到 + 45dBm 工作在溫度為 + 85℃ 時。 (3)AH101 簡介 AH101 是中等功率增益塊提供了很好的動態(tài)范圍使用一個低成本的表面的包裝。 一般 參數(shù) ： 類別： NPN硅通用晶體管 ； 集電極 發(fā)射極電壓 VCEO： 1 2V； 集電極 基極電壓 VCBO:20V； 發(fā)射極 基極電壓 VEBO: ； 集電極直流電流IC:100mA ； 總耗散功率 （ TA=25℃ ） Ptot:225mW ； 工作結溫 Tj:150℃ ； 貯存溫度 Tstg:65~150℃ ；極性： NPN 型 ；結構：擴散型； 材料：硅 （ Si） ； 封裝材料：塑料封裝。具有高功率增益、低噪聲特性、大動態(tài)范圍和理想的電流特性。射頻扼流圈對直流相當于短路，對射頻信號相當于開路防止射頻信號泄實際中一般用電感來代替射頻扼流圈能夠起到相同的作 用。良好的直流偏置設計目標是選擇適當?shù)撵o態(tài)工作點，并在晶體管參數(shù)和溫度變化的范圍內，保持靜態(tài)工作點的恒定。本設計采用技術參數(shù)給定的第一級 射極跟隨器 器 （ Vb=， Ve=738mV） ，第二級放大器 （ n=9 V， d=200mA） 。 圖 驅動級電路圖 R6 2KGNDD1 LED1 2J2 POWERC2 104C7104C8102GNDGND12J1RF inputGNDVin1GND2Vout3U1 780912J3 RF outGNDL1 BeadC4 103L3 220nH123IC1AH101GNDC13 104C14 102GNDGNDC3 104R8 18R7 270R9 270GNDGND+C910uFC10 102GNDGNDGNDC6 104GNDGNDC1 104L2 220nH+C11 22uFC12 104GNDGNDQ1 2SC3356Q2 2SC3356R1 470 R2 390R4 220R3 56R5 GNDGNDGND南華大學電氣工程學院 畢業(yè)設計（論文） 第 17 頁，共 79 頁 由圖 驅動級電路 原理 圖 ，經過仔細的布局布線后生成驅動級電路如圖 所示。由以上敘述可以看出系統(tǒng)驅動級功率放大器 的設計與實現(xiàn)作為整個功放系統(tǒng)的驅動級，其好南華大學電氣工程學院 畢業(yè)設計（論文） 第 16 頁，共 79 頁 壞直接決定了整個功放系統(tǒng)的性能。如果驅動級的增益不夠會導致對末級功率放大器的增益指標要求更加苛刻。 驅動級電路 驅動級功放位于壓控 振蕩器 和末級功放之間。 圖 ADL5330 的 電路原理 圖 功放 電路 的設計 本題 所采用的 功放 電路 由 四 級構成， 第一級由 1 個 2SC3356 構成的射級跟隨器，第二級由 2SC3356 構成的共射級放大器，第三級是由 高頻管 AH101 構成的射頻放大， 第四級是壓控放大器， 最后一級是由射頻 MOSFET 功率晶體管RD15HVF1 構成的大功率功放。 L L2 是隔離電感和去耦電容 C1 C13，南華大學電氣工程學院 畢業(yè)設計（論文） 第 15 頁，共 79 頁 避免放大后的信號經電源影響其他電路。 本電路采用單端輸入輸出 ，即 P P5 接地。 由這些數(shù)據(jù)，便可以確定增益控制電壓 VGain 與增益 Gain 的關系，從而建立起 D/A 數(shù)據(jù)與增益的關系。增 益寬范圍為 ?34dB 至 + 22 dB（工作在 900MHz 時）， 對應的控制電壓范圍為 到 ， 增益控制精度20 mV /dB。其輸入阻抗和輸出阻抗都為 50Ω。 具有高線性度（ OIP3 =31dBm 900MHz） （ 注 ： OIP3 是輸出 3 階截獲點，是衡量功放的線性度的指標，兩個參數(shù)之間的差就是功放的增益，參數(shù)數(shù)值越高，線性度越好 ） 。 南華大學電氣工程學院 畢業(yè)設計（論文） 第 13 頁，共 79 頁 壓控放大器 ADL5330 簡介 ADL5330 是工作頻率為 10Hz 至 3GHz 的壓控放大 /衰減器 。 ⑤ 其他雜散分量，包括時鐘泄漏，時鐘相位噪聲的影響等。 ④ D/A 轉換器的各種非線性誤差形成的雜散頻率分量，其中包括諧波頻率分量，它們在 N 頻率處。這是由正弦波的 ROM 表樣點數(shù)有限而造成的。 ② D/A 的字寬決定了它的分辨率，它所決定的雜散噪聲分量，滿量程時，對信號的信噪比影響可表示為 S/D+N=+ dB （ 29） 其中 B 為 D/A 的字寬，所用的 DDS 有 10 位的 D/A，信噪比可達到 60dB 以上。 DDS 信號是由正弦波的離散采樣值的數(shù)字量經 D/A 轉換 為階梯形的模擬波形的。 (3) 失真與雜波：可用輸出頻率的正弦波能量與其他各種頻率成分的比值來描述。本題要求頻率按 100Hz 步進，但實際上可以達到小于 1Hz 的步進。 (2) 頻率的值的精度，決定于 DDS 的相位分辨率。 如果已知輸出頻率，可以由下式算得控制字： outout ffF T W 0 0 0 0 0 0 0232 ???? （ 28） 信號質量 (1) 頻率穩(wěn)定度，等同于其時鈡信號的穩(wěn)定度。振蕩源信 號經過 4~20 倍頻 （ 可程序控制 ） 后，作為系統(tǒng)時鐘。 系統(tǒng)要求產生 400MHz到 500MHz 的頻率范圍，頻率步進為 100kHz，可知，用該芯片可以很好地實現(xiàn)。C 工業(yè)溫度范圍 。 AD9858 的額定工作溫度范圍為 –40176。此外還提供一個片內模擬混 頻器，適合同時擁有 DDS、 PLL 和混頻器的應用，如頻率轉換環(huán)路、調諧器等。頻率調諧和控制字以并行（ 8 位）或串行加載格式載入 AD98