【正文】 容 C2 組成甲類功率放大器，工作在 線性放大狀態(tài)。甲類功率放大器的輸出信號作為丙類功率放大器的輸入信號，丙類功率放大器作為發(fā)射機末級功率放大器以獲得較大的輸出功率和較高的效率。對電路設(shè) 計要求如下：工作頻率為 MHz,要求帶寬為 ，輸出功率為不小于 20W。 圖 331 高頻功率放大器電路原理 計算機仿真 1．對功率放大器的要求 功率放大器是通過將直流輸入功率轉(zhuǎn)換化為交流功率輸出，以提高發(fā)射信號能量，便于接收機接收的電路，因而要求輸出功率大、效率高，同時，輸出中的諧波分量應(yīng)該盡量小，以免對其他頻道產(chǎn)生干擾。綜上所述可見，高頻功率放大器與低頻功率放大器的共同之點是要求輸出功率大，效率高；它們的 不同之點則是二者的工作頻率與相對頻寬不同，因而負載網(wǎng)絡(luò)和工作狀態(tài)也不同。近年來，寬頻帶發(fā)射機的各中間級還廣泛采用一種新型的寬帶高頻功率放大器，它不采用選頻網(wǎng)絡(luò)作為負載回路，而是以頻率響應(yīng)很寬的傳輸線作負載。因此，高頻功率放大器一般都采用選頻網(wǎng)絡(luò)作為負載回路。例如，調(diào)幅廣播電臺（ 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，則相對頻寬只相當于中心頻率的百分之一。因此它們都是采用無調(diào)諧負載，如電阻、變壓器等。低頻功率放大器的工作頻率低，但相對頻帶寬度卻很寬。我們已經(jīng)知道，在低頻放大電路中為了獲得足夠大的低頻輸出功率，必須采用低頻功率放大器，而且低頻功率放大器也是一種將直流電源提供的能量轉(zhuǎn)換為交流輸出的能量轉(zhuǎn)換器。如果在電路上加以改進，使電子器件在通斷轉(zhuǎn)換瞬間的功耗盡量減小，則工作頻率可以提高。除了以上幾種按電流流通角來分類 的工作狀態(tài)外，又有使電子器件工作于開關(guān)狀態(tài)的丁類放大和戊類放大。但丙類放大器的電流波形失真太大，因而不能用于低頻功率放大，只能用于采用調(diào)諧回路作為負載的諧振功率放大。丙類工作狀態(tài)的輸出功率和效率是三種工作狀態(tài)中最高者。；丙類放大器電流的流通角則小于 180176。適用于小信號低功率放大。在“低頻電子線路”課程中已知， 放大器可以按照電流導(dǎo)通角的不同，將其分為甲、乙、丙三類工作狀態(tài)。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變壓器或其他寬帶匹配電路，因此又稱為非調(diào)諧功率放大器。 高頻功率放大器 高頻功率放大器的工作原理 高頻功率放大器用于發(fā)射機的末級，作用是將高頻已調(diào)波信號進行功率放大，以滿足發(fā)送功率的要求，然后經(jīng)過天 線將其輻射到空間，保證在一定區(qū)域內(nèi)的接收機可以接收到滿意的信號電平，并且不干擾相鄰信道的通信。 R 較小的時候，頻率較大，根據(jù)公式RCf 62 10 ??可知， f0與 R 成反比。 仿真結(jié)果如圖 325 所示。 T 選頻網(wǎng)絡(luò)正弦波振蕩器如圖 324 所示。 （ 4）振蕩回路元件選擇 從穩(wěn)頻出發(fā)，振蕩回路中電容 C 應(yīng)盡可能大，但 C 過大，不利于波段工作；電感 L寧夏大學(xué)新華學(xué)院本科學(xué)位論文 14 也應(yīng)盡可能大，但 L 大后，體積大，分布電容 大， L 過小，回路的品質(zhì)因數(shù)過小，因此應(yīng)合理地選擇回路的 C、 L。 （ 3）直流饋電線路的選擇 為保證振蕩器起振的振幅條件，起始工作點應(yīng)設(shè)置在線性放大區(qū)；從穩(wěn)頻出發(fā)，穩(wěn)定狀態(tài)應(yīng)在截止區(qū)，而不應(yīng)在飽和區(qū)（因為飽和區(qū)的輸出阻抗較?。?，否則回路的有載品質(zhì)因數(shù) QL將降低。通常選擇fT (3～ 10)f1max。 在中、短波收音機中，為簡化電路常用變壓器反饋振蕩器做本地振蕩器。 在短波范圍：電感反饋振蕩器、電容反饋振蕩器都可以采用。 計算機仿真 1．各元件選擇 （ 1）振蕩器電路選擇 LC 振蕩器一般工作在幾百千赫茲至幾百兆赫茲范圍。 圖 323 雙 T 選頻網(wǎng)絡(luò)原理圖 振蕩頻率 ： RCf 510 ? （ 322） 起振條件 ： 239。 振蕩頻率：起振條件： |A|＞ 3 電路特點：可方便地連續(xù)改變振蕩頻率，便于加負反饋穩(wěn)幅，容易得到良好的振蕩波形。 頻率范圍：幾赫～數(shù)十千赫。若用 R、C 元件組成選頻網(wǎng)絡(luò)，就稱為 RC 振蕩器，一般用來產(chǎn)生 1Hz～ 1MHz 的低頻信號。 由于 負載電阻影響了單調(diào)諧回路的諧振阻抗，直接造成諧振阻抗高諧振峰值也高也即增益高、諧振曲線陡峭也即通頻帶寬帶變窄；反之，諧振阻抗低諧振峰值也低也即增益低、諧振曲線平緩也即通頻帶寬帶變寬。 （ 3）將電阻 R3分別改成 2kΩ和 470Ω，重復(fù)上述實驗，并將結(jié)果填入表 312 中，比較它們的通頻帶。輸入信號取 、 80mV，按表 312中 R3=10kΩ時進行測試，并將結(jié)果填入表中。 圖 3112 仿真測試電路 寧夏大學(xué)新華學(xué)院本科學(xué)位論文 11 （ 2）打開仿真開關(guān)，雙擊虛擬波特儀圖標，可以從波特儀的放大面板屏幕上觀察到調(diào)諧放大器的幅頻特性曲線，如圖 3113所示，波特儀的放大面板右面各欄參數(shù)參 照圖設(shè)置，拉出屏幕上的讀數(shù)指針到曲線所在位置，可以從屏幕下方讀出調(diào)諧放大器的諧振頻率約為 左右，增益為 左右。 （ 9） 根據(jù)表 311 中的數(shù)據(jù)，在同一坐標紙上畫出不同工作點（ IcQ≈ IEQ） 時的 Ui～Uo動態(tài)范圍曲線，并進行比較和分析。 寧夏大學(xué)新華學(xué)院本科學(xué)位論文 10 圖 3111 仿真電路（三） 表 311 調(diào)諧放大器輸出電壓測試（一 ） Ui（ mV） 20 30 40 50 80 100 200 500 800 Uo（ V） R3=1kΩ R3=500Ω R3=2kΩ （ 7）逐漸加大函數(shù)信號發(fā)生器信號，如表 311 所示，將每次讀得的虛擬萬用表顯示的交流電壓數(shù)據(jù)填入表 311中。 圖 3110 仿真電路（二） （ 6）將虛擬萬用表改接到輸出端，在輸入端接上虛擬函數(shù)信號發(fā)生器，并將其設(shè)置成 、 20mVp 的正弦波，如圖 3111 所示。 圖 318 調(diào)出三只電感 （ 4）調(diào)出其他對應(yīng)元件，整 理后，在電子平臺上組建仿真電路，如圖 319 所示?！焙汀?470181。 圖 317 修改可變電容器參數(shù) （ 3）單擊元件工具條上的“ Place Basic”按鈕，從彈出的“ Select a Component”對話框的“ Family”欄中選取“ INDUCTOR”，再在“ Component”欄中分別選取“ 12181。 315 單調(diào)諧放大電路的增益特性曲線 計算機仿真 1．測調(diào)諧放大電路的動態(tài)范圍 曲線 Ui～ Uo（在諧振點） （ 1）單擊元件工具條上的“ Place Basic”按鈕，從彈出的“ Select a Component”對話框的“ Family”欄中選取“ VARIABLE–CAPACITOR”，再在“ Component”欄中選取“ 30p”，如圖 316 所示，最好單擊對話框右上角的“ OK”按鈕，將可變電容調(diào)出。因此，可得到放大器的寧夏大學(xué)新華學(xué)院本科學(xué)位論文 7 增益頻率特性為： 20..211???????? ???ffQAATuou （ 312） 式中， QT 為 LC 并聯(lián)諧振回路考慮到負載及晶體管參數(shù)影響后的有載品質(zhì)因數(shù)，0fff ??? 為回路的絕對失調(diào)量。由圖 314 可得： Tmi GnngUUuoA21..0. ??? （ 311） 當輸入信號頻率不等于諧振回路諧振頻率 f0 時，回路失諧，輸出電壓下降，電壓增益也下降。 寧夏大學(xué)新華學(xué)院本科學(xué)位論文 6 圖 312 單調(diào)諧放大電路交流等效電路 圖 313 單調(diào)諧放大電路模型（一） 圖 314 單調(diào)諧放大電路模型（二） 圖中 GP=PR1 為諧振回路空載電導(dǎo)， GL=LR1 。由圖 313 可知，自耦變壓器的匝比 n1=1213NN ，初、次級間的匝比 n1=4513NN 。 圖中， Gi、 Ci分別為晶體管的輸入電導(dǎo)和輸入電容， Gm為晶體管的跨導(dǎo)， Gm≈ mVmAIEQ26 ，G0、 C0分別為晶體管的輸出電導(dǎo)和輸出電容。 圖 312 所示為單調(diào)諧放大電路的 交流等效電路。 圖 311 晶體管單調(diào)諧回路諧振放大電路 圖中 Rb Rb Re、 L11和 VCC構(gòu)成分壓式電流負反饋直流偏置電路，以保證晶體管工作在甲類狀態(tài)。 圖 311 所示為常用晶體管單調(diào)諧回路諧振放大電路。 寧夏大學(xué)新華學(xué)院本科學(xué)位論文 5 3 高頻單元電路的建模與計算機仿真分析 調(diào)諧放大器 調(diào)諧放大器的工作原理 由 LC 調(diào)諧回路作為選頻網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的諧振放大電路，被廣泛的應(yīng)用在通信設(shè)備的接收機中，用來選出有用頻率信號而抑制無用 信號。 6． multisim 10 可以作為一個完整的包括 Ultiboard 10 和 NI LabVIEW SignalExpress的集成設(shè)計與測試的平臺進行訂購。 4． multisim 10 和 Ultiboard 10 退出了很多專業(yè)設(shè)計特性，主要是高級仿真工具 、 增強的元器件庫和擴展的用戶社區(qū)。 2．工程師們可以使用 multisim 10 交互式地搭建電路原理圖，并對電路行為進行仿真。 multisim 10 軟件介紹 對所設(shè)計的電路進行模擬和調(diào)試的電子電路軟件。 計算機仿真是用計算機科學(xué)和技術(shù)的成果建立被仿真的系統(tǒng)的模型，并在某些實驗條件下對模型進行動態(tài)實驗的一門綜合性技術(shù)。它是一種描述性技術(shù)，是一種定量分析方法。 計算機仿真技術(shù)和用于仿真的計算機（簡稱仿真機）都應(yīng)充分反映上述的仿真的特點及滿足仿真工作者的需求。 寧夏大學(xué)新華學(xué)院本科學(xué)位論文 4 模型對系統(tǒng)某一層次特性的抽象描述包括：系統(tǒng)的組成；各組成部分之間的靜態(tài)、動態(tài)、邏輯關(guān)系；在某些輸入條件下系統(tǒng)的輸出響應(yīng)等。 仿真方法：傳統(tǒng)的仿真方法是一個迭代過程，即針對 實際系統(tǒng)某一層次的特性（過程），抽象出一個模型，然后假設(shè)態(tài)勢（輸入），進行試驗，由試驗者判讀輸出結(jié)果和驗證模型，根據(jù)判斷的情況來修改模型和有關(guān)的參數(shù)。仿真是一個相對概念，任何逼真的仿真都只能是對真實系統(tǒng)某些屬性的逼近。 仿真的定義 仿真是對現(xiàn)實系統(tǒng)的某一層次抽象屬性的模仿。這包括查看現(xiàn)有的數(shù)據(jù)模型和進程，以確定它們是否可被重復(fù)使用，并創(chuàng)建新數(shù)據(jù)模型和進程，以滿足應(yīng)用程序的獨特要求。例如，計算機輔助設(shè)計 (CAD) 程序可在屏幕上生成物體，使用方程式產(chǎn)生直線和形狀，依據(jù)它們相互之間及與所在的二維或三維空間的關(guān)系精確放置。例如，電子表格程序可以 用來處理財務(wù)數(shù)據(jù)，代表公司的行為；開發(fā)商業(yè)計劃；評估公司經(jīng)營改變可能造成的影響。 高頻電路主要有高頻小信號放大器，高頻功率放大器，正弦波振蕩器，調(diào)幅、檢波與混頻，角度調(diào)制與解調(diào)以及反饋控制電路。高頻電路中使用的元器件與低頻電路中使用的元器件頻率特性是不同的。 研究方法 依靠 Multisim 軟件實現(xiàn)對常用高頻電路的仿真 ，并對其結(jié)果 進行分析，并利用結(jié)果研究調(diào)幅收音機的工作原理。 預(yù)期內(nèi)容和目標 本設(shè)計 主 要依靠 Multisim 軟件實現(xiàn)對常用高頻電路的仿真 ，分別有調(diào)幅與解調(diào) 、 正弦波放大器 、 調(diào)諧 放大器、 高頻功率放大器 、 混頻器， 以 Multisim 為基本工具對常用高頻電路的基本特性進行描述和分析 ， 論證這些高頻電路的合理特性。隨著電子技術(shù)的高速發(fā)展 ,新技術(shù)和新方法不斷涌現(xiàn)這就要求我們要與時俱進地掌握新的學(xué)習(xí)方法和手 段。并且在移動通訊和光通訊系統(tǒng)中 ,高頻技術(shù)仍然是瓶頸。另外 ,高頻電子線路在計算機技術(shù)領(lǐng)域也有廣泛應(yīng)用 ,在當今高速數(shù)字信號系統(tǒng)中 ,為了傳輸、處理高速、大容量的數(shù)字信號 ,不但要求電路的工作頻率越來越高 ,而且系統(tǒng)的通頻帶變得更寬。首先隨著電子技術(shù)器件的發(fā)展，尤其是近年來超大規(guī)模集成電路芯片的迅猛發(fā)展，為計算機技術(shù)的發(fā)展奠定了硬件基礎(chǔ)，反過來，先進的計算機技術(shù)又為電子技術(shù)提供了廣闊的發(fā)展空間，特別是近年來，世界上許多計算機軟件公司紛紛推出專用于電子電路虛 擬仿真的軟件，給我們學(xué)習(xí)電子技術(shù)帶來了極大的方便，當你學(xué)會和掌握了一款優(yōu)秀的電子仿真軟件，就相當于你擁有了一件具有世界先進水平的實驗室，電子元器件種類豐富，虛擬儀器品