【正文】 隨 Ubm的變化特性 3)Ucm、 Ico、 Icm1的變化特性 如圖 212 所示 10 圖 212 Ucm、 Ico、 Icm1的變化特性 諧振功率放大器的構(gòu)成 諧振功放的集電極饋電電路，應(yīng)保證集電極電流 ic中的直流分量 Ic0只流集電極直流電源 VCC(即：對直流而言， VCC應(yīng)直接加至晶體管 c、 e兩端 )，以便直流電源提供的直流功率全部交給晶體管；還應(yīng)保證諧振回路兩端僅有基波分量壓降(即：對基波而言，回路應(yīng)直接接到晶體 c ,e 兩端 )，以便把變換后的交流功率傳送給回路負載；另外也應(yīng)保證外電路對高次諧波分量 i呈現(xiàn)短路，以免產(chǎn)生附加損耗。第一，基極電流中的直流分量 IB0只流過基極偏置電源 (即 VBB直接加到 晶體管 b ,e 兩端 )。 以圖 314 示意說明 圖 214 基極饋電電路的構(gòu)成原則 a 直流通路 b 基波通路 輸入端的直流饋電電路和匹配網(wǎng) 丙類諧振功率放大器的電路包含有 : 絡(luò) 輸出端的直流饋電電路和匹配網(wǎng) 絡(luò) 丙類諧振功率放大器的直流饋電 電路 直流饋電電路是指把直流電源饋送到晶體管各極的電路。 輸入和輸出匹配網(wǎng)絡(luò)在諧振功率放大器中的連接情況如圖 420 所示。對于輸出匹配網(wǎng)絡(luò)，在求它具有濾波和阻抗變換功能，即濾除各次分量，使負載上只有基波電壓；將外接負載 RL 變換成諧振功放所要求的負載電阻 R，以保證放大器輸出所需的功率。對于輸入匹配網(wǎng)絡(luò)，要求它把放大器的 輸入阻抗變換為前級信號源所需的負載阻抗，使電路能從前級信號源獲得盡可能大的激勵功率。 2. 參數(shù)計算 15 1） 甲類諧振放大器參數(shù)計算 依設(shè)計技術(shù)指標要求，考慮高頻放大器應(yīng)具有的基本特性 ,可采用共射晶體管單調(diào)諧回路諧振放大器，設(shè)計參考電路見 下圖 所示。 設(shè)計電路中 取 I c = ，設(shè) Re = 1K? 。 （ 3） 求電感線圈 N2 與 N1 的匝數(shù)： 根據(jù)理論推導，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 Lm 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 LO ，再用下面的公式求出系數(shù) K 值： K = Lo / N o2 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。由此可確定 K = LO / N O 2=2 10?6/ 102=2 10?8 要得到 4uH 的電感，所需匝數(shù)為 N= = =14 匝 最后再按照接入系數(shù)要求的比例，來繞變壓器的初級抽頭與次級線圈的匝數(shù)。旁路電容 Ce 、 C C4 的取值一般為 ，濾波電感的取值一般為 220330uH。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 C R6 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源相同的頻率，在調(diào)諧回路中并聯(lián)電阻 R，減小回路品質(zhì)因數(shù)從而加寬通頻帶 17 圖 32 一級甲類諧振放大器 為了提高增益，本次電路采用了兩級甲類放大，其級聯(lián)的單元電路如圖 33 所 示。采用級聯(lián)的方式是犧牲通頻帶來換取高的電壓 增益 的。因欠壓狀態(tài)效率低，而過壓狀態(tài)嚴重失真，諧波分量大，為盡可能兼顧輸出大功率、高效率，一般選用臨界狀態(tài)，其電流流通角 θ c 在 60 — 90 范圍。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)。設(shè)功放的輸出功率為 。 H ，電容 C 為 259 pF 高頻電路的電源去耦濾波網(wǎng)絡(luò)通常采用 π 型 LC 低通濾波器， 前者 濾波電感 可按經(jīng)驗取 50～ 100μH ， 后者 濾波電感一般取 H。常用寬帶變壓器有用高頻磁芯繞制的高頻變壓器和傳輸 線變壓器。 利用選頻網(wǎng)絡(luò)作為負載回路的功放稱為諧振功放。電流導通角 θ c 越小放大器的效率越高。 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。 如圖 34 所示。 20 2） 輸出端負載回路為調(diào)諧回路，既能完成調(diào)諧選頻功能，又能實現(xiàn)放大器輸出端負載的匹配。功率放大器各分壓與電流的關(guān)系如圖 35 所示。由傅立葉級數(shù)可知，一個周期性函數(shù)可以分解 為許多余弦波（或正弦波）的疊加 。因此，在諧振放大器中只需研究直流功率及基波功率。 單元電路選擇 單元電路的選擇 根據(jù)設(shè)計要求與參數(shù)計算設(shè)計的一級甲類諧振放大器如圖 46所示。 23 圖 36 一級甲類諧振放大器 為了提高增益，本次電路采用了兩級甲類放大，其級聯(lián)的單元電路如圖 37 所示。采用級聯(lián)的方式是犧牲通頻帶來換取高的電壓增益的。 圖 38 丙類功放 第四章 高頻諧振放大器電路 設(shè)計的總體電路圖如圖 41 所示， 25 圖 41 總體電路圖 第五章 電路的仿真 multisim 軟件簡介 隨著計算機技術(shù)飛速發(fā)展，電路設(shè)計可以通過計算機輔助分析和仿真技術(shù)來完成。采用仿真軟件能滿足整個設(shè)計及驗證過程的自動化。作為 Windows 下運行的個人桌面電子設(shè)計工具， Multisim 是一個完整的集成化設(shè)計環(huán)境。 圖 51 輸入波形 一級甲類放大波形 經(jīng)過第一級甲類放大器后輸出波形如圖 52 所示，其峰峰值增大到 589mv，將輸入信號電壓放大了。 圖 53 兩級放大波形 28 信號最終經(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。將上述單元電路按圖 212 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)。在調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)稍微修改輸入信號參數(shù)就會影響輸出波形質(zhì)量，經(jīng)與同學討論可能有以下兩方面原因：一方面可能是靜態(tài)工作點的設(shè)置問題，這就需要對電路再進行靜態(tài)工作點的測量分析，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，這個問題需要進一步進行測試驗證。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。 Protel99 se[M ]. 南京 :東南大學出版社 , 2021 ； 4，電子電路實驗及仿真 [M ]. 2 版 . 2021 . 莊海軍 (19742 ) ,男 ,講師 ,工程師 ,主要研究方 向為電子技術(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)大學期刊 6.《 MULTISIM 仿真教程》 31 附錄：元器件清單 32