高频谐振功率放大器设计要点

武汉理工大学《高频电子线路》课程设计说明书1课程设计任务具较扎实的电子电路的理论知识及较强的实践能力；对电路器件的选型及电路形式的选择有一定的了解；具备高频电子电路的基本设计能力及基本调试能力；能够正确使用实验仪器进行电路的调试与检测。要求完成的主要任务：（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1、采用晶体管完成一个高频谐振功率放大器的设计2、电源电压Vcc＝＋12V，采用NXO－100环形铁氧体磁芯，3、工作频率f0＝6MHz4、负载电阻RL＝75Ω时，输出功率P0≥100Mw，效率η60％5、完成课程设计报告（应包含电路图，清单、调试及设计总时间安排：二十周一周，其中3天硬件设计，4天软、硬件调试及答辩。指导老师签名年月日系主任（或责任老师）签名：年月日武汉理工大学《高频电子线路》课程设计说明书2目录摘要..................................................................................................................................................I1高频功率放大器简介................................................................................................11.1宽带功放...........................................................................................................11.2丙类功率放大器...............................................................................................42单元电路的设计........................................................................................................62.1丙类功率放大器的设计...................................................................................62.2甲类功率放大器的设计...................................................................................82.3电路仿真...........................................................................................................93电路的安装与调试..................................................................................................104课程设计心得体会..................................................................................................12参考文献.....................................................................................................................................14附录1...........................................................................................................................................15武汉理工大学《高频电子线路》课程设计说明书I摘要高频功率放大器用于发射机的末级，作用是将高频已调波信号进行功率放大。以满足发送功率的要求，然后经过天线将其辐射到空间，保证在一定区域内的接收机可以接收到满意的信号电平，并且不干扰相邻信道的通信。高频功率放大器是通信系统中发送装置的重要组件。放大器可以按照电流导通角的不同，将其分为甲、乙、丙三类工作状态。甲类放大器电流的流通角为360°，适用于小信号低功率放大。乙类放大器电流的流通角约等于180°；丙类放大器电流的流通角则小于180°。乙类和丙类都适用于大功率工作。丙类工作状态的输出功率和效率是三种工作状态中最高者。高频功率放大器大多工作于丙类。但丙类放大器的电流波形失真太大，因而不能用于低频功率放大，只能用于采用调谐回路作为负载的谐振功率放大。由于调谐回路具有滤波能力，回路电流与电压仍然极近于正弦波形，失真很小。高频功率放大器在很多领域和方面都有应用，并且涉及到很多方面的知识点，则在此次设计中我们可以掌握高频宽带功放与高频谐振功放的设计方法，电路调谐及测试技术；负载的变化及激励电压，基极偏置电压，集电极电压的变化对放大器工作状态的影响；了解寄生振荡引起的波形失真及消除寄生振荡的方法；并且可以了解并掌握仿真软件的应用。关键词：高频谐振功率放大器谐振回路耦合回路工作状态武汉理工大学《高频电子线路》课程设计说明书IIAbstractThehighfrequencypoweramplifierusesintransmitter'slaststage,thefunctioniscarriesonthehighfrequencymodulatedwavesignalthepoweramplification.Satisfiesthesendingpowertherequest,thenradiatesaftertheantennaitthespace,guaranteedthatthereceivermayreceivesatisfactionincertainregionthesignallevel,anddoesnotdisturbadjacentchannel'scorrespondence.Thehighfrequencypoweramplifierisinthecommunicationssystemthetransmitterinstallationimportantmodule.Theamplifiermaydefertotheelectriccurrentbreakoveranglethedifference,dividesintothearmor,thesecondgrade,thethirdthreekindofactivestatusit.TheClassAamplifierelectriccurrent'sangleofflowfor360°,issuitableforthesmallsignallowpowerenlargement.TheclassBamplifierelectriccurrent'sangleofflowapproximatelyisequalto180°;Thethirdkindofamplifierelectriccurrent'sangleofflowissmallerthan180°.TheclassBandthethirdkindaresuitableforthehighefficiencywork.Thethirdkindofactivestatus'soutputandtheefficiencyareinthreekindofactivestatusesthehighest.ThehighfrequencypoweramplifiermostlyworksYuBinglei.Butthethirdkindofamplifier'scurrentwaveformdistortsistoobig,thuscannotuseinthelowfrequencypoweramplification,canonlyuseinusingthetuningcircuittotaketheloadtheresonancepoweramplification.Becausethetuningcircuithasthefiltercapacity,theloopcurrentandthevoltageextremelynearlyinthesinusoidalwaveform,thedistortionwerestillverysmall.Thehighfrequencypoweramplifierhastheapplicationinmanydomainsandtheaspect,andinvolvestomanyaspectknowledgespots,wemaygraspthehighfrequencywidebandpoweramplifierandthehighfrequencyresonantpoweramplifierdesignmethodinthisdesign,theelectriccircuitharmoniousandthetesttechnology;Loadchangeandexcitationvoltage,baseelectrodebiasvoltage,collectorvoltagechangetoamplifieractivestatusinfluence;Theunderstandingparasiteicoscillationcausesthewavedistortionandeliminatestheparasiteicoscillationthemethod;Andmayunderstandandgraspsimulationsoftware'sapplicatio武汉理工大学《高频电子线路》课程设计说明书11高频功率放大器简介高频功率放大器用于发射机的末级，作用是将高频已调波信号进行功率放大，以满足发送功率的要求，然后经过天线将其辐射到空间，保证在一定区域内的接收机可以接收到满意的信号电平，并且不干扰相邻信道的通信。高频功率放大器是通信系统中发送装置的重要组件。按其工作频带的宽窄划分为窄带高频功率放大器和宽带高频功率放大器两种，窄带高频功率放大器通常以具有选频滤波作用的选频电路作为输出回路，故又称为调谐功率放大器或谐振功率放大器；宽带高频功率放大器的输出电路则是传输线变压器或其他宽带匹配电路，因此又称为非调谐功率放大器。高频功率放大器是一种能量转换器件，它将电源供给的直流能量转换成为高频交流输出在“低频电子线路”课程中已知，放大器可以按照电流导通角的不同，分为甲类（导通角=360度）、乙类（导通角=180度）、甲乙类（导通角=180度~360度）。1.1宽带功放图1-2宽带功放电路图武汉理工大学《高频电子线路》课程设计说明书21.1.1静态工作点如图1-2所示，晶体管Q1组成甲类功率放大器，工作在线性放大状态。其中RB1、RB2为基极偏置电阻；RE1为直流负反馈电阻，以稳定电路的静态工作点。RF1为交流负反馈电阻，可以提高放大器的输入阻抗，稳定增益。电路的静态工作点由下列关系式确定：111ECQEFEQEQRIRRIU（公式1-1）式中，RF1一般为几欧至几十欧。BQCQII（公式1-2）VUUEQBQ7.0（公式1-3）1.1.2甲类功放的负载特性如图1-2所示，甲类功率放大器的输出负载由丙类功放的输入阻抗决定,两级间通过变压器进行耦合，因此甲类功放的交流输出功率P0可表示为：BHPP0（公式1-