高频功率放大器参考论文

辽宁省交通高等专科学校机电系毕业设计文件设计题目:高频功率放大器设计专业:应用电子技术姓名:班级：学号:完成期限:201年03月25日至201_年05月03日指导教师：臧雪岩辽宁省交通高等专科学校机电系毕业论文第1页共27页设计任务高频功率放大器设计设计要求1.阐述高频功率放大器结构特点2.有高频功率放大器原理分析3.有方案论证4.有电路仿真设计成果第一稿（手写）；第二稿（打印，按格式）设计进程201年03月25日至27日完成写作提纲；201年03月28日至04月10日完成第一稿；201年04月11日至4月21完成第二稿（清样）；201年04月22日至05月03日完成定稿。指导教师评语评阅人评语成绩设计成绩指导教师评阅成绩评阅教师答辩成绩答辩负责人总评负责人辽宁省交通高等专科学校机电系毕业论文第2页共27页摘要：高频功率放大器是无线电发送设备的重要组成部分，它主要用在发射机的末端。信号经高频功率放大器放大后能够满足天线对发射功率的要求，以足够大的功率发射出去，被远方的接收机可靠地接收。高频功率放大器按工作频带来分，可分为窄带高频功率放大器和宽带高频功率放大器，窄带高频功率放大器通常以LC谐振网络作为负载，又称谐振功率放大器，实用高频信号通常是窄带信号，窄带信号是指带宽远小于其中心频率的信号，如中波广播电台的带宽为10kHz，如果中心频率为1000kHz，其带宽远小于其中心频率，该信号即为窄带信号。窄带信号具有类似于单一频率正弦信号的特性，可采用谐振电路滤波。宽带功率放大器是以传输线变压器为负载，又称非谐振功率放大器，区别于窄带功率放大器，宽带功率放大器可在很宽的范围内变换工作频率而不必调谐，但不具有滤波能力。关键词：高频功率放大器、窄带信号、谐振功率放大器。Abstract：Highfrequencypoweramplifierisanimportantpartofradiotransmissionequipment,itmainlyuseattheendofthetransmitter.Signalafterhighfrequencypoweramplifieramplificationcansatisfytherequirementsoftheantennatotransmitpower,withenoughpowertolaunchout,distantreceiverreceivesinareliableway.Highfrequencypoweramplifieraccordingtotheworkingfrequencypoints,highfrequencypoweramplifiercanbedividedintonarrowbandandbroadbandhighfrequencypoweramplifier,narrow-bandhighfrequencypoweramplifierisusuallytoLCresonantnetworkasaload,alsocalledresonancepoweramplifier,highfrequencysignalisusuallyanarrow-bandsignal,narrow-bandsignalreferstothesignalbandwidthisfarlessthanitscenterfrequency,suchasthebandwidthofthemediumwaveradiostationto10KHZ,ifthecenterfrequencyof1000KHZ,itsbandwidthisfarlessthanitscenterfrequency,thesignalisnarrowbandsignal.Narrow-bandsignalissimilartothesinglefrequencysinesignalcharacteristics,resonantcircuitfiltercanbeused.Broadbandpoweramplifierisbasedonatransmissionlinetransformerload,alsoknownastheresonancepoweramplifier,differenceinnarrowbandpoweramplifierandbroadbandpoweramplifierworkingfrequencycanbechangedinaverywiderangeanddon'thavetobetuned,butIdon'thavefilteringcapability.Keywords:Highfrequencyresonancepoweramplifier,poweramplifier,narrowbandsignal.辽宁省交通高等专科学校机电系毕业论文第3页共27页目录概述及基本原理............................................41方案及各部分设计原理分析................................61.1整体介绍..............................................61.2原理分析..............................................61.3具体分析..............................................72.参数的计算和选择........................................72.1功率放大器输出功率的计算分析..........................82.2谐振回路的计算分析....................................92.3放大管栅极和板极的电流电压关系........................92.4高频功率放大器的能量关系.............................152.5发射管的工作状态.....................................173单元电路的设计.........................................183.1丙类功率放大器的设计.................................183.1.1放大器工作状态的确定...............................183.2甲类功率放大器的设计.................................193.2.1静态工作点计算.....................................213.2.2电路性能参数计算...................................213.3电源去耦滤波元件选择.................................234电路仿真与结果分析.....................................26【参考文献】.............................................27辽宁省交通高等专科学校机电系毕业论文第4页共27页高频功率放大器设计前言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）。在通信电路中，为了弥补信号在无线传输过程中的衰耗要求发射机具有较大的功率输出，通信距离越远，要求输出功率越大。为了获得足够大的高频输出功率，必须采用高频功率放大器。高频功率放大器是无线电发射没备的重要组成部分。在无线电信号发射过程中，发射机的振荡器产生的高频振荡信号功率很小，因此在它后面要经过一系列的放大，如缓冲级、中间放大级、末级功率放大级等，获得足够的高频功率后，才能输送到天线上辐射出去。这里提到的放大级都属于高频功率放大器的范畴。实际上高频功率放大器不仅仅应用于各种类型的发射机中，而且高频加热装置、高频换流器、微波炉等许多电子设备中都得到了广泛的应用。高频功率放大器和低频功率放大器的共同特点都是输出功率大和效率高，但二者的工作频率和相对频带宽度却相差很大，决定了他们之间有着本质的区别。低频功率放大器的工作频率低，但相对频带宽度却很宽。例如，自20至20000Hz，高低频率之比达1000倍。因此它们都是采用无调谐负载，如电阻、变压器等。高频功率放大器的工作频率高（由几百kHz一直到几百、几千甚至几万MHz），但相对频带很窄。例如，调幅广播电台（535－1605kHz的频段范围）的频带宽度为10kHz，如中心频率取为1000kHz，则相对频宽只相当于中心频率的百分之一。中心频率越高，则相对频宽越小。因此，高频功率放大器一般都采用选频网络作为负载回路。由于这后一特点，使得这两种放大器所选用的工作状态不同：低频功率放大器可工作于甲类、甲乙类或乙类（限于推挽电路）状态；高频功率放大器则一般都工作于丙类（某些特殊情况可工作于乙类）。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辽宁省交通高等专科学校机电系毕业论文第5页共27页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。高频功率放大器，又称射频功率放大器，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。在工作一般性原理上，它和其他放大器一样，都是在输入信号作用下，将直流电源转换为输出功率。辽宁省交通高等专科学校机电系毕业论文第6页共27页1功放电路的典型结构与特点1.1功放电路的典型结构与特点功率放大电路是一种以输出较大功率为目的的放大电路。它一般直接驱动负载，带负载能力要强。高频功率放大器，又称射频功率放大器，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。在工作一般性原理上，它和其他放大器一样，都是在输入信号作用下，将直流电源转换为输出功率。1.2功率放大电路与电压放大电路的区别(1)本质相同电压放大电路或电流放大电路：主要用于增强电压幅度或电流幅度。功率放大电路:主要输出较大的功率。但无论哪种放大电路，在负载上都同时存在输出电压、电流和功率，从能量控制的观点来看，放大电路实质上都是能量转换电路。因此，功率放大电路和电压放大电路没有本质的区别。称呼上的区别只不过是强调的输出量不同而已。(2)任务不同电压放大电路：主要任务是使负载得到不失真的电压信号。输出的功率并不一定大。在小信号状态下工作.功率放大电路：主要任务是使负载得到不失真（或失真较小）的输出功率。在大信号状态下工作。