高频功率放大器的设计

高频电子线路课程设计

高频功率放大器的设计与应用

学号：

专业班级：07电信二班

姓名：

指导老师：

时间：2010

年6月24日

高频电子线路课程设计

高频功率放大器的设计与应用

摘 要

高频电子线路系统地介绍了通信系统，特别是无线通信系统中的最基本的电路及他们的功能，给出了定性及定量分析这些电路性能的方法。这些电路包括了发射机及接收机中的选频放大电路、混频电路、功放电路、振荡电路、调制及解调电路、锁相环电路、自动增益控制电路及频率合成电路。

高频电子线路是电子信息工程、通信工程、电子信息科学与技术相关专业的一门重要的专业基础课，也是从事通信、电子等相关领域研究开发人员必须了解的基本知识。通过本课程的学习学生不仅可掌握高频电子线路的基本理论、基本概念和基本分析方法，为后续课程学习打下良好的基础，而且可运用课程知识去分析、解决实际的工程技术问题。本课程专业性、综合性强，对学生基础知识结构要求高。在教学过程中，学生普遍反应该课程抽象、难懂，难以掌握。如何在有限的教学时间内，让学生了解并掌握高频电子线路的知识，培养学生的分析能力、设计能力，使学有所用。

本课程的基本知识教学目标与能力目标是：通过理论与实践教学，是学生了解晶体管工作于高频时的工作原理，特性参数及微变等效电路，掌握高频单元电路的线路组成、基本工作原理、分析方法、技术要求及一些典型的集成电路的实际应用，并且具备一定的理论的水平和足够的实践技能，以及使用先进仿真软件的能力，为进一步学习、掌握电子、通讯技术的专业知识和职业技能打下基础

高频电子线路课程设计

目录

摘 要 ....................................................................................................................................... 2

一、选题意义 ........................................................................................................................... 4

二、总体方案 ........................................................................................................................... 4

三、各部分设计及原理分析 ................................................................................................... 4

1、电路基本原理： ......................................................................................................... 4

2、电路原理图： ............................................................................................................. 5

3、设计过程 ..................................................................................................................... 7

四、参数选择 ......................................................................................................................... 14

五、总结 ................................................................................................................................. 14

六、心得体会 ......................................................................................................................... 15

七、参考文献 ......................................................................................................................... 16

高频电子线路课程设计

一、选题意义

1 清楚丙类放大器的工作原理掌握丙类放大器的计算与设计方法

2 弄清楚电源电压和集电极负载对功率放大器功率和效率的原理

3 培养独立思考和动手能力。

二、总体方案

1、利用所学的高频电路知识，设计一个高频功率放大器。通过本次电路设计，掌握高频谐振功率放大器的设计方法、电路调谐及测试技术。加深对高频电子线路课程理论知识的理解，提高电路设计及电子实践能力。

2 、设计一个高频功率放大器，主要技术指标为：

(1) 工作中心频率F0=5MHZ；

(2) 输出功率PO》=500MV；

(3) 负载电阻RL=51欧；

(4) 效率大于50%。、

三、各部分设计及原理分析

1、电路基本原理：

高频功率转换器是一种能量转换器件，它是将电源供给的直流能力量转换成为高频交流输出，通信中应用的高频功率放大器，按其工作频带的宽窄可以分为窄带和宽带。由于高频功率放大器的工作频率高，相对频带窄，所以一般采用选频网络作为负载回路。

通常把集电极电流导通时间相对应的角度的一半称为集电极电流的到通角，当导

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通角等于180，表示管子在整个周期全导通，叫做放大器工作在甲类，当其等于90表示管子半个周期内导通，叫做放大器工作 在乙类，当其小于90表示管子导通不到半个周期，叫做放大器工作在丙类。

2、电路原理图：

丙类高频功率放大器可工作在欠压状态、过压状态和临界状态。因欠压状态效率低，而过压状态严重失真，谐波分量大，所以一般选用临界状态。在晶体管功率放大器中，可以通过改变激励电压、基极偏压、集电极负载、集电极直流供电电压来改变放大器的工作状态。

从输出功率Po>500mw来看，末级功放可采用甲类或丙类功率放大器，但要求总效率 η>50%，显然，只用一级甲类功放是不能达到目的的，故采用两级功率放大器，第一级采用甲类功率放大器，第二级采用丙类功率放大器，其中甲

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类功放选用晶体管3DG12，丙类功放选择晶体管3DA1。

其参数的设定：

功放的基极偏置电压 UBE是利用发射极电流的直流分量IE0在射极电阻RE2上产生的压降来提供的，故称为自给偏压电路。当放大器的输入信号Ui为正弦波时，则集电极的输出电流ic为余弦脉冲波。利用谐振回路L2C2的选频作用可输出基波谐振电压UC!、电流iC1。

当功率放大器的电源电压 UCC，基极偏置电压Ub，输入电压（或激励电压）'Ubm确定后，如果电流导通角θ选定，则放大器的工作状态只取决于集电极回路的等效负载电阻Rq。

当交流负载线正好穿过静态特性曲线的转折点A时，管子的集电极电压正好等于管子的饱和管压降UCES，集电极电流脉冲接近最大值Icm。

有关高频变压器的电感推倒，下面对电路的具体估算有详细推算。

关于功率与效率的推算，见后面的参数计算部分。

整个电路的原理图如图1.1所示：

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图1.1 2级高频功率放大器

3、设计过程(相关数据计算及电路工作状态的确定)

（1）、所需器件：

（2）、丙类功率放大器的设计

确定放大器工作状态：因为要求获得的效率 >50%，放大器的工作状态采用临界状态，取 =70°,所以谐振回路的最佳电阻为:

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(UCC UCES)2

R0 =110.25Ω 2P0

集电极基波电流振幅:Ic1m

集电极电流最大值为：Icm 2P0Ic1mR0≈0.095A =0.095/0.436=217.890mA 1(70 )

其直流分量为：ICO=Icm* 0(70 …… 此处隐藏：3236字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……