高频功率放大器的设计(2)

高频电子线路课程设计

3、甲类功率放大器的设计

(1)计算电路性能参数

综上所述，知甲类功率放大器输出功率等与丙类功放的输入功率，即：PH=P1=25mW

输出负载等于丙类功放输入阻抗，即RH=Z1=87.1Ω

设甲类功率放大器的电路的激励级电路，如图1.2(变压器效率 b取

0.8)

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图1.2甲类高频功率放大器

则集电极输出功率PC=pHb≈31mW ；

若取放大器的静态电流ICC=ICM=7mA

则集电极电压振幅UCM=2PC/ ICM=8.9V 最佳负载电阻为RH 2UCMPC=1.3kΩ 则射极直流负反馈电阻RE1

则输出变压器线圈匝数比：UCC UCM UCES≈357Ω (Icq≈ICM) IcqN1 N2RHb≈3 R0

本级功放采用3DG12晶体管，取β=30 A =13dB即20倍放大倍数

则输入功率Pi=P0/AP=1.55mW，放大器输入阻抗Ri=Rbb+β*R3=25Ω+30R3 若取交流负反馈电阻R3=10Ω，则Ri=335Ω，∴本级输入电压Uim 2RiPi≈1V

经放大后的载波与调制信号经过乘法器MC1596后，可观察到双边带的调幅波。其表达式为：

其中,可变电阻

,在调制信号为0信号，此时输出的则是抑制载波的双边带调幅。

而标准调幅波的工作原理：调节RP，使其不抑制载波信号，在调制信号为0的基础上，调节RP，使输出端有载波信号电压输出，其幅值可根据需要而自行调节，而本电路中，将输出端的载波信号幅度调成为6V。然后再加上调制信号，经乘法器后，输出有载波的标准调幅波。

其表达式为：

uo(t) Uo(t)cos Ct (UC SaU cos t)cos Ct

UC(1 macos t)cos Ct ( C)

ma SaU /UC式中的 称为调幅系数，亦称做调幅度 。

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(2)计算静态工作点

综上可知Ui=0时，晶体管射极电位Ueq= Icq * RE1 = 2.5V ,Ubo=3.2V Ibo=Ico/β=0.23mA

若基极偏置电流I1=5Ibo ，则R2= Ubo/5Ibo≈2.8kΩ ∴有R1 UCC Ubo R2≈8.25kΩ Ubo

经过以上计算，将参数带如原理图，即可获得以下实现电路中的工作图：

4、分析

由以上数据可以看出，所设计的电路基本上满足技术指示。但本电路还有一处不足之处，即当丙类放大器提供大功率输出时（效率较高时），输出的波形不稳定，且失真较为严重，而放大电路部分的主要目的是为下一级的调幅电路提供放大后的高频载波即可，为了使整体电路功能更加完善，输出稳定，因此，有时需以牺牲效率为代价，使波形失真达到最小，输出较为稳定，这样才能使调制信号的有用信息能够更准确更高效的发送出去。

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对效率问题的详细分析：丙类功率放大器的基极偏置电压uBE是利用发射极电流的直流分量IEO（≈ICO）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LC的选频作用可输出基波谐振电压uc1,电流ic1。其中 uclm为集电极输出的谐振电压即基波电压的振幅；Ic1m为集电极基波电流振幅；Ro为

21121uC1m集电极回路的谐振阻抗。 PC uC1mIC1m IC1mR0 222R0

为集电极输出功率。PD uccIco为电源Vcc供给的直流功率； ICO为集电极电流脉冲ic的直流分量。最后得到效率：

PD1Uc1mIc1m PD2UCCIc01Uc1ma1 2UCCa0

1a 1

2a0 在测试中发现，由于电路设计所致，效率79%时，波失真较为严重，因此考虑到电路整体输出，调整电路时发现，不得不将效率降低到70%左右，这也是本电路设计的一个不足之处，有待改进。

经放大后的载波与调制信号经过乘法器MC1596后，可观察到双边带的调幅波。其表达式为：

其中,可变电阻RP是用来抑制载波信号的,若要得到双边带调幅波,在调制信号为0的基础上，调节RP，使输出端的载波信号电压值为0V，然后再加上调制信号，此时输出的则是抑制载波的双边带调幅。

而标准调幅波的工作原理：调节RP，使其不抑制载波信号，在调制信号为0的基础上，调节RP，使输出端有载波信号电压输出，其幅值可根据需要而自行调节，而本电路中，将输出端的载波信号幅度调成为6V。然后再加上调制信号，经乘法器后，输出有载波的标准调幅波。

其表达式为：

uo(t) Uo(t)cos Ct (UC SaU cos t)cos Ct

UC(1 macos t)cos Ct ( C)

m SaU /UC式中的 a 称为调幅系数，亦称做调幅度 。

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四、参数选择

高频信号发生器HP8640B （用于产生和输入高频信号）

超高频毫伏表DA-30A（用于测量输入输入中的高频信号）

跟踪示波器COS5020（用于观察各路各级输出信号的波形，观察结果） 数字万用表（用来测量晶体管的静态工作点）

晶体管稳压电源（为晶体管和电路提供直流电源）

环形铁氧体高频变压器（放大输出信号）

电容、电感电阻等若干

五、总结

高频功率放大器在通信电子电路中占着十分重要的地位。通过这次实验，我感觉自己收获了许多：

1高频功率放大器是发射机的重要组成部分，通过本次设计电路，使我更深刻的认识了，高频功率放大器的工作原理，负载阻抗、输入激励电压、电源电压等对高频谐振功率放大器工作状态的影响

2复习了对高频功率放大器的设计方法，并且对高频谐振功率放大器的调谐、调整和主要技术指标的测量方法有了新的认识，使我受益匪浅。

3 这次实验也锻炼了我独立思考的能力，由于参数的计算有点复杂，需要自己独立思考各个参数的意义和各个参数之间的联系，这就要我在设计过程中必须认真思考，还不能马虎，否则，算出来的可能就是错误答案。而参数不对，也将会直接影响到实验的结果。

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六、心得体会

课程设计是培养 综合运用所学知识，发现，提出，分析和解决实际问题，锻炼实践能力的重要环节，是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程。通过这次的高频的课设，加深了对电子电路知识的理解，并锻炼了实践动手能力，具备了高频电子电路的基本设计能力和基本调试能力，能够正确的使用实验仪器。

回顾起此次高频课程设计，至今我仍感慨颇多，的确，从选题到定稿，从理论到实践，在整整一星期的日子里，乐意说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的东西，同时不仅可以巩固以前所学过得知识，而且学到了很多在书本上所没有学到的知识。通过这次课程设计是我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实践动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说是困难重重，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解的不够深刻，掌握的不够牢固。这次试验也锻炼了我独立思考的能力，由于参数的计算有点复杂，需要自己独立思考各个参数的意义和各个参数之间的联系，这就要我在设计过程中必须认真思考，还不能马虎，否则，算出来的可能就是错误答案。而参数不对，也将会直接影响到实验的结果。

现代科学技术的飞速发展，改变了人类的生活。作为新世纪的大学生，应当站在时代发展的前列，掌握现代科学技术知识，调整自己的知 …… 此处隐藏：2177字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……