谐振功率放大电路及设计.docVIP

毕业设计（论文）任务书 2010 年 1 月 10 日至 2010 年 4 月 25 日 题 目： 谐振功率放大电路的设计 姓 名： 学 号： 系 部： 物理系 专 业： 电子信息科学与技术 年 级： 二00六 指导教师： （签名） 系主任（或教研室主任）： （签章） 谐振功率放大电路的设计 XX大学 XXX 摘要： 本论文利用所学的高频电子线路知识，设计一个高频功率放大器。通过对电路的设计，来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。 高频功率放大器是发送设备的重要组成部分之一，在高频范围内，为了获得足够大的高频输出功率，就要采用高频功率放大器。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。功率放大电路的主要性能指标 ：输出功率、效率和非线性失真，而通常在实际应用中为了节省能量所以效率显得尤为重要，因此丙类工作状态为我们所采用，而在工作中为了滤除丙类工作中产生的众多高次谐波分量，因而采用LC谐振回路作为选频网络，也因此也称为丙类谐振功率放大电路 由于丙类谐振功率放大电路方便实用而且容易实现，所以本篇论文主要展示其工作原理、状态及效果。 关键词：谐振、功率、丙类谐振功率、放大电路的设计 目录 （一）设计原理 5 （二）谐振功率放大电路的工作原理 7 （三）选定器件 11 （四）安装调试 12 （五）结束语 12 （六）致谢 13 （七）参考文献 13 引言 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是直流电源电压， 是基极偏置电源电压， 为旁路电容， 为电源滤波电容， L 、 C 组成并联谐振回路，作为集电极负载回路（或匹配网络），该回路又称为槽路，负载回路既可以实现选频滤波的功能，又实现阻抗匹配。放大后的信号通过变压器耦合到负载 上（图（ a ））或通过天线（图（ b ））向空间辐射。图（ c ）中的 为 L 、 C 回路的电阻。 放大器的工作状态决定于偏置电压 的大小，当 时，电路可工作在甲类状态，当 时为乙类状态，当 时为丙类状态，作为高频功率放大器，电路工作在丙类状态，流过晶体管的电流 为余弦脉冲，集电极效率 高。 设 ， 所以，加到晶体管的基—射极间的电压为 则 为余弦脉冲 … 当基极（发射结）导通时， 晶体管由截止进入放大区。经放大后，所得 也为余弦脉冲 (b) 所示，同样可分解为： …… 当 回路谐振于 时，在 回路两端得到 的最大输出，即： ， 为回路的谐振等效总电阻 于是知： （ R 外接负载等效值） 由此得到放大器的功率与效率： 结论： ①当 一定时， 增大可以提高输出功率 ； ②当器件确定时， 一定，增大激励电压 ，也可以提高输出功率 ； ③若增大 （或者减小 ），可以提高集电极效率 ； 所以，增加激励电压 或降低静态工作点 ，是提高输出功率 和集电极效率 的重要途径。 当 回路谐振于 时，在 回路两端得到频率为 的余弦输出，即： 对 n 次谐波信号，回路呈现的阻抗 为 回路两端的电压为： 式中， 为集电极电流 的 n 次谐波电流幅值。 由式可知，当并联回路的品质因数 为无穷大时，回路两端的谐波输出为零，集电极电压为不失真的余弦波。实际上， 不可能为无穷大，一般为 50 左右，在 的条件下，二次谐波阻抗与基波阻抗之比为 三次谐波阻抗与基波阻抗之比为 ????由以上分析知，二次谐波阻抗与基波阻抗之比为 1.3 % ，三次谐波阻抗与基波阻抗之比为 0.75 % 。很明显，谐波次数越高，阻抗越小，同时各次谐波电流幅值也随着谐波次数的增加而减小。由于两者的相对减小，并联谐振回