新调频发射机功率放大器().docVIP

通信电子电路 课程设计报告 学 号：200803034228 姓 名： 黎维银 学 院：华北科技学院 专 业：通信工程 班 级：通信B082班 指导教师： 安晶 目 录 摘要........................................ 一、实验目的................................. 二、实验内容...................... .. 三.、实验要求................ 四、原理及原理图............ 1、电路基本原理 2、高功放性能分析 3、谐振功率放大器的动态特性 4、 功率放大器的负载特性 5、放大器工作状态的调整 五、方案设计与论证 1、 方案论证 2、方案设计 2.1、丙类功放的参数计算 2.2、总电路图 2.3、放大部分 2.4、LC调频振部分 2.5、防干扰部分 六、元件选择：电路调试： 高频功率放大器是发送设备的重要组成部分之一，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。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。 本次课设报告先是对高频功率放大器有关理论知识作介绍，在性能指标分析基础上进行单元电路设计最后设计出整体电路图，在软件中仿真验证是否达到技术要求，对仿真结果进行分析，最后总结课设体会。 一、实验目的： 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调频发射机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、主要内容 利用所学的高频电路知识，设计一个调频发射机功率放大器。通过本次电路设计，掌握调频发射机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。 三、基本要求 设计一个调频发射机功率放大器，主要技术指标为： (1) 工作中心频率约为 98MHZ20至20000 Hz，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（535－1605 kHz的频段范围）的频带宽度为10 kHz，如中心频率取为1000 kHz，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）。 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。。电流导通角越小放大器的效率越高。。丙类谐振功率放大器原理图如图1-1所示。 图1-1 谐振功率放大器的基本电路 谐振功率放大器的特点： （1） 放大管是高频大功率晶体管，能承受高电压和大电流。 （2） 输出端负载回路为调谐回路，既能完成调谐选频功能，又能实现放大器输出端负载的匹配。 （3） 基极偏置电路为晶体管发射结提供负偏压，使电路工作在丙类状态。 （4） 输入余弦波时，经过放大，集电极输出电压是余弦脉冲波形。 晶体管的作用是在将供电电源的直流能量转变为交流能量的过程中起开关控制作用，谐振回路LC是晶体管的负载。功率放大器各分压与电流的关系如图1-2所示。 图1-2 功率放大器各分压与电流关系 由于晶体管工作在丙类状态，晶体管集电极电流是一个周期性的余弦脉冲 。由傅立叶级数可知，一个周期性函数可以分解为许多余弦波（或正弦波）的叠加 。 。可以将电流分解为 (5-4) 分别为集电极电流的直流分量、基波分量以及各高次谐波分量的振幅。 图1-3 iC(t)各次谐波的波形示意图 在对谐振功率放大器进行分析与计算时，关键在于直流分量和基波分量等前面几项利用周期函数傅立叶级数的公式，可以求出式（5-4）直流分量及各次谐波分量 下面仅列出前面几项的表达式 只要知道电流脉冲的最大值和通角即可计算出直流分量、基波分量及各次谐波分量 。 各次谐波分量变化趋势是谐波次数越高，其振幅越小。