高频功率放大器 课程设计报告.doc
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1、摘 要高频功率放大器是通信系统中发送装置的主要组件,用于发射机地末端。本课程设计的高频功率放大器电路由两极功率放大器组成,第一级为甲类功率放大器,第二级为丙类谐振功率放大器。分别对甲类功率放大器和丙类谐振功率放大器设计,通过给定的技术指标要求确定甲类功率放大器和丙类谐振功率放大器设计的工作状态和计算出电路中各器件参数,从而设计出完整高频功率放大器电路,再利用电子设计软件multisim对电路仿真。目 录1设计要求11.1已知条件11.2主要技术参数11.3具体要求12原理分析23电路设计33.1电路概要设计33.2丙类功率放大器设计33.2.1放大器的工作状态33.2.2谐振回路及耦合回路的参
2、数43.2.3基极偏置电路参数计算53.3甲类功率放大器设计53.3.1电流性能参数53.3.2静态工作点54高频功率放大器完整电路图75电路仿真86设计心得10参考文献111 设计要求1.1 已知条件+VCC=+12V,晶体管3DG130的主要参数为PCM=700mW,ICM=300mA,VCES0.6V,hfe30,fT150MHz,放大器功率增益AP6dB。晶体管3DA1的主要参数为PCM=1W,ICM=750mA, VCES1.5V,hfe10,fT=70MHz,AP13dB。1.2 主要技术参数输出功率P0500mW,工作中心频率f05MHz,效率50%,负载RL=50。1.3 具体
3、要求分析高频功率放大器原理,通过给定的技术指标要求确定甲类功率放大器和丙类谐振功率放大器设计的工作状态和计算出电路中各器件参数,利用电子设计工具软件multisim对电路进行仿真测试,分析电路的特性。2 原理分析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
4、为调谐功率放大 器或谐振功率放大器。利用选频网络作为负载回路的功率放大器称为谐振功率放大器,这是无线电发射机中的重要组成部分。根据放大器电流导通角的范围可分为甲类、乙类、丙类及丁类等不同类型的功率放大器。电流导通角愈小,放大器的效率愈高。如甲类功放的=180,效率最高也只能达到50%,而丙类功放的 90,效率可达到80%,甲类功率放大器适合作为中间级或输出功率较小的末级功率放大器。丙类功率放大器通常作为末级功放以获得较大的输出功率和较高的效率。图1为丙类谐振功率放大器。图 1 丙类谐振功率放大器 3 电路设计3.1 电路概要设计本课程设计的高频功率放大器由两级功率放大器组成的高频功率放大器电路
5、,其中VT1 组成甲类功率放大器,晶体管VT2 组成丙类谐振功率放大器。从输出功率P0500mW来看,末级功放可以采用甲类或乙类或丙类功率放大器,但要求总效率50%,显然不能只用一级甲类功放,但可以只用一级丙类功放。本课程设计采用的电路甲类功放选用晶体管3DG130,丙类功放选用3DA1。首先设计丙类功率放大器,再设计甲类功率放大器。3.2 丙类功率放大器设计3.2.1 放大器的工作状态为获得较高的效率及最大输出功率P0。放大器的工作状态选为临界状态,取,得谐振回路的最佳负载电阻Re为 ,集电极基波电流振幅为 ,集电极电流脉冲的最大值Icm及其直流分量Ic0,即 Icm= Ic1m / 1()
6、=216mA, Ic0= Icm 0()=54mA。电源供给的直流功率PD为: PD=VCCIc0=0.65W。集电极的耗散功率PC为: PC=PD-P0=0.15W。放大器的转换效率为:=P0/PD=77%。若设本级功率增益AP=13dB(20倍),输入功率Pi为Pi=P0/AP=25mW,基极余弦脉冲电流的最大值为Ibm(设晶体管3DA1的直流=10)Ibm=Icm/=21.6mA,基极基波电流的振幅Ib1m 为Ib1m=Ib1m1()=9.5mA,输入电压的振幅Vbm为 。3.2.2 谐振回路及耦合回路的参数在谐振功率放大器中,为满足结它的输出功率和效率的要求,并有较高的功率增益,除正选
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