高頻功率放大器課程設(shè)計

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上 高頻電子線路課程設(shè)計說明書 高頻功率放大器的設(shè)計院 、 部： 電氣與信息工程學(xué)院 學(xué)生姓名：袁申根、楊威、張巨怡 指導(dǎo)教師： 劉海波 專 業(yè)： 電子信息工程 班 級： 電子1102班 學(xué) 號： 13、33、14 完成時間： 2013年11月 專心-專注-專業(yè)摘 要 高頻功率放大器是發(fā)送設(shè)備的重要組成部分之一，通信電路中，為了彌補信號在無線傳輸過程中的衰耗要求發(fā)射機具有較大的功率輸出，通信距離越遠，要求輸出功率越大。 在高頻范圍內(nèi)，為了獲得足夠大的高頻輸出功率，就要采用高頻功率放大器。由于高頻功率放大器的工作頻率高，相對頻帶窄，所以一般采用選頻網(wǎng)絡(luò)作為負載回

2、路。  本次課設(shè)報告先是對高頻功率放大器有關(guān)理論知識作介紹，在性能指標(biāo)分析基礎(chǔ)上 進行單元電路設(shè)計最后設(shè)計出整體電路圖，在軟件中仿真驗證是否達到技術(shù)要求，對仿真 結(jié)果進行分析，最后總結(jié)課設(shè)體會。關(guān)鍵詞：三極管； LC諧振； 諧振頻率；諧振電壓放大倍數(shù)。 ABSTRACT High frequency power amplifier is an important part of transmission equipment ,communication circuit, in order to compensate for

3、signal attenuation in the wireless transmission process requires a higher transmitter power output, the communication distance farther, the greater the output power required. In the high-frequency range, in order to obtain enough high-frequency output power, we mus

4、t use high-frequency power amplifier. As the working frequency of high frequency power amplifier high, relatively narrow band, it is generally used as a frequency selective network load circuit. The first class report introduced the theory related to the 

5、knowledge of high frequency power amplifier, the performance analysis is based on the final design of a unit circuit design the whole circuit, in the software simulation meets the technical requirements,  the simulation result is analyzed,  finally 

6、summarize the experience lesson.Keywords triode： LC resonance; Resonant frequency; Resonance voltage amplification factor目 錄第1章 設(shè)計報告 1.1 課程設(shè)計內(nèi)容及要求·························

7、;······································11.2 課程設(shè)計基本原理·········

8、3;·················································

9、3;······1 1.2.1 基本原理·········································

10、3;···························1 1.2.2 丙類功率放大器的特點···················

11、;································2 1.2.3 功率放大器的負載特性···············

12、;····································2 1.2.4 丙類高功放原理圖···········&

13、#183;·············································3第2章 設(shè)計方案2.1 總體電路圖設(shè)計·

14、;··················································

15、;··················6第3章 電路仿真3.1 Multisum軟件簡介···························

16、3;·························73.2 Multisum仿真電路······················

17、;···········································8第4章 實物制作及其調(diào)試4.1 實物制作···&#

18、183;·················································&#

19、183;······················9結(jié)束語··························

20、3;·················································

21、3;··············10參考文獻··································

22、3;·················································

23、3;···11附錄二：PCB電路圖············································

24、3;·····························12附錄三：實物圖···················&

25、#183;·················································&

26、#183;··········12第1章 設(shè)計報告1.1 課程設(shè)計內(nèi)容及要求內(nèi)容：設(shè)計高頻功率放大器。要求：電源電壓。輸出功率，中心頻率，效率，負載電阻。1.2 課程設(shè)計基本原理 1.2.1 基本原理丙類功率放大器通常座位發(fā)射機末級功放以獲得較大的輸出功率和較高的效率。 丙放的三種工作狀態(tài)1.2.2 丙類功率放大器的特點：l 欠壓：晶體管工作在放大區(qū)和截止區(qū)，ic波形為尖頂余弦脈沖，輸出功率與效率均較小，集電極好散功率大，輸出電壓不穩(wěn)定。l 過壓：晶體管會工作到飽和區(qū)， ic波形為雙峰

27、凹頂曲線，輸出電壓穩(wěn)定。l 臨界：晶體管工作在臨界區(qū)。 ic波形為尖頂余弦脈沖，輸出功率與效率均較大，應(yīng)力求丙放工作在此狀態(tài)。l 調(diào)諧特性：l 回路從諧振至失諧。過壓臨界欠壓l 負載特性：欠壓臨界過壓 在欠壓區(qū)ic隨負載電阻增大，略有下降，但在過壓區(qū)，ic波形凹陷程度隨著負載電阻增大而加深。 放大特性：隨著輸入信號電壓幅值Ubm的增大，ic的幅度和寬度均增加，放大器由欠壓進入到過壓工作狀態(tài)，進入過壓后隨著Ubm增大ic脈沖寬度增大，且凹陷加深。1.2.3 功率放大器的負載特性 如果VCC、VBB、vb 3個參變量不變，則放大器的工作狀態(tài)就由負載電阻Rp決定。此時，放大器的電流、輸出電壓、功率、

28、效率等隨Rp而變化的特性，就叫做放大器的負載特性。電壓、電流隨負載變化波形如圖1-4所示。1.2.4 丙類高功放原理圖諧振功率放大器的特點： （1） 放大管是高頻大功率晶體管，能承受高電壓和大電流。 （2） 輸出端負載回路為調(diào)諧回路，既能完成調(diào)諧選頻功能，又能實現(xiàn)放大器輸出端負載的匹配。 （3） 基極偏置電路為晶體管發(fā)射結(jié)提供負偏壓，使電路工作在丙類狀態(tài)。 （4） 輸入余弦波時，經(jīng)過放大，集電極輸出電壓是余弦脈沖波形。第2章 設(shè)計方案 丙類工作狀態(tài)的輸出功率和效率是三種工作狀態(tài)中最高者。高頻功率放大器大多工作于丙類。但丙類放大器的電流波形失真太大，因而只能用于采用調(diào)諧回路作為負載的諧振功率放大

29、。由于調(diào)諧回路具有濾波能力，回路電流與電壓仍然極近于正弦波形，失真很小。 可是若僅僅是用一個功率放大器，不管是甲類或者丙類，都無法做到如此大的功率放大。 綜上，確定電路設(shè)計由兩個模塊組成，第一模塊是兩級甲類放大器，第二模塊是一工作在丙類狀態(tài)的諧振放大器，其作為功放輸出級最好能工作在臨界狀態(tài)，因為此時輸出交流功率最大，效率也較高，一般認為此工作狀態(tài)為最佳工作狀態(tài)?？傮w電路圖設(shè)計： 3.1 Multisum軟件簡介 隨著計算機技術(shù)飛速發(fā)展，電路設(shè)計可以通過計算機輔助分析和仿真技術(shù)來完成。計算機仿真在教學(xué)中的應(yīng)用，代替了大包大攬的試驗電路，大大減輕驗證階段的工作量；其強大的實時交互性、信息的集成性和

30、生動直觀性，為電子專業(yè)教學(xué)創(chuàng)設(shè)了良好的平臺，并能保存仿真中產(chǎn)生的各種數(shù)據(jù)，為整機檢測提供參考數(shù)據(jù)，還可保存大量的單元電路、元器件的模型參數(shù)。采用仿真軟件能滿足整個設(shè)計及驗證過程的自動化。 Multisim軟件是一個專門用于電子線路仿真與設(shè)計的 EDA 工具軟件。作為 Windows 下運行的個人桌面電子設(shè)計工具， Multisim 是一個完整的集成化設(shè)計環(huán)境。 Multisim的特點：(1)直觀的圖形界面：整個操作界面就像一個電子實驗工作臺，繪制電路所需的元器件和仿真所需的測試儀器均可直接拖放到屏幕上，輕點鼠標(biāo)可用導(dǎo)線將它們連接起來，軟件儀器的控制面板和操作方式都與實物相似，測量數(shù)據(jù)、波形和特

31、性曲線如同在真實儀器上看到的一樣。(2)豐富的元器件庫：Multisim大大擴充了EWB的元器件庫， 包括基本元件、半導(dǎo)體器件、運算放大器、TTL和CMOS數(shù)字IC、DAC、ADC及其他各種部件，且用戶可通過元件編輯器自行創(chuàng)建或修改所需元件模型，還可通過liT公司網(wǎng)站或其代理商獲得元件模型的擴充和更新服務(wù)。(3)豐富的測試儀器： 除EWB具備的數(shù)字萬用表、函數(shù)信號發(fā)生器、雙通道示波器、掃頻儀、字信號發(fā)生器、邏輯分析儀和邏輯轉(zhuǎn)換儀外，Multisim 新增了瓦特表、失真分析儀、頻譜分析儀和網(wǎng)絡(luò)分析儀。尤其與EWB不同的是：所有儀器均可多臺同時調(diào)用。4)完備的分析手段：除了EWB提供的直流工作點分析、交流分析、瞬態(tài)分析、傅里葉分析、噪聲分析、失真分析、參數(shù)掃描分析、溫度掃描分析、極點一零點分析、傳輸函數(shù)分析、靈敏度分析、最壞情