通信電子線路設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)高頻功率放大器電路設(shè)計(jì)

1、目 錄摘要1abstract21高頻小信號(hào)調(diào)諧放大器的電路設(shè)計(jì)與仿真11.1主要技術(shù)指標(biāo)11.2給定條件11.3設(shè)計(jì)過程11.3.1選定電路形式11.3.2 設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)21.3.3諧振回路參數(shù)計(jì)算31.4單調(diào)諧高頻小信號(hào)放大器電路仿真實(shí)驗(yàn)41.4.1仿真電路和波形41.4.2性能測(cè)試51.5實(shí)物與調(diào)試72 lc三點(diǎn)式反饋振蕩器與晶體振蕩器設(shè)計(jì)與制作72.1電容三點(diǎn)式振蕩器原理工作原理分析82.1.1串聯(lián)型改進(jìn)電容三端式振蕩器(克拉潑電路)102.1.2 并聯(lián)型改進(jìn)電容三端式振蕩器(西勒電路)102.2主要設(shè)計(jì)技術(shù)性能指標(biāo)122.3基本設(shè)計(jì)條件122.4電路結(jié)構(gòu)122.5靜態(tài)工作電流的確定1

2、32.6確定主振回路元器件132.7仿真與性能測(cè)試142.7.1仿真電路和波形142.7.2性能測(cè)試152.8實(shí)物與調(diào)試163.高頻諧振功率放大器電路設(shè)計(jì)與制作173.1設(shè)計(jì)要求173.1.1確定功放的工作狀態(tài)173.1.2基極偏置電路計(jì)算183.1.3計(jì)算諧振回路與耦合線圈的參數(shù)183.1.4電源去耦濾波元件選擇193.2高頻功放外部特性203.3仿真與性能測(cè)試203.3.1仿真電路和波形203.3.2性能測(cè)試213.4實(shí)物與調(diào)試224.小結(jié)體會(huì)235.參考文獻(xiàn)24摘 要本文對(duì)高頻調(diào)諧小信號(hào)放大器、lc振蕩器、高頻功率放大器電路設(shè)計(jì)原理作了簡(jiǎn)要分析，同時(shí)，研究了各個(gè)電路的參數(shù)設(shè)置方法，并利用

3、其它相關(guān)電路為輔助工具來(lái)調(diào)試放大電路，解決了放大電路中出現(xiàn)的問題。高頻小信號(hào)諧振放大電路是將高頻小信號(hào)或接收機(jī)中經(jīng)變頻后的中頻信號(hào)進(jìn)行放大，已達(dá)到夏季所需的激勵(lì)電壓幅度。lc振蕩器的作用是產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)的信號(hào)源。高頻功放的作用是以搞的效率輸出最大的高頻功率。三部分都是通信系統(tǒng)中無(wú)線電收發(fā)機(jī)所用到的技術(shù)，所以在現(xiàn)實(shí)生活中具有相當(dāng)廣泛的應(yīng)用。高頻小信號(hào)放大器一般用于放大微弱的高頻信號(hào),此類放大器應(yīng)具備如下基本特性:只允許所需的信號(hào)通過,即應(yīng)具有較高的選擇性；放大器的增益要足夠大；放大器工作狀態(tài)應(yīng)穩(wěn)定且產(chǎn)生的噪聲要?。环糯笃鲬?yīng)具有一定的通頻帶寬度。高頻諧振功率放大電路，是無(wú)線電發(fā)射機(jī)的重要組成部分,它的主

4、要功用是實(shí)現(xiàn)對(duì)高頻已調(diào)波信號(hào)的功率放大, 然后經(jīng)天線將其轉(zhuǎn)化為電磁波輻射到空間,以實(shí)現(xiàn)用無(wú)線信道的方式完成信息的遠(yuǎn)距離傳送。對(duì)高頻功率放大器的基本要求是,盡可能輸出大功率、高效率，為兼顧兩者，通常選丙類且要求在臨界工作狀態(tài)，其電流流通角在600900范圍。關(guān)鍵詞：高頻小信號(hào)放大器、lc振蕩器、高頻諧振功率放大器abstractin this paper, high frequency tuning small signal amplifiers, lc oscillators, rf power amplifier circuit design principle is briefly ana

5、lyzed in this paper, at the same time, the research on each of the circuit parameters setting method, and uses other related circuit as the auxiliary tool to debug amplifier circuit, solve the problems arising from the amplifier circuit. small signal resonant frequency amplifier circuit is small sig

6、nal or receiver oxpatiation high frequency inverter frequency signal after amplification, has reached the incentive voltage amplitude summer required. lc oscillators role is to produce standard source. the role of high frequency amplifier is make the efficiency of the biggest rf power output. three

7、parts are communication system transceiver used technology, so in real life has quite widely.high-frequency small signal amplifier generally used to amplify glimmer of high frequency signal, such amplifier should have basic characteristics as follows: only allow required by the signal, namely must h

8、ave high selectivity, the amplifiers gain enough big, amplifier working condition should be stable and of the noise to small; amplifier should have certain passband width.high-frequency harmonic power amplifier circuit, is an important part of the transmitter, its main function is to realize the hig

9、h frequency wave signal already adjustable power amplifier and then by antenna is transformed into electromagnetic radiation to the space, in order to realize the way to finish with a radio channel information of teleportation. the high frequency amplifier are basic requirements, as far as possible

10、output power, high efficiency, both for consideration, usually choose c class and require the critical working condition, its current flow angle in 600-900 range.keywords: high-frequency small signal amplifiers, lc oscillators, high-frequency harmonic amplifiers1高頻小信號(hào)調(diào)諧放大器的電路設(shè)計(jì)與仿真1.1主要技術(shù)指標(biāo)諧振頻率：10.7m

11、hz,諧振電壓放大倍數(shù)：，通頻帶：，矩形系數(shù)：。要求：放大器電路工作穩(wěn)定，采用自耦變壓器諧振輸出回路。1.2給定條件回路電感l(wèi)=4h, ，晶體管用9018，=50。查手冊(cè)可知，9018在、時(shí)，,，。負(fù)載電阻。電源供電。1.3設(shè)計(jì)過程高頻小信號(hào)放大器一般用于放大微弱的高頻信號(hào),此類放大器應(yīng)具備如下基本特性:只允許所需的信號(hào)通過,即應(yīng)具有較高的選擇性。放大器的增益要足夠大。放大器工作狀態(tài)應(yīng)穩(wěn)定且產(chǎn)生的噪聲要小。放大器應(yīng)具有一定的通頻帶寬度。除此之外,雖然還有許多其它必須考慮的特性,但在初級(jí)設(shè)計(jì)時(shí),大致以此特性作考慮即可. 1.3.1選定電路形式依設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)要求，考慮高頻放大器應(yīng)具有的基本特性,可

12、采用共射晶體管單調(diào)諧回路諧振放大器，設(shè)計(jì)參考電路見圖1-1所示。圖1-1 單調(diào)諧高頻小信號(hào)放大器電原理圖圖中放大管選用9018，該電路靜態(tài)工作點(diǎn)q主要由rb1和rw1、rb2、re與vcc確定。利用和、的分壓固定基極偏置電位，如滿足條件：當(dāng)溫度變化，抑制了變化，從而獲得穩(wěn)定的工作點(diǎn)。由此可知，只有當(dāng)時(shí)，才能獲得恒定，故硅管應(yīng)用時(shí)， 。只有當(dāng)負(fù)反饋越強(qiáng)時(shí)，電路穩(wěn)定性越好，故要求，一般硅管?。?。1.3.2 設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)由于放大器是工作在小信號(hào)放大狀態(tài)，放大器工作電流一般在0.82ma之間選取為宜，設(shè)計(jì)電路中取 ，設(shè)。因?yàn)椋?而 所以：因?yàn)椋?硅管的發(fā)射結(jié)電壓為0.7v) 所以： 因?yàn)椋?所以：因

13、為： 而 取則： 取標(biāo)稱電阻8.2k因?yàn)椋?則：，考慮調(diào)整靜態(tài)電流的方便，用22k電位器與15k電阻串聯(lián)。1.3.3諧振回路參數(shù)計(jì)算1）回路中的總電容c因?yàn)椋?則:2）回路電容c因有 所以取c為標(biāo)稱值30pf,與5-20pf微調(diào)電容并聯(lián)。3）求電感線圈n2與n1的匝數(shù)： 根據(jù)理論推導(dǎo)，當(dāng)線圈的尺寸及所選用的磁心確定后，則其相應(yīng)的參數(shù)就可以認(rèn)為是一個(gè)確定值，可以把它看成是一個(gè)常數(shù)。此時(shí)線圈的電感量?jī)H和線圈匝數(shù)的平方成正比，即： 式中：k-系數(shù)，它與線圈的尺寸及磁性材料有關(guān)； n-線圈的匝數(shù)。一般k值的大小是由試驗(yàn)確定的。當(dāng)要繞制的線圈電感量為某一值時(shí)，可先在骨架上(也可以直接在磁心上)纏繞10匝

14、，然后用電感測(cè)量?jī)x測(cè)出其電感量，再用下面的公式求出系數(shù)k值： 式中： -為實(shí)驗(yàn)所繞匝數(shù)，由此根據(jù)和k值便可求出線圈應(yīng)繞的圈數(shù)，即：實(shí)驗(yàn)中，l采用帶螺紋磁芯、金屬屏蔽罩的10s型高頻電感繞制。在原線圈骨架上用0.08mm漆包線纏繞10匝后得到的電感為2uh。由此可確定要得到4 uh的電感，所需匝數(shù)為 匝 最后再按照接入系數(shù)要求的比例，來(lái)繞變壓器的初級(jí)抽頭與次級(jí)線圈的匝數(shù)。因有，而匝。則： 匝調(diào)諧放大器的選擇性可用諧振曲線的矩形系數(shù)來(lái)表示，如圖1-3所示的諧振曲線，矩形系數(shù)通常規(guī)定為放大器的電壓放大倍數(shù)下降到0.1時(shí)所對(duì)應(yīng)的頻率偏移范圍與電壓放大倍數(shù)下降到0.707時(shí)所對(duì)應(yīng)的頻率偏移范圍之比，即：

15、 上式表明，矩形系數(shù) 愈接近1，則實(shí)際曲線愈接近理想矩形，鄰近波道選擇性愈好，濾除鄰近波道干擾信號(hào)的能力愈強(qiáng)。但單調(diào)諧回路放大器的矩形系數(shù)遠(yuǎn)大于1，這是單調(diào)諧回路放大器的缺點(diǎn)。故實(shí)際工程應(yīng)用中，通常采用多級(jí)諧振放大器。1.3.4確定耦合電容與高頻濾波電容耦合電容c1、c2的值，可在1000 pf0.01uf之間選擇 ，一般用瓷片電容。旁路電容ce 、c3、c4的取值一般為0.01-1f，濾波電感的取值一般為220-330uh。1.4單調(diào)諧高頻小信號(hào)放大器電路仿真實(shí)驗(yàn)1.4.1仿真電路和波形構(gòu)建圖1-1所示設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路，仿真電路如圖1-2所示：圖1-2 單調(diào)諧高頻小信號(hào)放大器仿真電路圖仿真電路如

16、圖1-3所示：圖1-3 單調(diào)諧高頻小信號(hào)放大器仿真波形1.4.2性能測(cè)試仿真時(shí)可完成下列內(nèi)容：（1）測(cè)量并調(diào)整放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)仿真條件：晶體管用理想庫(kù)（defauit）中的（ideal）器件。電感線圈用固定電感l(wèi)1=2.8uh、l2=1.2uh，中間抽頭。其余元件參數(shù)參見圖1-1。ic=1.5ma?？刹捎弥苯踊蜷g接方法。自建表格記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。（2）諧振頻率的調(diào)測(cè)與電壓放大倍數(shù)的測(cè)量仿真條件：輸入高頻信號(hào)頻率fo=10.7mhz,幅度（峰-峰值）50mv。阻尼電阻r=、反饋電阻re=1k、負(fù)載電阻rl=10k（3）研究阻尼電阻變化對(duì)放大器增益、帶寬、品質(zhì)因數(shù)的影響放大器諧振回路諧振時(shí)，所對(duì)應(yīng)的

17、電壓放大倍數(shù)稱為諧振放大器的電壓放大倍數(shù),記為，表征放大器放大微弱信號(hào)的能力,數(shù)學(xué)表達(dá)式為: 或用分貝表示： 根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)量所得結(jié)果，計(jì)算出不同re時(shí)，單調(diào)諧放大器的電壓增益，并比較放大器的變化，分析變化原因。用頻率特性測(cè)試儀測(cè)試放大器的幅頻特性，并計(jì)算出增益、帶寬及品質(zhì)因數(shù)。測(cè)試條件：輸入高頻信號(hào)頻率=fo=10.7mhz,幅度（峰-峰值）50mv。反饋電阻re=1k、負(fù)載電阻rl=10k，阻尼電阻r=（開路），阻尼電阻r=10k，阻尼電阻r=3k，阻尼電阻r=470。由于諧振回路的選頻作用，當(dāng)工作頻率偏離諧振頻率時(shí)，放大器的電壓放大倍數(shù)將下降，習(xí)慣上稱電壓放大倍數(shù)下降到諧振電壓放大倍數(shù)的0.

18、707倍時(shí)所對(duì)應(yīng)的頻率偏移范圍，稱為放大器的通頻帶，簡(jiǎn)記為，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為： 式中，為諧振回路的有載品質(zhì)因數(shù)。分析表明，放大器的諧振電壓放大倍數(shù)與通頻帶的關(guān)系為： 上式說(shuō)明，當(dāng)晶體管選定即確定，且回路總電容c為定值時(shí)，諧振電壓放大倍數(shù)與通頻帶的乘積為一常數(shù)。這與低頻放大器中的增益帶寬積為一常數(shù)的概念是相同的。一般說(shuō)來(lái)，放大器通頻帶有兩種方法進(jìn)行測(cè)量：點(diǎn)測(cè)法和掃頻法（4）研究反饋電阻變化對(duì)放大器的影響測(cè)試條件：輸入高頻信號(hào)頻率=fo=10.7mhz,幅度（峰-峰值）50mv。阻尼電阻r=10k、負(fù)載電阻rl=10k。反饋電阻r=1k，負(fù)載電阻r=2k，反饋電阻r=510表一如下，測(cè)量結(jié)果為：re

19、vbvevcvceic根據(jù)vce判斷 bg1是否工作在放大區(qū)1k2.381.6512.1310.481.65是否原因：vbe約為0.7v且0.5vvcevcc5102.311.5612.1210.563.12是否2k2.411.7012.1310.420.85是否注：vb: 基極對(duì)地電壓。ve :發(fā)射極對(duì)地電壓。vc:集電極對(duì)地電壓。vce：集電極與發(fā)射極之間電壓。 ic = ve/re 結(jié)論可知：當(dāng)re越大時(shí)，回路中的反饋越大，電壓增益越小；當(dāng)r越大時(shí)，品質(zhì)因數(shù)q越大，通頻帶越窄；中心頻率只與電路中的l和c有關(guān)。1.5實(shí)物與調(diào)試圖1-4 單調(diào)諧高頻小信號(hào)放大器電路板實(shí)驗(yàn)結(jié)果滿足設(shè)計(jì)要求。2

20、lc三點(diǎn)式反饋振蕩器與晶體振蕩器設(shè)計(jì)與制作在電子線路中，除了要有對(duì)各種電信號(hào)進(jìn)行放大的電子線路外，還需要有能在沒有激勵(lì)信號(hào)的情況下產(chǎn)生周期信號(hào)的電子電路，這種在無(wú)需外加激勵(lì)信號(hào)的情況下，能將直流電能轉(zhuǎn)換成具有一定波形、一定頻率和一定幅度的交變能量的電子電路稱為振蕩器。振蕩器的種類很多，根據(jù)工作原理可以分為反饋型振蕩器和負(fù)阻型振蕩器。根據(jù)選頻網(wǎng)絡(luò)采用的器件可分為lc振蕩器、晶體振蕩器、變壓器耦合振蕩器等。振蕩器的功能是產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)的信號(hào)源，廣泛應(yīng)用于各類電子設(shè)備中。為此,振蕩器是電子技術(shù)領(lǐng)域中最基本的電子線路,也是從事電子技術(shù)工作人員必須要熟練掌握的基本電路。2.1電容三點(diǎn)式振蕩器原理工作原理分析反

21、饋式正弦波振蕩器有rc、lc和晶體振蕩器三種形式，電路主要由放大網(wǎng)絡(luò)、選頻回路和反饋網(wǎng)絡(luò)三個(gè)部分構(gòu)成。本實(shí)驗(yàn)中，我們研究的主要是lc三點(diǎn)式振蕩器。所謂三點(diǎn)式振蕩器，是晶體管的三個(gè)電極（b、e、c），分別與三個(gè)電抗性元件相連接，形成三個(gè)接點(diǎn)，故稱為三點(diǎn)式振蕩器，其基本電路如圖2-1所示：圖2-1 三點(diǎn)式振蕩器的基本電路根據(jù)相位平衡條件，圖2-1 (a)中構(gòu)成振蕩電路的三個(gè)電抗元件，x1、x2必須為同性質(zhì)的電抗，x3必須為異性質(zhì)的電抗，若x1和x2均為容抗，x3為感抗，則為電容三點(diǎn)式振蕩電路（如圖2-1 (b)）；若x2和x1均為感抗，x3為容抗，則為電感三點(diǎn)式振蕩器（如圖2-1 (c)）。由此可

22、見，為射同余異。共基電容三點(diǎn)式振蕩器的基本電路如圖2-2所示圖2-2共基電容三點(diǎn)式振蕩器由圖可見：與發(fā)射極連接的兩個(gè)電抗元件為同性質(zhì)的容抗元件c1和c2；與基極和集電極連接的為異性質(zhì)的電抗元件l，根據(jù)前面所述的判別準(zhǔn)則，該電路滿足相位條件。 其工作過程是：振蕩器接通電源后，由于電路中的電流從無(wú)到有變化，將產(chǎn)生脈動(dòng)信號(hào)，因任一脈沖信號(hào)包含有許多不同頻率的諧波，因振蕩器電路中有一個(gè)lc諧振回路，具有選頻作用，當(dāng)lc諧振回路的固有頻率與某一諧波頻率相等時(shí)，電路產(chǎn)生諧振。雖然脈動(dòng)的信號(hào)很微小，通過電路放大及正反饋使振蕩幅度不斷增大。當(dāng)增大到一定程度時(shí)，導(dǎo)致晶體管進(jìn)入非線性區(qū)域，產(chǎn)生自給偏壓，使放大器的

23、放大倍數(shù)減小，最后達(dá)到平衡，即af=1，振蕩幅度就不再增大了。于是使振蕩器只有在某一頻率時(shí)才能滿足振蕩條件， 于是得到單一頻率的振蕩信號(hào)輸出。該振蕩器的振蕩頻率為：反饋系數(shù)f為： 若要它產(chǎn)生正弦波，必須滿足f= 1/2-1/8，太小不容易起振，太大也不容易起振。一個(gè)實(shí)際的振蕩電路，在f確定之后，其振幅的增加主要是靠提高振蕩管的靜態(tài)電流值。但是如靜態(tài)電流取得太大，振蕩管工作范圍容易進(jìn)入飽和區(qū)，輸出阻抗降低使振蕩波形失真，嚴(yán)重時(shí)，甚至使振蕩器停振。所以在實(shí)用中，靜態(tài)電流值一般ico=0.5ma-4ma。共基電容三點(diǎn)式振蕩器的優(yōu)點(diǎn)是：1）振蕩波形好。2）電路的頻率穩(wěn)定度較高。工作頻率可以做得較高，可

24、達(dá)到幾十mhz到幾百mhz的甚高頻波段范圍。 電路的缺點(diǎn)：振蕩回路工作頻率的改變，若用調(diào)c1或c2實(shí)現(xiàn)時(shí)，反饋系數(shù)也將改變。使振蕩器的頻率穩(wěn)定度不高。為克服共基電容三點(diǎn)式振蕩器的缺點(diǎn)，可對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)，改進(jìn)電路有兩種2.1.1串聯(lián)型改進(jìn)電容三端式振蕩器(克拉潑電路)電路組成如圖2-3示：圖2-3克拉潑振蕩電路電路特點(diǎn)是在共基電容三點(diǎn)式振蕩器的基礎(chǔ)上，用一電容c3，串聯(lián)于電感l(wèi)支路。 功用主要是以增加回路總電容和減小管子與回路間的耦合來(lái)提高振蕩回路的標(biāo)準(zhǔn)性。使振蕩頻率的穩(wěn)定度得以提高。 因?yàn)閏3遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于c1或c2，所以電容串聯(lián)后的等效電容約為c3。電路的振蕩頻率為：與共基電容三點(diǎn)式振蕩器電路相比，

25、在電感l(wèi)支路上串聯(lián)一個(gè)電容。但它有以下特點(diǎn)：1、振蕩頻率改變可不影響反饋系數(shù)。2、振蕩幅度比較穩(wěn)定；但c3不能太小，否則導(dǎo)致停振，所以克拉潑振蕩器頻率覆蓋率較小，僅達(dá)1.2-1.4； 為此，克拉潑振蕩器適合與作固定頻率的振蕩器 。2.1.2 并聯(lián)型改進(jìn)電容三端式振蕩器(西勒電路)電路組成如圖2-4示：圖2-4西勒振蕩電路電路特點(diǎn)是在克拉潑振蕩器的基礎(chǔ)上，用一電容c4，并聯(lián)于電感l(wèi)兩端。功用是保持了晶體管與振蕩回路弱藕合，振蕩頻率的穩(wěn)定度高，調(diào)整范圍大。電路的振蕩頻率為： 特點(diǎn)：1.振蕩幅度比較穩(wěn)定； 2.振蕩頻率可以比較高，如可達(dá)千兆赫；頻率覆蓋率比較大，可達(dá)1.6-1.8；所以在一些短波、超

26、短波通信機(jī)，電視接收機(jī)中用的比較多。 頻率穩(wěn)定度是振蕩器的一項(xiàng)十分重要技術(shù)指標(biāo)，它表示在一定的時(shí)間范圍內(nèi)或一定的溫度、濕度、電壓、電源等變化范圍內(nèi)振蕩頻率的相對(duì)變化程度，振蕩頻率的相對(duì)變化量越小，則表明振蕩器的頻率穩(wěn)定度越高。改善振蕩頻率穩(wěn)定度，從根本上來(lái)說(shuō)就是力求減小振蕩頻率受溫度、負(fù)載、電源等外界因素影響的程度，振蕩回路是決定振蕩頻率的主要部件。因此改善振蕩頻率穩(wěn)定度的最重要措施是提高振蕩回路在外界因素變化時(shí)保持頻率不變的能力，這就是所謂的提高振蕩回路的標(biāo)準(zhǔn)性。提高振蕩回路標(biāo)準(zhǔn)性除了采用穩(wěn)定性好和高q的回路電容和電感外，還可以采用與正溫度系數(shù)電感作相反變化的具有負(fù)溫度系數(shù)的電容，以實(shí)現(xiàn)溫度

27、補(bǔ)償作用。石英晶體具有十分穩(wěn)定的物理和化學(xué)特性，在諧振頻率附近，晶體的等效參量lq很大，cq很小，rq也不大，因此晶體q值可達(dá)到百萬(wàn)數(shù)量級(jí)，所以晶體振蕩器的頻率穩(wěn)定度比lc振蕩器高很多。2.2主要設(shè)計(jì)技術(shù)性能指標(biāo)振蕩頻率： 頻率穩(wěn)定度：輸出幅度： 采用西勒振蕩電路，為了盡可能地減小負(fù)載對(duì)振蕩電路的影響，采用了射隨器作為隔離級(jí)。2.3基本設(shè)計(jì)條件電源供電為12v，振蕩管bg1為9018（其主要參數(shù),取=100，ft1100mhz）。隔離級(jí)射隨器晶體管bg2也為9018，lc振蕩器工作頻率為6mhz，晶體為6 mhz。2.4電路結(jié)構(gòu)根據(jù)設(shè)計(jì)要求和條件可采用如圖2-5所示的電路結(jié)構(gòu)。圖2-5 lc與

28、晶體振蕩器電原理圖2.5靜態(tài)工作電流的確定合理地選擇振蕩器的靜態(tài)工作點(diǎn)，對(duì)振蕩器的起振，工作的穩(wěn)定性，波形質(zhì)量的好壞有著密切的關(guān)系。般小功率振蕩器的靜態(tài)工作點(diǎn)應(yīng)選在遠(yuǎn)離飽和區(qū)而靠近截止區(qū)的地方。根據(jù)上述原則，一般小功率振蕩器集電極電流icq大約在0.8-4ma之間選取，故本實(shí)驗(yàn)電路中： 選icq=2ma vceq=6v =100 則有為提高電路的穩(wěn)定性re值適當(dāng)增大，取re=1k則rc2k 因：ueq=icqre 則： ueq =2ma1k=2v 因： ibq=icq/ 則： ibq =2ma/100=0.02ma 一般取流過rb2的電流為5-10ibq , 若取10ibq 因： 則： 取標(biāo)稱

29、電阻12k。因： ： 為調(diào)整振蕩管靜態(tài)集電極電流的方便，rb1由27k電阻與27k電位器串聯(lián)構(gòu)成。2.6確定主振回路元器件回路中的各種電抗元件都可歸結(jié)為總電容c和總電感l(wèi)兩部分。確定這些元件參量的方法，是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)先選定一種，而后按振蕩器工作頻率再計(jì)算出另一種電抗元件量。從原理來(lái)講，先選定哪種元件都一樣，但從提高回路標(biāo)準(zhǔn)性的觀點(diǎn)出發(fā)，以保證回路電容cp遠(yuǎn)大于總的不穩(wěn)定電容cd原則，先選定cp為宜。若從頻率穩(wěn)定性角度出發(fā)，回路電容應(yīng)取大一些，這有利于減小并聯(lián)在回路上的晶體管的極間電容等變化的影響。但c不能過大，c過大，l就小，q值就會(huì)降低，使振蕩幅度減小，為了解決頻穩(wěn)與幅度的矛盾，通常采用部分接入

30、。反饋系數(shù)f=c1/c2，不能過大或過小，適宜1/81/2。因振蕩器的工作頻率為： 當(dāng)lc振蕩時(shí)，f0=6mhz l10h 本電路中，則回路的諧振頻率fo主要由c3、c4決定，即有 。取c3 =120pf，c4=51pf（用33pf與5-20pf的可調(diào)電容并聯(lián)），因要遵循c1，c2c3,c4，c1/c2=1/81/2的條件，故取c1=200pf，則c2=510pf。對(duì)于晶體振蕩，只需和晶體并聯(lián)一可調(diào)電容進(jìn)行微調(diào)即可。為了盡可能地減小負(fù)載對(duì)振蕩電路的影響，振蕩信號(hào)應(yīng)盡可能從電路的低阻抗端輸出。例如發(fā)射極接地的振蕩電路，輸出宜取自基極；如為基級(jí)接地，則應(yīng)從發(fā)射極輸出。2.7仿真與性能測(cè)試2.7.1

31、仿真電路和波形仿真電路如圖2-6所示。圖2-6 lc與晶體振蕩器仿真電路圖仿真波形如圖2-7所示。圖2-7 lc與晶體振蕩器仿真波形2.7.2性能測(cè)試測(cè)量時(shí)采用間接測(cè)量法：即用直流電壓表測(cè)量晶體管發(fā)射極對(duì)地電壓，調(diào)整使為2v即可。當(dāng)靜態(tài)電流調(diào)整完畢后，用萬(wàn)用表測(cè)量晶體管bg1的各電極的靜態(tài)工作電壓。將結(jié)果記錄于下圖。調(diào)整rw1，使。 fovop-pvceic測(cè)量值ic計(jì)算值6.04mhz0.4v6.09v2.01ma2.00ma 2.8實(shí)物與調(diào)試圖2-8 lc與晶體振蕩器電路板連接好電路后，當(dāng)接入lc或晶體振蕩器時(shí)，均能用示波器觀測(cè)到電路的負(fù)載輸出端口和經(jīng)過射極跟隨器的輸出為6mhz的正弦振蕩

32、波形，說(shuō)明了實(shí)驗(yàn)成功。3.高頻諧振功率放大器電路設(shè)計(jì)與制作3.1設(shè)計(jì)要求電路的主要技術(shù)指標(biāo)：輸出功率po125mw，工作中心頻率fo=6mhz，65%， 已知：電源供電為12v，負(fù)載電阻,rl=51，晶體管用3da1，其主要參數(shù)：pcm=1w,icm=750ma,vces=1.5v,ft=70mhz,hfe10，功率增益ap13db（20倍）。3.1.1確定功放的工作狀態(tài) 諧振功率放大器的原理同一般放大器的原理是類似的,即利用輸入到基極的信號(hào),來(lái)控制集電極的直流電源所供給的直流功率，使之轉(zhuǎn)化為交流信號(hào)功率輸出。為提高效率，增加輸出功率,高頻功放一般采用丙類放大。在丙類狀態(tài)下,放大器集電極電流i

33、c是脈沖狀，因而包含很多諧波成分,有很大失真。但諧振功放的集電極電路內(nèi)采用了并聯(lián)諧振回路，當(dāng)該回路諧振于基頻，則它對(duì)基頻呈現(xiàn)很大的純電阻性阻抗,而對(duì)諧波的阻抗很小,可以看作短路。因此,并聯(lián)諧振電路由于通過ic所從產(chǎn)生的壓降vc也幾乎只有基頻。由于諧振回路的濾波作用,盡管ic的失真很大,仍然能夠得到正弦波輸出。對(duì)高頻功率放大器的基本要求是,盡可能輸出大功率、高效率，為兼顧兩者，通常選丙類且要求在臨界工作狀態(tài)，其電流流通角在600900范圍。現(xiàn)設(shè)=700。查表3-1得：集電極電流余弦脈沖直流ico分解系數(shù)，集電極電流余弦脈沖基波icm1分解系數(shù)，。設(shè)功放的輸出功率為0.5w。功率放大器集電極的等效

34、電阻為：集電極基波電流振幅為：集電極電流脈沖的最大振幅為： 集電極電流脈沖的直流分量為：電源提供的直流功率為：集電極的耗散功率為：集電極的效率為： (滿足設(shè)計(jì)要求)已知： 即則：輸入功率：基極余弦脈沖電流的最大值（設(shè)3da1的=10） 基極基波電流的振幅為：得基極輸入的電壓振幅為：3.1.2基極偏置電路計(jì)算因 則有 ：因 則有 ：取高頻旁路電容3.1.3計(jì)算諧振回路與耦合線圈的參數(shù) 輸出采用l型匹配網(wǎng)路， 則匹配網(wǎng)路的電感l(wèi)為，電容c為。3.1.4電源去耦濾波元件選擇高頻電路的電源去耦濾波網(wǎng)絡(luò)通常采用型lc低通濾波器，濾波電感0可按經(jīng)驗(yàn)取50100h，濾波電感一般取0.01f。綜合上述設(shè)計(jì)，得

35、參考電路如圖3-1所示。圖3-1總電路圖圖中，其丙類高頻功率放大器bg3部分與圖 2-1 相同。bg1、bg2 是兩級(jí)甲類前置放大器，c2、c6 用以調(diào)諧，a、b端點(diǎn)用作為這兩級(jí)的輸出測(cè)試點(diǎn)。bg3 為末級(jí)丙類功率放大器，當(dāng) k4 斷開時(shí)可在 c、d 間串入萬(wàn)用表（直流電流檔），以監(jiān)測(cè) ic0 值。同時(shí)，e點(diǎn)可近似作為集電極電流 ic 波形的測(cè)試點(diǎn)（r10=10，c9=100pf，因而 c9 并未對(duì) r10 構(gòu)成充分的旁路）。k1k3 用以改變集電極負(fù)載電阻。 3.2高頻功放外部特性（1）高頻功率放大器的負(fù)載特性 諧振功放的直流電源vbb、vcc及激勵(lì)電壓vbm不變時(shí)，放大器的輸出電流ico、icm1,輸出電壓vcm及功率、效率隨負(fù)載變化的特性，稱為放大器負(fù)載特性。（2）高頻功率放大器的振幅特性 諧振功放的直流電源vbb、vcc及負(fù)載rl不變時(shí)，激勵(lì)電壓vbm變化時(shí)，放大器的輸出電流ico、icm1,輸出電壓vcm及功率、效率隨vbm變化的特性，稱為放大器的振幅特性。（3）高頻功率放大器的調(diào)諧特性 諧振功放的外部電流ico、ieo和輸出電壓vcm及功率、效率隨回路