《通信電子線路》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)LC三點(diǎn)式反饋振蕩器與晶體振蕩器設(shè)計(jì)與制作

1、課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)學(xué)生姓名： 專業(yè)班級(jí)：指導(dǎo)教師： 工作單位：題 目：lc三點(diǎn)式反饋振蕩器與晶體振蕩器設(shè)計(jì)與制作 初始條件：（1）multisim 軟件（2）高頻課程屮振蕩器的相關(guān)知識(shí)要求完成的主要任務(wù)：（包括課程設(shè)計(jì)工作量及其技術(shù)要求，以及說(shuō)明書(shū)撰寫(xiě) 等具體要求）（1）設(shè)計(jì)一個(gè)lc三點(diǎn)式反饋振蕩器與晶體振蕩器，其設(shè)計(jì)技術(shù)性能指標(biāo) 為：振蕩頻率f（）=6mhz±50khz頻率穩(wěn)定度 /7£qxl（f4 輸出幅度uo>0.3vp_p（2）設(shè)計(jì)一個(gè)高頻小信號(hào)調(diào)諧放大器的屯路，其設(shè)計(jì)技術(shù)性能指標(biāo)為： 諧振頻率：£= 107miiz,諧振電壓放大倍數(shù)：a,/o>2

2、0db.通頻帶：= 1mhz , 矩形系數(shù)：k心<10。（3）設(shè)計(jì)一個(gè)高頻諧振功率放大器屯路，其設(shè)計(jì)技術(shù)性能指標(biāo)為： 輸出功率pol25mw,工作屮心頻率fo=6milz, ° >65%,已知：電源供電為12v,負(fù)載電阻,r,=51 q ,晶體管用3da1,其主要 參 數(shù):pcm=lw, icm=750ma, vces=1. 5v, ft=70miiz, hfelo ,功 率增益 ap$13db （20 倍）。指導(dǎo)教師簽名：年 月 日系主任（或責(zé)任教師）簽名:目錄摘要錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。abstract41 lc三點(diǎn)式反饋振蕩器與晶體振蕩器設(shè)計(jì)與制作511設(shè)計(jì)目的和意義：5

3、1. 2設(shè)計(jì)原理51. 2.1電容三點(diǎn)式振蕩器原理工作原理分析51.2.2并聯(lián)型改進(jìn)電容三端式振蕩器（西勒電路）81. 3仿真結(jié)果及調(diào)試9131靜態(tài)工作電流的確定91. 3. 2電路結(jié)構(gòu)91. 3. 3仿真結(jié)果波形及實(shí)物101.3.4焊接實(shí)物圖121. 3. 5性能測(cè)試142高頻小信號(hào)電路設(shè)計(jì)152. 1高頻小信號(hào)調(diào)諧放大器的原理分析152.2高頻小信號(hào)調(diào)諧放大器參數(shù)設(shè)置153高頻諧振功率放大器電路設(shè)計(jì)與制作193. 1設(shè)計(jì)要求及原理193. 2設(shè)計(jì)過(guò)程錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。3. 2. 1確定功放的工作狀態(tài)錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。3. 2. 2基極偏置電路計(jì)算錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。3. 2. 3計(jì)算諧振冋路

4、與耦合線圈的參數(shù)213. 2. 4電源去耦濾波元件選擇223.3電路仿真錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。4心得與體會(huì)24參考文獻(xiàn)25摘要隨著社會(huì)的發(fā)展，通訊工具在我們的牛活中的作用越來(lái)越重要。通信工程專 業(yè)的發(fā)展勢(shì)頭也一定會(huì)更好，為了自己將來(lái)更好的適應(yīng)社會(huì)的發(fā)展，增強(qiáng)自己對(duì) 知識(shí)的理解和對(duì)理論知識(shí)的把握，木次課程設(shè)計(jì)我準(zhǔn)備制作具有實(shí)用價(jià)值的電容 反饋三點(diǎn)式振蕩器。振蕩器簡(jiǎn)單地說(shuō)就是一個(gè)頻率源，一般用在鎖相環(huán)中能將直流電轉(zhuǎn)換為具有 一定頻率交流電信號(hào)輸出的電子電路或裝置。詳細(xì)說(shuō)就是一個(gè)不需要外信號(hào)激 勵(lì)、自身就可以將直流電能轉(zhuǎn)化為交流電能的裝置。一般分為正反饋和負(fù)阻型兩 種。所謂“振蕩”，其涵義就暗指交流，振

5、蕩器包含了一個(gè)從不振蕩到振蕩的過(guò) 程和功能。能夠完成從直流電能到交流電能的轉(zhuǎn)化，這樣的裝置就可以稱為“振 蕩器”。關(guān)鍵詞：振蕩器信號(hào)abstractwith the development of society, communication tools in our life function more and more important. communication engineering specialty momentum of development also will be better, for your own future better adapt society's

6、 development, increase their understanding of knowledge and to grasp the theoretical knowledge, this course design i am ready to make practical capacitance feedback sandianshi oscillators.oscillator is simply stated a frequency source, general use in pll can convert to de signal output has a certain

7、 frequency exchange of electronic circuit or device. detailed said is a don't need outside signal motivation, oneself can be de power could be transformed to exchange the device. generally fall into the positive feedback and negative resistance type two kinds. the so-called "oscillation”，it

8、s meaning is alluding to exchange, oscillator includes a never oscillation to oscillation of process and function. can completion from de to ac power transformation, this device can be called noscillatorn.keywords: oscillator signal1 lc三點(diǎn)式反饋振蕩器與晶體振蕩器設(shè)計(jì)與制作1.1設(shè)計(jì)目的和意義在電子線路屮，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

9、沒(méi)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(lèi)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(lèi)電子設(shè)備中。為此，振 蕩器是電子技術(shù)領(lǐng)域屮最基本的電子線路，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。1 2設(shè)計(jì)原理1.2.1電容三點(diǎn)式振蕩器原理工作原理分析本次課程設(shè)計(jì)我設(shè)計(jì)的是電容反饋三點(diǎn)式振蕩器，而電容反饋三點(diǎn)式振蕩器 是自激振蕩器的一

10、種，因此更好進(jìn)行設(shè)計(jì)了。振蕩器是不需要外加信號(hào)激勵(lì)，自 身將直流電能轉(zhuǎn)換為交流電的裝置。凡是可以完成這一目的的裝置都可以作為振 蕩器。由我們所學(xué)過(guò)的知識(shí)知道，構(gòu)成一個(gè)振蕩器必須具備下列一些最基本的條 件：（1）任何一個(gè)振蕩回路，包含兩個(gè)或兩個(gè)以上儲(chǔ)能元件。在這兩個(gè)儲(chǔ)能元 件屮，當(dāng)一個(gè)釋放能量時(shí)，另一個(gè)就接收能量。接收和釋放能量可以往返進(jìn)行， 其頻率決定于元件的數(shù)值。（2）電路中必須要有一個(gè)能量來(lái)源，可以補(bǔ)充由振蕩回路電阻所產(chǎn)生的損 耗。在電容三點(diǎn)式振蕩器屮，這些能量來(lái)源就是直流電源。（3）必須要有一個(gè)控制設(shè)備，可以使電源在對(duì)應(yīng)時(shí)刻補(bǔ)充電路的能量損失, 以維持等幅震蕩。這是由有源器件（電子管，晶

11、體管或集成管）和正反饋電路完 成的。對(duì)于木次課程設(shè)計(jì)，所用的最基木原理如下：（1）振蕩器起振條件為af>1（矢量式），振蕩器平衡條件為:af二1（矢量式）, 它說(shuō)明在平衡狀態(tài)時(shí)其閉環(huán)增益等于1。在起振時(shí)a>l/f,當(dāng)振幅增大到一定的 程度后，由于晶體管工作狀態(tài)有放大區(qū)進(jìn)入飽和區(qū)，放大倍數(shù)a迅速下降，直至 af=1 （矢量式），此時(shí)開(kāi)始諧振。假設(shè)由于某種因素使af<1,此時(shí)振幅就會(huì)自動(dòng) 衰減，使a與1/f逐漸相等。（2）振蕩器的平衡條件包括兩個(gè)方面的內(nèi)容：振幅穩(wěn)定和相位穩(wěn)定。我們可以假設(shè)橫坐標(biāo)是振蕩電壓，而縱坐標(biāo)分別是放大倍數(shù)k和反饋系數(shù)f, 假設(shè)因?yàn)槟撤N情況使電壓增長(zhǎng)，這時(shí)k

12、. f<1,振蕩就會(huì)自動(dòng)衰減。反之，若電壓 減少，出現(xiàn)kf>1的情況，振蕩就會(huì)自動(dòng)增強(qiáng)，而乂回到平衡點(diǎn)。由此可知結(jié)論 為：在平衡點(diǎn)，若k曲線斜率小于0,則滿足振蕩器的振幅穩(wěn)定條件。反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。木實(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）,如圖1：何圖1三點(diǎn)式振蕩器的基本電路根據(jù)相位平衡條件，圖1 （曲中構(gòu)成振蕩電路的三個(gè)電抗元件，xi、x2必須 為同性質(zhì)的電抗，x3必須為異性質(zhì)的電抗，若x】和x2均為容抗，民為感抗，則為 電容三點(diǎn)式振蕩電

13、路（如圖1 （b）；若x2和x均為感抗，x3為容抗，則為電感 三點(diǎn)式振蕩器（如圖1（c） ）o由此可見(jiàn)，為射同余異。共基電容三點(diǎn)式振蕩器的基本電路如圖2：ifr78.2絡(luò)r26.8k：.圖2共棊電容三點(diǎn)式振蕩器由圖可見(jiàn)：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(guò)程是：振蕩器接通電源后，由于電路屮的電流從無(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)，屯路產(chǎn)生諧振。雖

14、然脈動(dòng)的信號(hào)很微小，通過(guò)電路放大及正反饋使振蕩幅度 不斷増大。當(dāng)増大到一定程度時(shí)，導(dǎo)致晶體管進(jìn)入非線性區(qū)域，產(chǎn)生自給偏壓， 使放大器的放大倍數(shù)減小，最后達(dá)到平衡，即af二1,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，反饋系數(shù)f為：fc%?。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)際的振蕩屯路，在f確定z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)屯流取得太大，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)，其至使振蕩器停振。所以在實(shí)用屮，靜態(tài) 電流值一般 ico=o. 5ma-4m

15、a。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，可達(dá)到幾十miiz到幾百miiz的共高頻波段范圍。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)，在本次課程設(shè)計(jì)中采用并聯(lián)型改進(jìn)電 容三端式振蕩器（西勒電路）。1. 2. 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3：圖3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：f=1*

16、 “ 2ttjl（c3 + c4）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，從根木上來(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稈度，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

17、力，這就是所謂的提高振蕩回路的標(biāo)準(zhǔn)性。1.3仿真結(jié)果及調(diào)試1.3.1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。一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厶q大約在 0. 8-4o1a之間選取，故木實(shí)驗(yàn)電路中：選 icq=2mavceq二6v6=100則有 r, + r = uccuceq = 126 = 3kq【cq2為提高電路的穩(wěn)定性r值適當(dāng)增大，取re二1kq則rc = 2kq因：u滬icq re貝9：=2maxlk=2v因：ibq二ig/b貝hibq 二2m

18、a/100二0. 02ma為調(diào)整振蕩管靜態(tài)集電極電流的方便，險(xiǎn)由&2kq電阻與50k電位器串聯(lián) 構(gòu)成，懸是& 2kg的電阻。1.3.2電路結(jié)構(gòu)圖4總體電路圖1.3.3仿真結(jié)果波形及實(shí)物在原理圖中，由li, c4,和c2共同構(gòu)成的lc振蕩電路，交信號(hào)轉(zhuǎn)化成固定頻率的正弦波，其仿真波形及其峰峰值如圖5, 6所示：圖5 lc振蕩電路波形152nf123xfc1圖6 lc振蕩電路峰峰值channel breversesaveext. triggerxi構(gòu)成品體振蕩電路，其波形及其峰峰值如圖7, 8所示:timechannel_a49.496 ms-1.028 vlimebasescal

19、e |5d ns/divchannel ascale 2 xdivchannel bscale |5 vdiv=r tngger&lge rfb 1 ert|xposition |0y position |dy position |0level|owpr/t aid b/a| abac | 0 dcac| 0 dc - |c typesing. | nor. ajto | nonet2-t1圖7品體振蕩電路波形152nf123花iklxfcl1.3.4焊接實(shí)物圖圖9實(shí)物電路板圖10電路板反血效果圖11 lc振蕩器輸出波形圖12品體振蕩器輸出波形1.3.5性能測(cè)試調(diào)整進(jìn)行測(cè)試:fovop

20、-pvceic測(cè)量值ic計(jì)算值6miiz4. 40v6. 20v1. 96ma2 ma因此，本電路板制作符合本課程的要求。2高頻小信號(hào)電路設(shè)計(jì)2. 1高頻小信號(hào)調(diào)諧放大器的原理分析高頻小信號(hào)放大器一般用于放大微弱的高頻信號(hào)，此類(lèi)放大器應(yīng)具備如下基 木特性:只允許所需的信號(hào)通過(guò)，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)牛的噪聲要小。放大器應(yīng)具有一定的通頻帶寬度，如 圖13所示：典型的單調(diào)諧諧振放大器原理如圖，圖屮，rbi,rb2,re用以保證晶體管工作 于放大區(qū)域，從而放大器工作于甲類(lèi)，ce是re的旁路電容，c|,c2是輸入輸出 耦合電容，lc是諧振電路，r是集電極

21、(交流)電阻，他決定了回路的q值， 帶寬。為了減輕負(fù)載對(duì)回路的的影響，輸出采用了部分接入的方式。2. 2高頻小信號(hào)調(diào)諧放大器參數(shù)設(shè)置在初級(jí)設(shè)計(jì)時(shí)，大致以此特性作考慮即可.基本步驟是：(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(jiàn)圖14所示。圖中放大管選用9018,該電路靜態(tài)工作點(diǎn)q主要由rbi和rwl、rb2、re 與vcc確定。利用心和心、仇2的分壓固定基極偏置電位匕°，如滿足條件 /, » lbq :當(dāng)溫度變化/q f f f f % ! f /陀！ 一 ，抑制了 /y變化, 從而獲得穩(wěn)定的

22、工作點(diǎn)。由此可知，只有當(dāng)i » ibq時(shí)，才能獲得匕q恒定，故硅管應(yīng)用時(shí)，=(5-10)/o只有當(dāng)負(fù)反饋越強(qiáng)時(shí)，電路穩(wěn)定性越好，故要求匕匕e， 般硅管?。?(3 5)%(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/q一般在0.82ma 之間選取為宜，設(shè)計(jì)電路中取lc = 1.5ma,設(shè)& =1kg因?yàn)椋簐eq = ieq&而 icq"eq 所以： = 15max1kg = 1.5u因?yàn)椋?%+匕鋰(硅管的發(fā)射結(jié)電壓q為0.7v)所以：=1.5v + 0.7u = 2.2u因?yàn)椋簢?yán)咯-所以：vceq =12v-2.2v = 9.8v因

23、為：&2 二匕q/（5 10"q 而 ibq = jcq /=1.5m/v5（） = 0.03rna 取 12irq 則：%2 =匕©%可條2.2u/0.36 = 6.1kc取標(biāo)稱電阻6.2kq因?yàn)椋盒?1（%-）/%1心貝i：rfa = （12v-2.2v）/2.2v*6.2atq = 27.6atq,考慮調(diào)整靜態(tài)電流/他的方 便，rh用22kg電位器與15kq電阻串聯(lián)。（3）諧振回路參數(shù)計(jì)算 回路中的總電容g因?yàn)椋?f 一 則:g = （2丄）2 乙"5.3” 回路電容c因有 c=q-（2*cj所以 c = 55.3/f -（* 7pf） = 48.3

24、pf取c為標(biāo)稱值30pf,與5-20pf微調(diào)電容并聯(lián)。 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： l=kn2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，然后用電感測(cè)量?jī)x測(cè)出其電 感量厶。，再用下面的公式求出系數(shù)k值：k = ln；式中：n。為實(shí)驗(yàn)所繞匝數(shù)，由此根據(jù)厶和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

25、、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a： = lo/=2xl06/102 =2xl08/匝要得到4 uh的電感，所需匝數(shù)為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 n=p*n2,而 “2=14 匝。則:nx =0.3*14=4.5 匝 確定耦合電容與高頻濾波電容：耦合電容c1、c2的值，可在1000 pfo.oluf之間選擇,一般用瓷片電容。 旁路電容ce、c3、c4的取值一般為0.01-1 nf,濾波電感的取值一般為 220-330uho3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

26、求及原理電路的主要技術(shù)指標(biāo)：輸出功率pol25mw,工作中心頻率fo二6ihz, q >65%, 己知：電源供電為12v,負(fù)載電阻,r=51q,晶體管用3da1,其主要參數(shù)： pflw, i孑750ma, vces二 1. 5v, ft=70mhz, hfemio,功率增益 apm13db (20 倍)。放大器工作吋，設(shè)輸入信號(hào)電壓：叫嚴(yán) got則加到晶體管基極，發(fā)射級(jí)的有效電壓為： ube = uh -ubb = -ubb + uhm cos6zx由晶體管的轉(zhuǎn)移特性曲線可知，如圖15所示:當(dāng)u時(shí)，管子截止，"°。當(dāng)urz 時(shí)，管子導(dǎo)通，ic = gc(ube - u

27、 bz)式屮：為折線的斜率:所以有：ic = &（ ubb + u血 cos 曲 一 ubz）即功放輸出的ic為一連串不連續(xù)的余弦脈沖。高功放為什么能不失真地放 大信號(hào)呢？cos奴 一 cos&ccmax因?yàn)榧忭斢嘞颐}沖的數(shù)學(xué)表達(dá)式為:1 cos&c若對(duì)-傅里葉級(jí)數(shù)分解，hp：ic = ico +/ow1 cosm + icos692f +icnvi cos69z + 由此可知，任何一個(gè)余弦脈沖，都是由許多不同頻率的諧波（基波、二次諧 波。n次諧波）分量所構(gòu)成，利用功放負(fù)載lc回路的選頻功能，適當(dāng)選擇lc 的參數(shù)使z諧振與基波頻率，盡管在集電極電流脈沖屮含有豐富的高次諧

28、波分 量，但由于并聯(lián)諧振回路的選頻濾波作用，故功率放大器的輸出仍為不失真的正 弦波。此時(shí)，諧振回路兩端的電壓可近似認(rèn)為只有基波電壓，即：% = u® cos曲=/ro coscot式屮，ucm為uc的振幅；ro為lc回路的諧振電阻，/泅為集電極基波電流 振幅。在集電極電路中，lc諧振冋路得到的高頻功率為:2 = + !cmqcm = £ % ro =集電極電源ec供給的直流輸入功率為:pe = e&co5為集電極電流脈沖ic的直流分量。集電極效率叭為輸岀高頻功率po與直流輸入功率pe之比，即:cm3. 2設(shè)計(jì)過(guò)程3. 2. 1確定功放的工作狀態(tài)對(duì)高頻功率放大器的基本

29、要求是,盡可能輸出大功率、高效率，為兼顧兩者, 通常選丙類(lèi)且要求在臨界工作狀態(tài)，其電流流通角0在60°-90°范圍。現(xiàn)設(shè) 0 二 70°。集電極電流余弦脈沖直流分解系數(shù)兔（70°） = 0.25,集電極電流余弦脈沖 基波im分解系數(shù)，0（70°） = 044。設(shè)功放的輸出功率為0. 5wo功率放大器集電極的等效電阻為:r 占% =(12一1%5凹= 11()0集電極基波電流振幅為:4嚴(yán) mr。= 95ma集電極電流脈沖的最大振幅為：厶喰=% / $ 檢)=95,m / 0.44 = 216機(jī)4集電極電流脈沖的直流分量為：i® = 4

30、喚 x 乙(0) = 216 x 0.25 = 54/m電源提供的直流功率為：pd = vccico = 12vx54/?za = 0.65vp 集電極的耗散功率為：耳=匕-£=0.650.5 = 0.15w 集電極的效率為:i1 = p(jpd= 0.5/0.65 = 77% (滿足設(shè)計(jì)要求) 己知：a“=13db 即 ap =20則：輸入功率：pi = po/ap = 0.5/20 = 25mv 基極余弦脈沖電流的最大值(設(shè)3da1的0二10)= 21.6ma基極基波電流的振幅為：/ = /(700)=9.5得基極輸入的電壓振幅為：=2用/叫=5"3. 2. 2基極偏置

31、電路因 cos0 = % +匕 則有 :vf = vbtllcos3c-v7= 5.3cos70° = 1.1v bm因 = jcore 則有：他=嶺/“ =1.1/(54x103) = 200取高頻旁路電容c；2 =0.01"3. 2. 3計(jì)算諧振回路與耦合線圈的參數(shù)圖16諧振回路圖輸出采用l型匹配網(wǎng)路，£ = 1100,& =510r產(chǎn) q + qj)rlql =2%ls%r qr l076x51 ” t 口厶廠(1 +評(píng)s=d +嚴(yán))446 = 2.72“hpf = 259pf14 x 3.142 x 62 x 2.72x106匹配網(wǎng)路的電感l(wèi)為1.

32、46“h,電容c為259pf。3. 2. 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)通常采用兀型lc低通濾波器，濾波電感0可按經(jīng)驗(yàn)取50100 uh,濾波電感一般取0.01 ufo綜合上述設(shè)計(jì)，得電路如圖17所示。12vout(r/10 kn/20%1500 pfhf0 01330 mhc/201.5 kq)f/50%10qf 51 q300 q0.1 pf圖17高頻功放電路原理圖3. 3電路仿真電路的仿真波形如圖18所示:vmsi-7.8006 nv 丄7 .今3b今 v4537 1-1 4s89 1 7nv7207vva2-vft1s2w(channel breversesav*time b