高頻功率放大器課程設(shè)計(jì)

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(jì)說明書 高頻功率放大器的設(shè)計(jì)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(jí)： 電子1102班 學(xué) 號(hào)： 13、33、14 完成時(shí)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(bǔ)信號(hào)在無線傳輸過程中的衰耗要求發(fā)射機(jī)具有較大的功率輸出，通信距離越遠(yuǎn)，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(duì)頻帶窄，所以一般采用選頻網(wǎng)絡(luò)作為負(fù)載回

2、路。  本次課設(shè)報(bào)告先是對(duì)高頻功率放大器有關(guān)理論知識(shí)作介紹，在性能指標(biāo)分析基礎(chǔ)上 進(jìn)行單元電路設(shè)計(jì)最后設(shè)計(jì)出整體電路圖，在軟件中仿真驗(yàn)證是否達(dá)到技術(shù)要求，對(duì)仿真 結(jié)果進(jìn)行分析，最后總結(jié)課設(shè)體會(huì)。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(jì)報(bào)告 1.1 課程設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求·························

7、;······································11.2 課程設(shè)計(jì)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(diǎn)···················

11、;································2 1.2.3 功率放大器的負(fù)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(jì)方案2.1 總體電路圖設(shè)計(jì)·

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

15、;··················6第3章 電路仿真3.1 Multisum軟件簡(jiǎn)介···························

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

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

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

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

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

21、3;··············10參考文獻(xiàn)··································

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

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

24、3;·····························12附錄三：實(shí)物圖···················&

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

26、#183;··········12第1章 設(shè)計(jì)報(bào)告1.1 課程設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求內(nèi)容：設(shè)計(jì)高頻功率放大器。要求：電源電壓。輸出功率，中心頻率，效率，負(fù)載電阻。1.2 課程設(shè)計(jì)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(jī)末級(jí)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(diǎn)：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(huì)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(fù)載特性：欠壓臨界過壓 在欠壓區(qū)ic隨負(fù)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(fù)載電阻增大而加深。 放大特性：隨著輸入信號(hào)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(jìn)入到過壓工作狀態(tài)，進(jìn)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(fù)載特性 如果VCC、VBB、vb 3個(gè)參變量不變，則放大器的工作狀態(tài)就由負(fù)載電阻Rp決定。此時(shí)，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(fù)載特性。電壓、電流隨負(fù)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(diǎn)： （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(fù)載回路為調(diào)諧回路，既能完成調(diào)諧選頻功能，又能實(shí)現(xiàn)放大器輸出端負(fù)載的匹配。 （3） 基極偏置電路為晶體管發(fā)射結(jié)提供負(fù)偏壓，使電路工作在丙類狀態(tài)。 （4） 輸入余弦波時(shí)，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(jì)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(fù)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(gè)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(jì)由兩個(gè)模塊組成，第一模塊是兩級(jí)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(jí)最好能工作在臨界狀態(tài)，因?yàn)榇藭r(shí)輸出交流功率最大，效率也較高，一般認(rèn)為此工作狀態(tài)為最佳工作狀態(tài)?？傮w電路圖設(shè)計(jì)： 3.1 Multisum軟件簡(jiǎn)介 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)飛速發(fā)展，電路設(shè)計(jì)可以通過計(jì)算機(jī)輔助分析和仿真技術(shù)來完成。計(jì)算機(jī)仿真在教學(xué)中的應(yīng)用，代替了大包大攬的試驗(yàn)電路，大大減輕驗(yàn)證階段的工作量；其強(qiáng)大的實(shí)時(shí)交互性、信息的集成性和

30、生動(dòng)直觀性，為電子專業(yè)教學(xué)創(chuàng)設(shè)了良好的平臺(tái)，并能保存仿真中產(chǎn)生的各種數(shù)據(jù)，為整機(jī)檢測(cè)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(gè)設(shè)計(jì)及驗(yàn)證過程的自動(dòng)化。 Multisim軟件是一個(gè)專門用于電子線路仿真與設(shè)計(jì)的 EDA 工具軟件。作為 Windows 下運(yùn)行的個(gè)人桌面電子設(shè)計(jì)工具， Multisim 是一個(gè)完整的集成化設(shè)計(jì)環(huán)境。 Multisim的特點(diǎn)：(1)直觀的圖形界面：整個(gè)操作界面就像一個(gè)電子實(shí)驗(yàn)工作臺(tái)，繪制電路所需的元器件和仿真所需的測(cè)試儀器均可直接拖放到屏幕上，輕點(diǎn)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(shí)物相似，測(cè)量數(shù)據(jù)、波形和特

31、性曲線如同在真實(shí)儀器上看到的一樣。(2)豐富的元器件庫：Multisim大大擴(kuò)充了EWB的元器件庫， 包括基本元件、半導(dǎo)體器件、運(yùn)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(kuò)充和更新服務(wù)。(3)豐富的測(cè)試儀器： 除EWB具備的數(shù)字萬用表、函數(shù)信號(hào)發(fā)生器、雙通道示波器、掃頻儀、字信號(hào)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(tái)同時(shí)調(diào)用。4)完備的分析手段：除了EWB提供的直流工作點(diǎn)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(diǎn)一零點(diǎn)分析、傳輸函數(shù)分析、靈敏度分析、最壞情